파이썬 상속, 다형성 이해하기

 

상속

Python에서 상속(Inheritance)란 기존의 클래스(부모 클래스)를 상속받아 새로운 클래스(자식 클래스)를 정의하는 것을 말합니다. 상속을 통해 기존의 클래스에 정의된 메서드와 변수를 새로운 클래스에서도 사용할 수 있게 됩니다.

 

다음은 Person 클래스를 상속받는 Student 클래스를 정의하는 예시입니다.

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def say_hello(self):
        print("Hello, my name is {}".format(self.name))

class Student(Person):
    def __init__(self, name, student_id):
        super().__init__(name)
        self.student_id = student_id
    
    def say_hello(self):
        super().say_hello()
        print("I am a student, my student ID is {}".format(self.student_id))

Student 클래스는 Person 클래스를 상속받아 정의하였습니다. Person 클래스에서 정의된 name 변수와 say_hello 메서드를 Student 클래스에서도 사용할 수 있습니다. 또한 Student 클래스는 student_id 변수와 say_hello 메서드를 추가로 정의하였습니다.

 

Student 클래스의 __init__ 메서드에서는 super().__init__(name)를 호출하여 Person 클래스의 생성자를 호출하고, student_id를 초기화 합니다. say_hello 메서드에서는 super().say_hello()를 호출하여 Person 클래스의 say_hello 메서드를 호출하고, 추가로 "I am a student, my student ID is {}".format(self.student_id)를 출력합니다.

 

이제 Person 클래스와 Student 클래스를 인스턴스화 하여 메서드를 호출해보겠습니다.

p = Person("John Smith")
p.say_hello()
# Output: Hello, my name is John Smith

s = Student("Jane Doe", "12345")
s.say_hello()
# Output: Hello, my name is Jane Doe
#         I am a student, my student ID is 12345

위 코드는 정상적인 코드 예시입니다.

하지만 아래코드는 잘못된 코드 예시입니다.

class Student(Person):
    def __init__(self, student_id):
        self.student_id = student_id

s = Student("12345")
s.say_hello()
# AttributeError: 'Student' object has no attribute 'name'

위 코드는 Student 클래스의 생성자에서 super().__init__(name)를 호출하지 않아, Person 클래스의 name 변수를 초기화 하지 않아 생기는 문제입니다. 그렇기 때문에 s.say_hello()를 호출할 때 Attribute error가 발생합니다.

 

만약 Student 클래스에서 name 변수를 초기화 하려면 생성자에서 super().__init__(name)를 호출하거나 Person.__init__(self, name)를 호출하는 것도 가능합니다.

 

이와 같은 상속을 통해 기존의 클래스를 기반으로 새로운 클래스를 정의하면 코드의 재사용성을 높일 수 있습니다.

 

다형성

Python에서는 다형성(Polymorphism)이라는 개념도 지원합니다. 다형성은 같은 인터페이스를 가진 다른 클래스를 동일한 방식으로 사용할 수 있다는 것을 말합니다.

 

예를 들어, 아래 코드에서 Animal 클래스를 상속받는 Dog, Cat 클래스를 정의하였고 각각의 클래스는 speak() 메서드를 오버라이딩 하였습니다.

class Animals:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animals):
    def speak(self):
        return "Woof"

class Cat(Animals):
    def speak(self):
        return "Meow"

이제 각각의 클래스를 인스턴스화 하여 speak() 메서드를 호출해보겠습니다.

dog = Dog()
cat = Cat()

print(dog.speak()) # Output: Woof
print(cat.speak()) # Output: Meow

위 코드는 정상적인 코드 예시입니다.

다형성을 사용하면 같은 인터페이스를 가진 객체를 동일한 방식으로 사용할 수 있어 코드의 재사용성을 높일 수 있습니다.

 

상속과 다형성은 객체지향 프로그래밍에서 중요한 개념입니다. 이를 이해하고 적용하면 더욱 깔끔하고 유지보수가 용이한 코드를 작성할 수 있습니다. 하지만 상속과 다형성을 잘못 사용할 경우 코드의 구조를 복잡하게 만들고 유지보수를 어렵게 만들 수 있으니 주의해야합니다.

 

 

아래에는 실제 업무에 적용될 수 있는 예시 코드를 공유해드립니다.

# 상속을 이용한 예제
class Employee:
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name
        self.salary = salary

    def display_info(self):
        print("Name: {}".format(self.name))
        print("Salary: {}".format(self.salary))
        
class Manager(Employee):
    def __init__(self, name, salary, department):
        super().__init__(name, salary)
        self.department = department
    
    def display_info(self):
        super().display_info()
        print("Department: {}".format(self.department))
        
e = Employee("John Smith", 50000)
e.display_info()
# Output: Name: John Smith
#         Salary: 50000

m = Manager("Jane Doe", 60000, "IT")
m.display_info()
# Output: Name: Jane Doe
#         Salary: 60000
#

 

 

위 예제는 상속을 이용하여 Employee 클래스를 기반으로 Manager 클래스를 정의하며, Manager 클래스는 Employee 클래스의 display_info 메서드를 상속받아 department를 추가로 출력하는 기능을 구현하였습니다.

 

# 다형성을 이용한 예제
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 ** 2
    
def display_area(shape):
    print("Area is:", shape.area())
    
rect = Rectangle(10, 20)
display_area(rect) # Output: Area is: 200

circ = Circle(5)
display_area(circ) # Output: Area is: 78.5

두번째 예제는 다형성을 이용하여 Shape 클래스를 기반으로 Rectangle 클래스와 Circle 클래스를 정의하며, 각각의 클래스는 area() 메서드를 오버라이딩 하여 자신의 면적을 구하는 기능을 구현하였습니다. 그리고 display_area 함수를 정의하여 Shape 클래스를 상속받은 Rectangle 클래스와 Circle 클래스의 인스턴스를 파라미터로 받아 각각의 면적을 출력하는 기능을 구현하였습니다. 이렇게 함으로써 같은 인터페이스를 가진 다른 클래스를 동일한 방식으로 사용할 수 있게 되었습니다.