추상 클래스(abstract class)

• 추상화 작업이 존재하는 클래스
  • 추상화작업 : 선조를 추상으로 만들고 후손이 재 정의(메소드 오버라이딩)된 메소드로 구현하거나 객체 호출을 할 수 있도록 구현된 것.
• 즉, 클래스 내부에 구현되지 않은 메소드를 한가지 이상 가지고 있는 클래스를 추상 클래스라고 한다.

특징

• 추상 클래스는 객체생성 불가능
• 상속받은 후손 클래스가 반드시 추상 메소드를 재 정의해야 한다.
• 만일 후손이 추상 메소드를 재정의하지 않으면 후손이 추상 클래스가 되어야 한다.

추상 클래스는 기획자가 꼭 구현이 필요한 메소드를 정의하고 이를 상속하게 하는 것이다.
선조 클래스(추상클래스)에서 꼭 만들었으면하는 메소드를 강제하기 위함이다.
즉, 추상화는 메소드 재 정의를 강하게 묶어놓는다고 생각할 수 있다.
그렇기 때문에 개발자들이 메소드를 놓치거나 오류를 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

• 추상 클래스를 생성하기 위해서는 abc모듈을 import해주어야 한다.
• 추상 클래스는 클래스의 괄호 안에 metaclass=ABCMeta로 지정한다.
• 추상 메서드는 함수 위에 @abstractmethod라는 키워드를 적어주어 다른 메서드들과 구별한다. 

abc는 abstract base class의 약자

예시01

# 오류발생을 통해 보는 추상 클래스 문법

from abc import abstractmethod, ABCMeta         # 추상 클래스 생성을 위해 abc모듈 import
                                                # abstractmethod : @와 함께 메소드 위에 선언하게 되면 추상 메소드로 사용
                                                # ABCMeta : 클래스 선조로 지정하게 되면 후손은 추상 클래스가 된다.


class Base(metaclass=ABCMeta):      # 추상 클래스 선언
    @abstractmethod                 # 추상 메소드 선언
    def prn(self):                  # 소문자 prn
        pass

class Cat(Base):
    def prn(self):                  # 소문자 prn
        print('Cat class')

class Puppy(Base):
    def Prn(self):                  # 대문자 Prn
        print('Puppy class')

# 부모 클래스인 Base의 메소드 prn이 자식 클래스인 Cat에는 재정의 되었지만,
# 또 다른 자식 클래스인 Puppy에는 재정의되지 않았다.


def My_Call(m):
    m.prn()

if __name__ == '__main__':

  My_Call(Cat())
  My_Call(Puppy())

# 선조의 prn을 재정의하지 않고, Prn으로 했을 경우 오류가 난다.
# <<__상속받은 후손 클래스가 반드시 추상 메소드를 재 정의해야 한다.__>>는 형식을 만족하지 않기 때문!

출력결과

Cat class
Traceback (most recent call last):
  File "my_python_path", line 31, in <module>
    My_Call(Puppy())
TypeError: Can't instantiate abstract class Puppy with abstract method prn

위의 코드 내의 주석 상에 작성했듯이
추상클래스인 선조의 prn 메소드를 후손클래스 Puppy에서 재정의하지 않았기 때문에 오류가 발생한다.
따라서 후손클래스인 Puppy의 Prn 메소드를 prn 으로 바꾸어주면 정상 작동할 것이다.

수정한 예시01

... 생략

class Puppy(Base):
    def prn(self):   
        print('Puppy class')


def My_Call(m):
    m.prn()

if __name__ == '__main__':

  My_Call(Cat())
  My_Call(Puppy())

출력결과

Cat class
Puppy class

비슷한 예시를 한 개 더 살펴보자.

예시02

from abc import abstractmethod, ABCMeta     #abstractmethod : @와 함께 메소드 위에 선언하게 되면 추상 메소드로 사용
                                            #ABCMeta : 클래스 선조로 지정하게 되면 후손은 추상 클래스가 된다.

class Base(metaclass=ABCMeta): # 추상 클래스 선언
    @abstractmethod            # 추상 메소드 선언
    def prn(self):             # prn을 추상 메소드로 선언했기 때문에 후손 클래스에서 prn을 재 정의하자
        print('Base class')

    def base_prn(self):
        print('base_prn')

class Cat(Base):
    def prn(self):
        Base.base_prn(self)
        Base.prn(self)
        print('Cat class')

class Puppy(Base):
    def Prn(self):
        print('Puppy class')

if __name__ == '__main__':
    b = Base() 

출력결과

Traceback (most recent call last):
  File "my_python_path", line 23, in <module>
    b = Base()
TypeError: Can't instantiate abstract class Base with abstract method prn

오류가 나는 이유는
위에서 언급했듯이 추상 클래스는 객체 생성이 불가능하다.
하지만 b = Base()에서 b라는 객체를 생성했으므로 오류가 나게 된다.

수정한예시02

from abc import abstractmethod, ABCMeta     # abstractmethod : @와 함께 메소드 위에 선언하게 되면 추상 메소드로 사용
                                            # ABCMeta : 클래스 선조로 지정하게 되면 후손은 추상 클래스가 된다.

class Base(metaclass=ABCMeta): # 추상 클래스 선언
    @abstractmethod            # 추상 메소드 선언
    def prn(self):             # prn을 추상 메소드로 선언했기 때문에 후손 클래스에서 prn을 재 정의하자
        print('Base class')

    def base_prn(self):
        print('base_prn')

class Cat(Base):
    def prn(self):
        Base.base_prn(self)
        Base.prn(self)
        print('Cat class')

class Puppy(Base):
    def Prn(self):
        print('Puppy class')

if __name__ == '__main__':
    c = Cat()     # 선조 메소드를 출력해보자
    c.base_prn()
    c.prn()       # 후손의 주소로 찾아오면 됨

출력결과

base_prn
base_prn
Base class
Cat class