객체지향 프로그래밍에 대하여

등장 배경

초기의 프로그래밍은 절차지향 패러다임하에 있었다. 프로그램은 반복문 조건문 goto문 등으로 이루어진 하나의 긴 흐름과 같았다. 이런 방식에는 문제가 많았다.

동일한 논리구조여도 값이 바뀔 때 마다 코드를 수정해야한다.
기존의 로직을 다시 사용하게 될때, 다시 코딩을 하거나 직접 복붙해야 한다.
동일한 로직의 코드가 많아지고 코드가 갈어져 유지보수가 어렵다.

이를 해결하기 위해 다익스트라가 프로그램을 우리가 익숙한 '함수' 단위로 나누고 그 함수끼리 호출하는 새로운 패러다임을 제시한다. 그러나 이 방식에도 여전히 한계가 존재했다.

메소드만 가지고는 많은 양의 로직을 처리하기에는 한계가 있다.
한 문서 내에 메소드의 수가 많아질 경우 추후 유지 보수에 많은 어려움이 발생된다.
데이터의 처리는 구조화 했지만 데이터 자체는 구조화되지 못해, 전역 네임스페이스가 쉽게 포화되고 엉뚱한 데이터가 함수에 전달되어 데이터가 오염되는 등의 문제가 발생.

이러한 문제를 해결하기 위해 객체지향이라는 새로운 패러다임이 등장했다.

객체(Object)

객체지향 프로그래밍에서 객체는 자신을 표현하는 속성과 행동을 가지며, 객체들끼리 행동을 하며 프로그램 세계를 형성한다.

객체지향의 개념과 객체지향 프로그래밍 요소

객체지향의 여러 속성

클래스, 메시지전달, 상속, 추상화, 캡슐화, 다형성

1. 클래스 / 인스턴스

틀과 풀빵

클래스는 인스턴스를 만들어내기 위한 개념적 존재이자 설계도이다. 즉 인스턴스의 속성과 동작을 정의한다.

객체는 클래스의 인스턴스이고, 클래스에 의해 정의된 속성과 동작를 가진다. 객체는 서로 상호작용할 수 있다.

같은 클래스에서 생성된 객체들은 같은 속성과 메소드를 가지지만, 서로 다른 값을 가질 수 있다.

class Car:
    color='red'
    def drive(self):
        print("Brrrr")
my_car = Car()
print(my_car.color)
my_car.drive()

* 사족: Dunder method

특수한 기능을 하는 메소드들.
(__init__, __call__ 등)

dir(<obj>)로 확인가능하다.

def __init__(self): # 객체가 생성될 때 실행된다
def __srt__(self): # 객체가 str화할 때(출력할때) 동작
def __call__(self): # 객체가 호출될 때 동작

2. 캡슐화

.get_speed() vs .speed

class Car:
    def __init__(self,model,color,speed):
        self.model=model
        self.color=color
        self.speed=speed
        self.speed_limit=speed*2
    def accelerate(self,dv):
        dv = 0 if 0>dv else dv
        self.speed =min(self.speed_limit, self.speed + dv)
    def brake(self,dv):
        dv = 0 if 0>dv else dv
        self.speed =max(0, self.speed - dv)
    def get_speed(self):
        return self.speed
    color='red'
    def drive(self):
        print("Brrrr")
my_car = Car()
print(my_car.color)
my_car.drive()

데이터와 그 데이터를 다루는 메서드들을 하나로 묶는 것을 캡슐화라고 한다.

캡슐화된 객체는 외부에서 직접적으로 접근할 수 없으며, 메서드를 통해서만 데이터를 조작할 수 있다. 이를 통해 데이터의 보안성과 안정성을 높일 수 있다.

또한 속성을 단순히 조회만 하는 것이 아니라 기능을 추가하여 조회할 수도 있다.

# 예시 : 단위 변환해 조회
def get_speed(self,uint='mph'):
    if unit == 'mph':
        return self.speed
    elif unit == 'kph':
        return self.speed*100
    else:
        raise ValueError()

getter, setter

객체 내의 중요한 데이터는 외부의 직접접근을 제한하고 getter(조회)와 setter(변경)을 통해 안전하게 접근하는 것이 권장됨.

3. 상속

이미 정의된 클래스에서 속성과 메소드를 물려받아 새 클래스를 생성하는 것을 말한다.

예시) Django User
models.Model -> AbstractBaseUser(인증) -> Abstractuser(필드) -> User(다시 보기)

코드 재사용율을 높이고, 계층적인 구조를 만들 수 있다.

4. 다형성

오버라이딩 등을 통해 같은 이름의 메서드를 실행시켜도 다른 동작을 하는 것이 다형성이다. 코드의 가독성과 유지보수성을 높여준다.

class Animal:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
    def speak(self):
        print(f"{self.name}, the animal makes some noise.")

class Dog(Animal):
    def __init__(self,name,age,breed):
        self.dog_breed=breed
        super().__init__(name,age)
    def speak(self):
        print(f"{self.name}, the dog barks. Bow-Wow!")
class Cat(Animal):
    def __init__(self,name,age,breed):
        self.cat_breed=breed
        super().__init__(name,age)
    def speak(self):
        print(f"{self.name}, the cat says, Meow Meow!")

fk제외하고 첫번째 인자가 verbose_name을 받는걸로 알고있습니다

5. 추상클래스

어떤 식으로 사용할지 미리 명시되어있기만한 빈 매서드가 정의된 부모 클래스. 실제로 객체로 만들 일이 없는 클래스이다.

# 추상 클래스
class Shape:
    def get_area(self):
        pass
class Circle(Shape):
    def __init__(self,radius):
        self.radius=radius
    def get_area(self):
        return 3.14*self.radius**2
class Square(Shape):
    def __init__(self,side):
        self.side=side
    def get_area(self):
        return self.side**2
class Rectangle(Shape):
    def __init__(self,width,height):
        self.width=width
        self.height=height
    def get_area(self):
        return self.width*self.height
    ```

레퍼런스

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