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파이썬 매직 메서드 완벽 가이드, 클래스 기능 확장하기 - Python 기초 #10

eco7T 2024. 5. 21. 09:53
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이번에는 파이썬 클래스 활용에서 필수적인 매직 메서드에 대해 알아보겠습니다. 파이썬을 어느 정도 알고 있는 사람들도 이 매직 메서드 부분은 따로 학습하지 않고 습관적으로 사용했을 것입니다. 때문에 이번 글에서는 매직 메서드의 의미에서 특징과 활용까지 정리해 보겠습니다.

파이썬 매직 메소드
파이썬 매직 메소드

 

파이썬 매직 메소드

1) 매직 메서드란?

매직 메서드(Magic Method)는 파이썬에서 특별한 역할을 하는 메서드를 말합니다. 이름에서 알 수 있듯이 마법 같은 기능을 합니다. 매직 메서드는 더블 언더스코어(`__`)로 시작하고 끝나는 특별한 이름을 가지고 있습니다. 예를 들어 `__init__`, `__str__`, `__len__` 등이 매직 메서드에 해당합니다.

 

이 매직 메서드들은 파이썬의 내장 동작을 재정의하거나 확장할 수 있게 해 줍니다. 예를 들어, 객체를 만들 때 자동으로 실행되는 `__init__` 메서드를 정의하여 객체 초기화 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 `__str__` 메소드를 정의하면 객체를 문자열로 출력할 때 원하는 대로 표현할 수 있습니다.

 

2) 매직 메서드의 필요성과 장점

매직 메서드를 사용하면 파이썬의 기본 동작을 사용자 정의 클래스에 맞게 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 연산자 오버로딩, 시퀀스 프로토콜 구현, 속성 접근 제어 등의 기능을 제공할 수 있습니다. 이렇게 하면 객체 지향 프로그래밍에서 필요한 다양한 기능을 구현할 수 있습니다.

 

매직 메서드의 주요 장점은 다음과 같습니다

  • 파이썬의 내장 기능을 확장하고 사용자 정의할 수 있습니다.
  • 객체 지향 프로그래밍의 다양한 기능을 구현할 수 있습니다.
  • 클래스의 동작을 더욱 직관적이고 간결하게 만들 수 있습니다.
  • 파이썬의 기본 동작과 일관성을 유지할 수 있습니다.
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3) 일반적으로 사용되는 매직 메소드

파이썬에는 다양한 매직 메서드가 존재하지만, 몇 가지 자주 사용되는 매직 메서드를 살펴보겠습니다.

 

(1) `__init__(self, ...)`: 객체 초기화 메서드

  • 이 메서드는 객체를 생성할 때 자동으로 호출됩니다.
  • 객체의 속성을 초기화하거나 필요한 설정을 할 수 있습니다.
  • 예시:
class Person: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age person = Person("Alice", 25) print(person.name) # "Alice" print(person.age) # 25

 

(2) `__str__(self)`: 객체의 문자열 표현 메소드

  • 객체를 문자열로 출력할 때 호출됩니다.
  • 사용자가 읽기 쉬운 형태로 객체를 표현할 수 있습니다.
  • 예시:
class Person: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __str__(self): return f"{self.name} ({self.age})" person = Person("Alice", 25) print(person) # "Alice (25)"

 

(3) `__len__(self)`: 객체의 길이를 반환하는 메소드

  • 객체의 길이를 구할 때 호출됩니다.
  • 예를 들어 리스트나 문자열의 길이를 구하는 경우에 사용됩니다.
  • 예시:
class StringList: def __init__(self, strings): self.strings = strings def __len__(self): return len(self.strings) string_list = StringList(["hello", "world", "python"]) print(len(string_list)) # 3

 

(4)  `__getitem__(self, key)`: 시퀀스나 매핑 객체의 인덱싱 동작을 정의하는 메소드

  • 대괄호 표기법(`[]`)을 사용할 때 호출됩니다.
  • 리스트, 튜플, 딕셔너리 등의 인덱싱 방식을 사용자 정의할 수 있습니다.
  • 예시:
class Vector2D: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y def __getitem__(self, index): if index == 0: return self.x elif index == 1: return self.y else: raise IndexError("Invalid index") vector = Vector2D(3, 4) print(vector[0]) # 3 print(vector[1]) # 4

 

(5) `__iter__(self)`: 객체를 반복 가능하게 만드는 메소드

  • 객체를 반복문에서 사용할 수 있게 해 줍니다.
  • 예를 들어 `for` 루프에서 객체의 요소를 순회할 수 있습니다.
  • 예시:
class CounterIterator: def __init__(self, start, stop): self.start = start self.stop = stop def __iter__(self): self.current = self.start return self def __next__(self): if self.current >= self.stop: raise StopIteration value = self.current self.current += 1 return value counter = CounterIterator(1, 6) for num in counter: print(num) # 1, 2, 3, 4, 5

 

이렇게 매직 메서드를 정의하면 파이썬의 기본 동작을 재정의하고 확장할 수 있습니다. 이를 통해 사용자 정의 객체에 다양한 기능을 추가할 수 있습니다.

 

매직 메소드 활용하기

매직 메서드는 파이썬의 다양한 기능을 클래스에서 사용자 정의할 수 있게 해 줍니다. 여기에서는 주요 활용 사례를 자세히 살펴보겠습니다.

 

1) 연산자 오버로딩

파이썬에서 +, -, *, / 등의 연산자는 기본 데이터 타입(숫자, 문자열 등)에 대해 작동합니다. 하지만 사용자 정의 클래스에서도 이러한 연산자를 오버로딩하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어 `__add__` 메서드를 정의하면 + 연산자를 오버로딩할 수 있습니다.

class Vector2D: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y def __add__(self, other): return Vector2D(self.x + other.x, self.y + other.y) vector1 = Vector2D(1, 2) vector2 = Vector2D(3, 4) result = vector1 + vector2 print(result.x, result.y) # 출력: 4 6

여기에서 `__add__` 메서드는 두 벡터의 각 성분을 더하여 새로운 `Vector2D` 객체를 반환합니다. 이렇게 하면 사용자 정의 클래스에서도 더하기 연산을 할 수 있습니다.

 

2) 컨테이너 시퀀스 프로토콜

매직 메서드를 사용하면 사용자 정의 객체를 시퀀스나 반복 가능한 객체로 만들 수 있습니다. `__len__`, `__getitem__`, `__iter__` 등의 메소드를 정의하면 됩니다.

class Sentence: def __init__(self, text): self.words = text.split() def __len__(self): return len(self.words) def __getitem__(self, index): return self.words[index] def __iter__(self): return iter(self.words) sentence = Sentence("This is a test sentence.") print(len(sentence)) # 출력: 5 print(sentence[2]) # 출력: "a" for word in sentence: print(word) # 출력: # This # is # a # test # sentence.

여기에서 `Sentence` 클래스는 `__len__`, `__getitem__`, `__iter__` 메소드를 정의하여 문장을 단어 시퀀스로 다룰 수 있게 합니다. 길이를 구하거나 인덱싱을 하거나 반복문을 사용할 수 있습니다.

 

3) 속성 접근 제어

`__getattr__`, `__setattr__`, `__delattr__` 등의 메소드를 정의하면 객체의 속성 접근을 제어할 수 있습니다. 이를 활용하여 읽기 전용 속성을 만들거나 속성 값을 검증할 수 있습니다.

class Person: def __init__(self, name, age): self._name = name self._age = age def __getattr__(self, attr): if attr == 'name': return self._name elif attr == 'age': return self._age else: raise AttributeError(f'{self.__class__.__name__} has no attribute {attr}') def __setattr__(self, attr, value): if attr == 'age' and value < 0: raise ValueError("Age cannot be negative") super().__setattr__(attr, value) person = Person("Alice", 25) print(person.name) # 출력: "Alice" print(person.age) # 출력: 25 person.age = 30 # 허용 person.age = -5 # ValueError: Age cannot be negative

여기에서 `__getattr__` 메서드는 `name`과 `age` 속성을 읽을 수 있게 해줍니다. `__setattr__` 메소드는 `age` 속성에 대한 값 검증을 수행합니다.

 

4) 인스턴스 생성 및 초기화

`__new__`와 `__init__` 메서드를 정의하여 객체 인스턴스 생성 및 초기화 과정을 제어할 수 있습니다. `__new__`는 객체 생성 시 호출되며, `__init__`은 객체 초기화 시 호출됩니다.

class Singleton(object): _instance = None def __new__(cls, *args, **kwargs): if cls._instance is None: cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls) return cls._instance def __init__(self, value): self.value = value instance1 = Singleton(10) instance2 = Singleton(20) print(instance1 is instance2) # 출력: True print(instance1.value, instance2.value) # 출력: 10 10

여기에서 `Singleton` 클래스는 `__new__` 메서드를 오버라이드하여 단일 인스턴스만 생성되도록 합니다. `__init__` 메소드는 인스턴스 초기화 작업을 수행합니다.

 

5) 객체 표현 및 문자열 변환

`__repr__`과 `__str__` 메소드를 정의하여 객체의 문자열 표현을 사용자 정의할 수 있습니다. `__repr__`은 객체의 공식적인 문자열 표현을 반환하며, `__str__`은 사용자가 읽기 쉬운 형태의 문자열 표현을 반환합니다.

class Person: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __repr__(self): return f"Person('{self.name}', {self.age})" def __str__(self): return f"{self.name} ({self.age})" person = Person("Alice", 25) print(repr(person)) # 출력: Person('Alice', 25) print(str(person)) # 출력: Alice (25)

여기에서 `__repr__` 메소드는 객체를 생성할 때 사용된 파라미터를 포함한 공식적인 표현을 반환합니다. `__str__` 메소드는 사용자가 읽기 편한 형태로 객체를 표현합니다.

 

이렇게 매직 메소드를 활용하면 파이썬의 다양한 기능을 사용자 정의 클래스에서 확장하고 파이썬의 기본 동작과 일관성을 유지할 수 있습니다.

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