[실용적인 자료구조] Python의 'object' 클래스 2

Python의 최상위 클래스인 object는 모든 클래스가 암묵적으로 상속받는 기본 클래스로, 객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)의 원칙을 따르도록 하는 핵심적인 역할을 합니다. Python 3에서는 모든 클래스가 자동으로 object 클래스를 상속받아, 객체 지향 패러다임을 따르는 구조로 설계됩니다.

Python의 최상위 클래스 object의 목적

1. 모든 클래스의 기본 기능 제공: Python의 모든 클래스는 object를 상속받으며, 이를 통해 기본적인 메서드와 속성을 물려받습니다. 이는 모든 객체가 공통된 인터페이스를 가지도록 보장합니다. 예를 들어, __init__, __repr__, __str__, __eq__, __hash__ 같은 메서드를 기본적으로 제공합니다.
2. 통일성 제공: 모든 클래스가 object를 상속받기 때문에 Python에서 모든 객체는 동일한 방식으로 취급될 수 있습니다. 이는 상속 체계에서 일관성을 유지할 수 있도록 해 줍니다.
3. 다형성(Polymorphism): object 클래스는 다형성을 지원합니다. 즉, 서로 다른 클래스가 동일한 인터페이스를 사용할 수 있습니다. 이는 클래스 간의 유연한 상호작용을 가능하게 합니다.

객체지향 프로그래밍(OOP)의 4대 핵심 원칙

1. 캡슐화(Encapsulation): 데이터를 보호하고, 외부에서 접근하지 못하도록 감추며, 클래스의 메서드를 통해서만 접근이 가능하게 하는 원칙입니다. 이를 통해 데이터 무결성을 유지합니다.
2. 상속(Inheritance): 새로운 클래스가 기존 클래스의 특성과 동작을 상속받아 재사용할 수 있는 원칙입니다. 상속을 통해 기존 기능을 확장하거나 재정의할 수 있습니다.
3. 다형성(Polymorphism): 여러 클래스가 동일한 인터페이스를 가질 수 있도록 하여, 다른 클래스에서도 동일한 방식으로 메서드를 호출할 수 있게 하는 원칙입니다.
4. 추상화(Abstraction): 불필요한 세부 사항을 숨기고, 중요한 부분만 노출하는 원칙입니다. 클래스나 객체를 사용할 때 복잡한 내부 구조를 몰라도 사용자가 필요한 인터페이스만 제공하게 합니다.

예제 코드: Python에서 객체지향 패러다임과 object 클래스의 역할

1. 상속과 다형성 예제

다음 예제는 Python의 최상위 object 클래스를 상속받는 여러 클래스가 다형성(polymorphism)을 어떻게 사용하는지 보여줍니다.

class Animal(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        """동물의 소리를 출력하는 메서드, 서브 클래스에서 구현"""
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Meow!"

class Cow(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Moo!"


# 다형성을 활용한 코드
animals = [Dog("Buddy"), Cat("Whiskers"), Cow("Molly")]

# 다형성을 이용해 각 객체의 speak 메서드를 호출
for animal in animals:
    print(animal.speak())

출력:

Buddy says Woof!
Whiskers says Meow!
Molly says Moo!

설명:

• 상속(Inheritance): Dog, Cat, Cow 클래스는 Animal 클래스를 상속받아 기본 구조를 재사용하고, 각자의 speak() 메서드를 재정의합니다.
• 다형성(Polymorphism): 각기 다른 서브클래스의 객체들이 동일한 speak() 메서드를 제공하며, 이를 호출할 때 서로 다른 동작을 합니다.

2. 캡슐화와 추상화 예제

다음 예제는 캡슐화(Encapsulation)를 이용해 데이터를 보호하는 방법을 보여줍니다.

class BankAccount(object):
    def __init__(self, owner, balance=0):
        self.owner = owner
        self.__balance = balance  # __로 시작하는 속성은 비공개(private)

    def deposit(self, amount):
        """돈을 입금하는 메서드"""
        if amount > 0:
            self.__balance += amount
        else:
            raise ValueError("Amount must be positive")

    def withdraw(self, amount):
        """돈을 출금하는 메서드"""
        if 0 < amount <= self.__balance:
            self.__balance -= amount
        else:
            raise ValueError("Insufficient balance or invalid amount")

    def get_balance(self):
        """잔액을 반환하는 메서드"""
        return self.__balance

# 계좌 생성 및 사용
account = BankAccount("John Doe", 1000)

# 돈을 입금
account.deposit(500)
print(account.get_balance())  # 출력: 1500

# 돈을 출금
account.withdraw(200)
print(account.get_balance())  # 출력: 1300

# 비공개 변수 접근 시도
# print(account.__balance)  # AttributeError 발생: 'BankAccount' object has no attribute '__balance'

설명:

• 캡슐화(Encapsulation): __balance는 클래스 내부에서만 접근 가능한 비공개(private) 속성입니다. 외부에서는 deposit(), withdraw(), get_balance() 메서드를 통해서만 접근할 수 있습니다.
• 추상화(Abstraction): 복잡한 잔액 관리 로직은 내부에 감추고, 사용자는 deposit과 withdraw 메서드만을 사용하여 쉽게 계좌를 관리할 수 있습니다.

결론:

• Python의 object 클래스는 모든 클래스가 상속하는 기본 클래스이며, 객체 지향 프로그래밍의 핵심 원칙을 따르기 위한 기초적인 역할을 수행합니다.
• 객체지향 프로그래밍(OOP)은 캡슐화, 상속, 다형성, 추상화의 원칙을 따르며, 이를 통해 소프트웨어의 재사용성과 유지보수성을 높입니다.
• Python에서 object 클래스는 이러한 원칙을 구현하는 기본 틀을 제공하고, 모든 클래스는 이 최상위 클래스를 통해 객체 지향 패러다임을 실현합니다.