파이선 클래스 기초 3. 리얼파이선 20

 

 

파이선 클래스 기초 3. 리얼파이선 20 

 

상속

 

물론, 상속을 지원하지 않는다면 언어 기능은 《클래스》라는 이름을 붙일만한 가치가 없을 것입니다. 파생 클래스 정의의 문법은 이렇게 생겼습니다:

 

class DerivedClassName(BaseClassName):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

 

이름 BaseClassName 은 파생 클래스 정의를 포함하는 스코프에 정의되어 있어야 합니다. 베이스 클래스 이름의 자리에 다른 임의의 표현식도 허락됩니다. 예를 들어, 베이스 클래스가 다른 모듈에 정의되어 있을 때 유용합니다:

 

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

 

파생 클래스 정의의 실행은 베이스 클래스와 같은 방식으로 진행됩니다. 클래스 객체가 만들어질 때, 베이스 클래스가 기억됩니다. 이것은 어트리뷰트 참조를 결정할 때 사용됩니다: 요청된 어트리뷰트가 클래스에서 발견되지 않으면 베이스 클래스로 검색을 확장합니다. 베이스 클래스 또한 다른 클래스로부터 파생되었다면 이 규칙은 재귀적으로 적용됩니다.

 

파생 클래스의 인스턴스 만들기에 특별한 것은 없습니다: DerivedClassName() 는 그 클래스의 새 인스턴스를 만듭니다. 메서드 참조는 다음과 같이 결정됩니다: 대응하는 클래스 어트리뷰트가 검색되는데, 필요하면 베이스 클래스의 연쇄를 타고 내려갑니다. 이것이 함수 객체를 준다면 메서드 참조는 올바릅니다.

 

파생 클래스는 베이스 클래스의 메서드들을 재정의할 수 있습니다. 메서드가 같은 객체의 다른 메서드를 호출할 때 특별한 권한 같은 것은 없으므로, 베이스 클래스에 정의된 다른 메서드를 호출하는 베이스 클래스의 메서드는 재정의된 파생 클래스의 메서드를 호출하게 됩니다. (C++ 프로그래머를 위한 표현으로: 파이썬의 모든 메서드는 실질적으로 virtual 입니다.)

 

파생 클래스에서 재정의된 메서드가, 같은 이름의 베이스 클래스 메서드를 단순히 갈아치우기보다 사실은 확장하고 싶을 수 있습니다. 베이스 클래스의 메서드를 직접 호출하는 간단한 방법이 있습니다: 단지 BaseClassName.methodname(self, arguments) 를 호출하면 됩니다. 이것은 때로 클라이언트에게도 쓸모가 있습니다. (이것은 베이스 클래스가 전역 스코프에서 BaseClassName 으로 액세스 될 수 있을 때만 동작함에 주의하세요.)

 

파이썬에는 상속과 함께 사용할 수 있는 두 개의 내장 함수가 있습니다:

 

• 인스턴스의 형을 검사하려면 isinstance() 를 사용합니다: isinstance(obj, int) 는 obj.__class__ 가 int 거나 int 에서 파생된 클래스인 경우만 True 가 됩니다.
• 클래스 상속을 검사하려면 issubclass() 를 사용합니다: issubclass(bool, int) 는 True 인데, bool 이 int 의 서브 클래스이기 때문입니다. 하지만, issubclass(float, int) 는 False 인데, float 는 int 의 서브 클래스가 아니기 때문입니다.

 

다중 상속

 

파이썬은 다중 상속의 형태도 지원합니다. 여러 개의 베이스 클래스를 갖는 클래스 정의는 이런 식입니다:

 

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

 

대부분의 목적상, 가장 간단한 경우에, 부모 클래스로부터 상속된 어트리뷰트들의 검색을 깊이 우선으로, 왼쪽에서 오른쪽으로, 계층 구조에서 겹치는 같은 클래스를 두 번 검색하지 않는 것으로 생각할 수 있습니다. 그래서, 어트리뷰트가 DerivedClassName 에서 발견되지 않으면, Base1 에서 찾고, 그다음 (재귀적으로) Base1 의 베이스 클래스들을 검색합니다. 거기에서도 발견되지 않으면, Base2 에서 찾고, 이런 식으로 계속합니다.

 

사실, 이것보다는 약간 더 복잡합니다; 메서드 결정 순서는 super() 로의 협력적인 호출을 지원하기 위해 동적으로 변경됩니다. 이 접근법은 몇몇 다른 다중 상속 언어들에서 call-next-method 라고 알려져 있고, 단일 상속 언어들에서 발견되는 super 호출보다 더 강력합니다.

 

동적인 순서가 필요한 이유는, 모든 다중 상속의 경우는 하나나 그 이상의 다이아몬드 관계 (적어도 부모 클래스 중 하나가 가장 바닥 클래스들로부터 여러 경로를 통해 액세스 되는 경우) 를 만들기 때문입니다. 예를 들어, 모든 클래스는 object 를 계승하기 때문에, 모든 다중 상속은 object 에 이르는 여러 경로를 제공합니다. 베이스 클래스들이 여러 번 액세스 되지 않게 하려고, 동적인 알고리즘이 검색 순서를 선형화하는데, 각 클래스에서 지정된 왼쪽에서 오른쪽으로 가는 순서를 보존하고, 각 부모를 오직 한 번만 호출하고, 단조적 (부모들의 우선순위에 영향을 주지 않으면서 서브 클래스를 만들 수 있다는 의미입니다) 이도록 만듭니다. 모두 함께 사용될 때, 이 성질들은 다중 상속으로 신뢰성 있고 확장성 있는 클래스들을 설계할 수 있도록 만듭니다. 더 자세한 내용을 참고하세요.

 

비공개 변수

 

객체 내부에서만 액세스할 수 있는 《비공개》 인스턴스 변수는 파이썬에 존재하지 않습니다. 하지만, 대부분의 파이썬 코드에서 따르고 있는 규약이 있습니다: 밑줄로 시작하는 이름은 (예를 들어, _spam) API의 공개적이지 않은 부분으로 취급되어야 합니다 (그것이 함수, 메서드, 데이터 멤버중 무엇이건 간에). 구현 상세이고 통보 없이 변경되는 대상으로 취급되어야 합니다.

 

클래스-비공개 멤버들의 올바른 사례가 있으므로 (즉 서브 클래스에서 정의된 이름들과의 충돌을 피하고자), 이름 뒤섞기 (name mangling) 라고 불리는 메커니즘에 대한 제한된 지원이 있습니다. __spam 형태의 (최소 두 개의 밑줄로 시작하고, 최대 한 개의 밑줄로 끝납니다) 모든 식별자는 _classname__spam 로 텍스트 적으로 치환되는데, classname 은 현재 클래스 이름에서 앞에 오는 밑줄을 제거한 것입니다. 이 뒤섞기는 클래스 정의에 등장하는 이상, 식별자의 문법적 위치와 무관하게 수행됩니다.

 

이름 뒤섞기는 클래스 내부의 메서드 호출을 방해하지 않고 서브 클래스들이 메서드를 재정의할 수 있도록 하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어:

 

class Mapping:
    def __init__(self, iterable):
        self.items_list = []
        self.__update(iterable)

    def update(self, iterable):
        for item in iterable:
            self.items_list.append(item)

    __update = update   # private copy of original update() method

class MappingSubclass(Mapping):

    def update(self, keys, values):
        # provides new signature for update()
        # but does not break __init__()
        for item in zip(keys, values):
            self.items_list.append(item)

 

위의 예는 MappingSubclass가 __update 식별자를 도입하더라도 작동합니다. Mapping 클래스에서는 _Mapping__update로 MappingSubclass 클래스에서는 _MappingSubclass__update로 각각 대체 되기 때문입니다.

 

뒤섞기 규칙은 대체로 사고를 피하고자 설계되었다는 것에 주의하세요; 여전히 비공개로 취급되는 변수들을 액세스하거나 수정할 수 있습니다. 이것은 디버거와 같은 특별한 상황에서 쓸모 있기조차 합니다.

 

exec() 나 eval() 로 전달된 코드는 호출하는 클래스의 클래스 이름을 현재 클래스로 여기지 않는다는 것에 주의하세요; 이것은 global 문의 효과와 유사한데, 효과가 함께 바이트-컴파일된 코드로 제한됩니다. 같은 제약이 __dict__ 를 직접 참조할 때뿐만 아니라, getattr(), setattr(), delattr() 에도 적용됩니다.

 

잡동사니

 

때로 몇몇 이름 붙은 데이터 항목들을 함께 묶어주는 파스칼의 《record》 나 C의 《struct》 와 유사한 데이터형을 갖는 것이 쓸모 있습니다. 빈 클래스 정의가 훌륭히 할 수 있는 일입니다:

 

class Employee:
    pass

john = Employee()  # Create an empty employee record

# Fill the fields of the record
john.name = 'John Doe'
john.dept = 'computer lab'
john.salary = 1000

 

특정한 추상적인 데이터형을 기대하는 파이썬 코드 조각은, 종종 그 데이터형의 메서드를 흉내 내는 클래스를 대신 전달받을 수 있습니다. 예를 들어, 파일 객체로부터 데이터를 포맷하는 함수가 있을 때, 대신 문자열 버퍼에서 데이터를 읽는 메서드 read() 와 readline() 을 제공하는 클래스를 정의한 후 인자로 전달할 수 있습니다.

 

인스턴스 메서드 객체도 어트리뷰트를 갖습니다: m.__self__ 는 메서드 m() 과 결합한 인스턴스 객체이고, m.__func__ 는 메서드에 상응하는 함수 객체입니다.

 

이터레이터

 

지금쯤 아마도 여러분은 대부분의 컨테이너 객체들을 for 문으로 루핑할 수 있음을 눈치챘을 것입니다:

 

for element in [1, 2, 3]:
    print(element)
for element in (1, 2, 3):
    print(element)
for key in {'one':1, 'two':2}:
    print(key)
for char in "123":
    print(char)
for line in open("myfile.txt"):
    print(line, end='')

 

이런 스타일의 액세스는 명료하고, 간결하고, 편리합니다. 이터레이터를 사용하면 파이썬이 보편화하고 통합됩니다. 무대 뒤에서, for 문은 컨테이너 객체에 대해 iter() 를 호출합니다. 이 함수는 메서드 __next__() 를 정의하는 이터레이터 객체를 돌려주는데, 이 메서드는 컨테이너의 요소들을 한 번에 하나씩 액세스합니다. 남은 요소가 없으면, __next__() 는 StopIteration 예외를 일으켜서 for 루프에 종료를 알립니다. next() 내장 함수를 사용해서 __next__() 메서드를 호출할 수 있습니다; 이 예는 이 모든 것들이 어떻게 동작하는지 보여줍니다:

 

>>> s = 'abc'
>>> it = iter(s)
>>> it
<str_iterator object at 0x10c90e650>
>>> next(it)
'a'
>>> next(it)
'b'
>>> next(it)
'c'
>>> next(it)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
    next(it)
StopIteration

 

이터레이터 프로토콜의 뒤에 있는 메커니즘을 살펴보면, 여러분의 클래스에 이터레이터 동작을 쉽게 추가할 수 있습니다. __next__() 메서드를 가진 객체를 돌려주는 __iter__() 메서드를 정의합니다. 클래스가 __next__() 를 정의하면, __iter__() 는 그냥 self 를 돌려줄 수 있습니다.

 

class Reverse:
    """Iterator for looping over a sequence backwards."""
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.index = len(data)

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.index == 0:
            raise StopIteration
        self.index = self.index - 1
        return self.data[self.index]

 

>>> rev = Reverse('spam')
>>> iter(rev)
<__main__.Reverse object at 0x00A1DB50>
>>> for char in rev:
...     print(char)
...
m
a
p
s

 

 

제너레이터

 

제너레이터 는 이터레이터를 만드는 간단하고 강력한 도구입니다. 일반적인 함수처럼 작성되지만 값을 돌려주고 싶을 때마다 yield 문을 사용합니다. 제너레이터에 next() 가 호출될 때마다, 제너레이터는 떠난 곳에서 실행을 재개합니다 (모든 데이터 값들과 어떤 문장이 마지막으로 실행되었는지 기억합니다). 예는 제너레이터를 사소할 정도로 쉽게 만들 수 있음을 보여줍니다:

 

def reverse(data):
    for index in range(len(data)-1, -1, -1):
        yield data[index]

 

>>> for char in reverse('golf'):
...     print(char)
...
f
l
o
g

 

제너레이터로 할 수 있는 모든 것은 앞 절에서 설명했듯이 클래스 기반 이터레이터로도 할 수 있습니다. 제너레이터가 간단한 이유는 __iter__() 와 __next__() 메서드가 저절로 만들어지기 때문입니다.

 

또 하나의 주요 기능은 지역 변수들과 실행 상태가 호출 간에 자동으로 보관된다는 것입니다. 이것은 self.index 나 self.data 와 같은 인스턴스 변수를 사용하는 접근법에 비교해 함수를 쓰기 쉽고 명료하게 만듭니다.

 

자동 메서드 생성과 프로그램 상태의 저장에 더해, 제너레이터가 종료할 때 자동으로 StopIteration 을 일으킵니다. 조합하면, 이 기능들이 일반 함수를 작성하는 것만큼 이터레이터를 만들기 쉽게 만듭니다.

 

제너레이터 표현식

 

간단한 제너레이터는 리스트 컴프리헨션과 비슷하지만, 대괄호 대신 괄호를 사용하는 문법을 사용한 표현식으로 간결하게 코딩할 수 있습니다. 이 표현식들은 둘러싸는 함수가 제너레이터를 즉시 사용하는 상황을 위해 설계되었습니다. 제너레이터 표현식은 완전한 제너레이터 정의보다 간결하지만, 융통성은 떨어지고, 비슷한 리스트 컴프리헨션보다 메모리를 덜 쓰는 경향이 있습니다.

 

예:

 

>>> sum(i*i for i in range(10))                 # sum of squares
285

>>> xvec = [10, 20, 30]
>>> yvec = [7, 5, 3]
>>> sum(x*y for x,y in zip(xvec, yvec))         # dot product
260

>>> unique_words = set(word for line in page  for word in line.split())

>>> valedictorian = max((student.gpa, student.name) for student in graduates)

>>> data = 'golf'
>>> list(data[i] for i in range(len(data)-1, -1, -1))
['f', 'l', 'o', 'g']

 

 

파이선 클래스 정복 3