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7. 객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍은 현대 소프트웨어 개발에서 핵심적인 개념 중 하나입니다. 이 글에서는 파이썬을 기반으로 객체 지향 프로그래밍의 기본 개념과 주요 요소에 대해 소개하고, 예제 코드를 통해 실제 구현 방법을 자세히 살펴보겠습니다.

7.1 클래스와 객체

객체 지향 프로그래밍에서는 모든 것이 객체로 간주됩니다. 클래스는 객체를 생성하기 위한 템플릿으로, 속성과 메서드를 포함합니다.

7.1.1 클래스의 개념과 정의

클래스는 객체를 생성하기 위한 설계도입니다. 클래스는 `class` 키워드를 사용하여 정의되며, 속성과 메서드를 가집니다.

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        print(f"안녕하세요! 제 이름은 {self.name}이고, 나이는 {self.age}입니다.")

# 객체 생성
person1 = Person("John", 30)
person2 = Person("Alice", 25)

# 객체 메서드 호출
person1.greet()  # 출력: 안녕하세요! 제 이름은 John이고, 나이는 30입니다.
person2.greet()  # 출력: 안녕하세요! 제 이름은 Alice이고, 나이는 25입니다.

7.1.2 객체의 개념과 속성

객체는 클래스의 인스턴스로, 속성과 메서드를 가집니다. 속성은 객체의 상태를 나타내며, 메서드는 객체의 동작을 정의합니다.

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

# 객체 생성
rectangle = Rectangle(5, 3)

# 객체 메서드 호출
print(rectangle.area())  # 출력: 15

7.2. 상속

상속은 클래스가 다른 클래스의 특성을 물려받는 개념입니다. 상속을 통해 기존 클래스의 속성과 메서드를 재사용하고 확장할 수 있습니다.

7.2.1 상속의 개념과 종류

상속은 부모 클래스의 속성과 메서드를 자식 클래스가 물려받는 것을 의미합니다. 파이썬에서는 단일 상속과 다중 상속의 두 가지 종류가 있습니다.

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

    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "멍멍!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "야옹!"

# 객체 생성
dog = Dog("멍멍이")
cat = Cat("야옹이")

# 객체 메서드 호출
print(dog.speak())  # 출력: 멍멍!
print(cat.speak())  # 출력: 야옹!

7.2.2 부모 클래스와 자식 클래스

부모 클래스는 상속을 통해 속성과 메서드를 제공하는 클래스입니다. 자식 클래스는 부모 클래스로부터 상속받은 속성과 메서드를 확장하거나 수정할 수 있습니다.

7.2.3 추상 클래스와 인터페이스

추상 클래스는 일부 메서드가 구현되지 않은 추상 메서드를 포함하는 클래스입니다. 인터페이스는 모든 메서드가 추상 메서드인 특수한 형태의 클래스입니다.

from abc import ABC, abstractmethod

# 추상 클래스
class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def sound(self):
        pass

# 자식 클래스
class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "멍멍!"

class Cat(Animal):
    def sound(self):
        return "야옹!"

# 인터페이스
class CanFly(ABC):
    @abstractmethod
    def fly(self):
        pass

class Bird(Animal, CanFly):
    def sound(self):
        return "짹짹!"

    def fly(self):
        return "날개를 퍼덕이며 날아갑니다."

# 객체 생성
dog = Dog()
cat = Cat()
bird = Bird()

# 객체 메서드 호출
print(dog.sound())  # 출력: 멍멍!
print(cat.sound())  # 출력: 야옹!
print(bird.sound())  # 출력: 짹짹!
print(bird.fly())  # 출력: 날개를 퍼덕이며 날아갑니다.

7.3. 다형성

다형성은 동일한 메서드를 다른 객체에서 다르게 동작하도록 하는 개념입니다. 이를 통해 코드의 유연성과 확장성을 높일 수 있습니다.

7.3.1 다형성의 개념과 장점

다형성은 동일한 이름의 메서드를 다양한 객체에서 다르게 동작하도록 하는 기능입니다. 다형성을 통해 객체 간의 상호 교환성과 코드의 재사용성이 향상됩니다.

class Shape:
    def area(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14 * self.radius * self.radius

# 객체 생성
rectangle = Rectangle(5, 3)
circle = Circle(7)

# 객체 메서드 호출
print(rectangle.area())  # 출력: 15
print(circle.area())  # 출력: 153.86

 

7.3.2 다형성의 구현 방법

다형성은 오버로딩과 오버라이딩을 통해 구현할 수 있습니다. 오버로딩은 같은 이름의 메서드를 매개변수의 개수나 타입에 따라 다르게 정의하는 것을 의미합니다. 오버라이딩은 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 재정의하는 것을 의미합니다.

7.4. 예외 처리

예외 처리는 예외 상황이 발생했을 때, 프로그램이 비정상적으로 종료되지 않도록 하는 기능입니다. 파이썬에서는 `try-except` 구문을 사용하여 예외 처리를 합니다.

7.4.1 예외의 개념과 필요성

예외는 프로그램 실행 중에 발생하는 오류나 예상치 못한 상황을 나타냅니다. 예외 처리는 이러한 예외 상황에 대비하여 프로그램의 안정성을 향상시킵니다.

try:
    num1 = int(input("첫 번째 숫자를 입력하세요: "))
    num2 = int(input("두 번째 숫자를 입력하세요: "))
    result = num1 / num2
    print("나눈 결과:", result)
except ZeroDivisionError:
    print("0으로 나눌 수 없습니다.")
except ValueError:
    print("유효한 숫자를 입력해주세요.")

 

7.4.2 try-except 구문

`try-except` 구문은 예외가 발생할 수 있는 부분을 `try` 블록으로 감싸고, 예외 처리를 위한 코드를 `except` 블록에 작성합니다. 예외가 발생하면 해당 예외에 대한 처리가 실행됩니다.

7.4.3 예외 처리의 고급 기법

예외 처리는 `finally` 블록과 `else` 블록을 통해 보다 정교한 처리를 할 수 있습니다. 또한, 사용자 정의 예외를 생성하여 예외 처리를 확장할 수도 있습니다.

 

객체 지향 프로그래밍은 코드의 재사용성과 유지보수성을 향상시키는 중요한 개념입니다. 클래스와 객체, 상속, 다형성, 예외 처리에 대한 이해는 파이썬을 비롯한 많은 프로그래밍 언어에서 필수적입니다. 이를 기반으로 유연하고 확장 가능한 프로그램을 개발할 수 있습니다.