1. Python Object Oriented Programming (OOP)

Daisy 🌼·2022년 7월 11일

Python (Numpy, Pandas)

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학습목표

객체 지향 프로그래밍 언어, Object Oriented Programming(OOP) 학습

OOP는 프로그래밍 언어를 배우는 데 있어 매우 중요한 개념으로, 파이썬 자체도 OOP 형태로 구성되어 있기도 하지만, 파이썬 나오기 전에 대세 언어들이였던 자바, C++, C# 같은 언어들이 모두 OOP 기반의 언어들이다.

OOP를 배우는 것은 이전에 if 문이나 loop문을 배우듯이 프로그래밍 언어를 배우는 데 있어 가장 기본적인 개념

1. 객체지향 프로그래밍 개요

객체 : 실생활에서 일종의 물건으로 속성(Attribute)와 행동(Action)을 가짐

파이썬 : 지향 프로그램 언어

Object-Oriented Programming, OOP

OOP는 이러한 객체 개념을 프로그램으로 표현하며, 속성은 변수(variable), 행동은 함수(method)로 표현

인공지능 축구 프로그램을 작성한다고 가정

객체 종류: 팀, 선수, 심판, 공

Action
선수 : 공을 차다, 패스하다.
심판 : 휘슬을 불다, 경고를 주다.

Attribute
선수 : 선수 이름, 포지션, 소속팀
팀 : 팀 이름, 팀 연고지, 팀소속 선수

OOP는 설계도에 해당하는 클래스(class)와 실제 구현체인 인스턴스(instance) 로 나눔

OOP는 설계도에 해당하는 클래스(class)와 실제 구현체인 인스턴스(instance) 로 나눔

2. Objects in Python

2-1. class 구현하기

class SoccerPlayer(object):
	def__init__(self, name, position, back_number):
		self.name = name
		self.position = position
		self.back_number = back_number
	
    def change_back_number(self, new_number):
        print("선수의 등번호를 변경합니다 : From %d to %d" % (self.back_number, new_number))
		self.back_number = new_number

2-2. class 선언하기

2-3. Python naming rule

변수와 Class명 함수명은 짓는 방식이 존재

snake_case : 띄어쓰기 부분에 “_” 를 추가 → 뱀 처럼 늘여쓰기, 파이썬 함수/변수명에 사용

CamelCase : 띄어쓰기 부분에 대문자, 낙타의 등 모양, 파이썬 Class명에 사용

2-4. Attribute 추가하기

Attribute 추가는 __init__ , self와 함께! init은 객체 초기화 예약 함수

class SoccerPlayer(object):
	def__init__(self, name, position, back_number):
		self.name = name
		self.position = position
		self.back_number = back_number

2-5. 파이썬에서 __ 의미

__는 특수한 예약 함수나 변수 그리고 함수명 변경(맨글링)으로 사용
예) main , add , str , eq

    class SoccerPlayer(object):
    	def__str__(self):
    		return "Hello, My name is %s. I play in %s in center " % \
    		(self.name, self.position)
   
    jinhyun = SoccerPlayer("Jinhyun", "MF", 10)
    print(jinhyun)

2-6. method 구현하기

method(Action) 추가는 기존 함수와 같으나, 반드시 self를 추가해야만 class 함수로 인정됨

    class SoccerPlayer(object):
    	def change_back_number(self, new_number):
    		print("선수의 등번호를 변경합니다 : 
    			From %d to %d" % \
    (self.back_number, new_number))
    self.back_number = new_number

2-7. objects(instance) 사용하기

Object 이름 선언과 함께 초기값 입력하기

2-8. Class 구현하기 in Python

class SoccerPlayer(object):

	def__init__(self, name, position, back_number):
			self.name = name
			self.position = position
			self.back_number = back_number

	def change_back_number(self, new_number):
		print("선수의 등번호를 변경합니다 : From %d to %d" % (self.back_number, new_number))
		self.back_number = new_number

jinhyun = SoccerPlayer("Jinhyun", "MF", 10)
print("현재 선수의 등번호는 :", jinhyun.back_number)
jinhyun.change_back_number(5)
print("현재 선수의 등번호는 :", jinhyun.back_number)

3. 구현 가능한 OOP 만들기 - 노트북

Note를 정리하는 프로그램

사용자는 Note에 뭔가를 적을 수 있다.

Note에는 Content가 있고, 내용을 제거할 수 있다.

두 개의 노트북을 합쳐 하나로 만들 수 있다.

Note는 Notebook에 삽입된다.

Notebook은 Note가 삽일 될 때 페이지를 생성하며, 최고 300페이지까지 저장 가능하다

300 페이지가 넘으면 더 이상 노트를 삽입하지 못한다.

3-1. Class scheme

3-2. Note class

content write_content remove_all

class Note(object):
	def__init__(self, content = None):
		self.content = content

	def write_content(self, content):
		self.content = content

	def remove_all(self):
		self.content = ""
	
	def__add__(self, other):
		return self.content + other.content
	def__str__(self):
		return self.content

3-3. NoteBook class

class NoteBook(object):
	def__init__(self, title):
		self.title = title
		self.page_number = 1
		self.notes = {}

	def add_note(self, note, page = 0):
		if self.page_number < 300:
			if page == 0:
				self.notes[self.page_number] = note
				self.page_number += 1
			else:
				self.notes = {page : note}
				self.page_number += 1
		else:
			print("Page가 모두 채워졌습니다.")

def remove_note(self, page_number):
	if page_number in self.notes.keys():
		return self.notes.pop(page_number)
	else:
		print("해당 페이지는 존재하지 않습니다")

def get_number_of_pages(self):
		return len(self.notes.keys())

4. OOP characteristics

객체지향 언어의 특징 → 실제 세상을 모델링

Inheritance : 상속

Polymorphism : 다형성

Visibility : 가시성

4-1. Inheritance

부모클래스로 부터 속성과 method를 물려받을 자식 클래스를 생성하는 것

4-2. Inheritance example

class Person(object): # 부모 클래스 Person 선언
	def __init__(self, name, age, gender):
		self.name = name
		self.age = age
		self.gender = gender

	def about_me(self): # Method 선언
		print("저의 이름은 ", self.name, "이구요, 제 나이는 ", str(self.age), "살 입니다.")

class Employee(Person): # 부모 클래스 Person으로 부터 상속
	def__init__(self, name, age, gender, salary, hire_date):
		super().__init__(name, age, gender) # 부모객체 사용
		self.salary = salary
		self.hire_date = hire_date # 속성값 추가

	def do_work(self): # 새로운 메서드 추가
		print("열심히 일을 합니다.")
	def about_me(self): # 부모 클래스 함수 재정의
		super().about_me() # 부모 클래스 함수 사용
		print("제 급여는 ", self.salary, "원 이구요, 제 입사일은 ", self.hire_date, " 입니다.")

4-3. Polymorphism

같은 이름 메소드의 내부 로직을 다르게 작성
Dynamic Typing 특성으로 인해 파이썬에서는 같은 부모클래스의 상속에서 주로 발생함
중요한 OOP의 개념 (그러나 너무 깊이 알 필요 X)

	class Animal:
    	def__init__(self, name): # Constructor of the class
			self.name = name
		def talk(self): # Abstract method, defined by convention only
    		raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")
   
    class Cat(Animal):
    		def talk(self):
    				return 'Meow!'
   	
    class Dog(Animal):
    		def talk(self):
    				return 'Woof! Woof!'
   
    animals = [Cat('Missy'), Cat('Mr. Mistoffelees'), Dog('Lassie')]
   
    for animal in animals:
    	print(animal.name + ': ' + animal.talk())

4-4. Visibility

객체의 정보를 볼 수 있는 레벨을 조절하는 것으로, 누구나 객체 안에 모든 변수를 볼 필요가 없음

객체를 사용하는 사용자가 임의로 정보 수정

필요 없는 정보에는 접근 할 필요가 없음

만약 제품으로 판매한다면? → 소스의 보호 목적

Product 객체를 Inventory 객체에 추가

Inventory에는 오직 Product 객체만 들어감

Inventory에 Product가 몇 개인지 확인이 필요

Inventory에 Product items는 직접 접근이 불가
class Product(object):
	pass

# private 변수로 선언 타객체가 접근 못함

class Inventory(object):
	def__init__(self):
		self.__items = []

	def add_new_item(self, product):
		if type(product) == Product:
			self.__items.append(product)
			print("new item added")
		else:
			raise ValueError("Invalid Item")

	def get_number_of_items(self):
			return len(self.__items)
my_inventory = Inventory()
my_inventory.add_new_item(Product())
my_inventory.add_new_item(Product())
print(my_inventory.get_number_of_items())

print(my_inventory.__items)
my_inventory.add_new_item(object)
Product 객체를 Inventory 객체에 추가

Inventory에는 오직 Product 객체만 들어감

Inventory에 Product가 몇 개인지 확인이 필요

Inventory에 Product items 접근 허용
class Inventory(object):
	def__init__(self):
		self.__items = []

	@property # property decorator 숨겨진 변수를 반환하게 해줌
	def items(self):
		return self.__items

my_inventory = Inventory()
my_inventory.add_new_item(Product())
my_inventory.add_new_item(Product())
print(my_inventory.get_number_of_items())

items = my_inventory.items # Property decorator로 함수를 변수처럼 호출
items.append(Product())
print(my_inventory.get_number_of_items())

4-5. Encapsulation

캡슐화 또는 정보 은닉 (Information Hiding)

Class를 설계할 때, 클래스 간 간섭/정보공유의 최소화

심판 클래스가 축구선수 클래스 가족 정보를 알아야 하나?

캡슐을 던지듯, 인터페이스만 알아서 써야 함

4-6. decorate

class Student:
	def__init__(self, name, marks):
		self.name = name
		self.marks = marks
		# self.gotmarks = self.name + ' obtained ' + self.marks + ' marks'

	@property
	def gotmarks(self):
		return self.name + ' obtained ' + self.marks + ' marks'

4-7. First-class objects

일등함수 또는 일급 객체

변수나 데이터 구조에 할당이 가능한 객체

파라미터로 전달이 가능 + 리턴 값으로 사용 (파이썬의 함수는 일급함수)
def square(x):
	return x * x

f = square # 함수를 변수로 사용

f(5)

def square(x):
	return x * x
def cube(x):
	return x*x*x
# 함수를 파라미터로 사용
def formula(method, argument_list): 
	return [method(value) for value in argument_list]

4-8. Inner function

함수 내에 또 다른 함수가 존재

def print_msg(msg):
	def printer():
		print(msg)
	printer()

print_msg("Hello, Python")

closures : inner function을 return값으로 반환

def print_msg(msg):
	def printer():
		print(msg)
	return printer

another = print_msg("Hello, Python")
another()

def tag_func(tag, text):
	text = text
	tag = tag 

	def inner_func():
		return '<{0}>{1}<{0}>'.format(tag, text) 

	return inner_func

h1_func = tag_func('title', "This is Python Class") 
p_func = tag_func('p', "Data Academy")

4-9. decorator function

복잡한 클로져 함수를 간단하게 👍

def star(func):
	def inner(*args, **kwargs):
		print("*" * 30)
		func(*args, **kwargs)
		print("*" * 30)
	return inner

@star
def printer(msg):
	print(msg)
printer("Hello")

def star(func):
	def inner(*args, **kwargs):
		print("*" * 30)
		func(*args, **kwargs)
		print("*" * 30)
return inner

def percent(func):
	def inner(*args, **kwargs):
		print("%" * 30)
		func(*args, **kwargs)
		print("%" * 30)
return inner

def generate_power(exponent):
	def wrapper(f):
		def inner(*args):
			result = f(*args)
			return exponent**result
		return inner
return wrapper

@generate_power(2)
def raise_two(n):
	return n**2

Daisy 🌼

세상을 이롭게하는 AI Engineer

다음 포스트

1. Python Object Oriented Programming (OOP)

Python (Numpy, Pandas)

학습목표

1. 객체지향 프로그래밍 개요

2. Objects in Python

2-1. class 구현하기

2-2. class 선언하기

2-3. Python naming rule

2-4. Attribute 추가하기

2-5. 파이썬에서 __ 의미

2-6. method 구현하기

2-7. objects(instance) 사용하기

2-8. Class 구현하기 in Python

3. 구현 가능한 OOP 만들기 - 노트북

3-1. Class scheme

3-2. Note class

3-3. NoteBook class

4. OOP characteristics

4-1. Inheritance

4-2. Inheritance example

4-3. Polymorphism

4-4. Visibility

4-5. Encapsulation

4-6. decorate

4-7. First-class objects

4-8. Inner function

4-9. decorator function

2. Module and Project

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