Abstraction (추상화) : Class and Instance¶

抽 : 뽑아낼 추
像 : 모양 상

Abstraction(추상화) = 어떤 대상으로부터 모양(feature) 을 뽑아내는 것

Abstraction의 의미는 다음과 같음.

• 내부의 복잡한 사실을 숨겨서, 이해 및 사용하기 쉽도록 단순화한 것
• 문제 해결 하는데 있어
  중요하고 필수적인 사항 만을 다루도록 단순화시키는 것 을 abstraction(추상화) 라 함.
• 필수적이고 중요한 이미지나 관념 (=feature) 만을 표현

Abstraction의 관점에서 그 결과물인 model 이란 세상의 실제적인 것이 현재 주어진 문제를 풀기위해 단순화된 것 이라고 볼 수 있음.

• 필요한 특징(feature)만을 뽑아낸 것.
• feature는 상태값과 동작으로 나뉘며,
  • 이는 attribute(or field, variable)와
  • behavior(or method, function)이라 불림.

비슷하게 modeling은 model을 생성하는 과정이며, 즉 abstraction과 비슷한 의미로 사용될 수 있음.

단, OOP에서는 model이라는 용어보다 Class 를 보다 많이 사용함.

어떤 대상 → Class 로 정의하는 것이 OOP에서의 abstraction이 됨.

OOP에서의 Class란?¶

• 표현 대상 에 대한 abstraction의 결과물.
• 표현 대상 의 abstraction 표현
• 표현 대상 의 feature(특징) 에 대한 description.
• 표현 대상 에 대한 필요한 특징을 서술한 것.
• object를 생성하기 위한 type 또는 template.

실제로 Python에서는 class를 정의하는 class 키워드를 통해 새로운 형(type)을 정의한다.

Class vs. Instance¶

instance는 class가 실체화된 것임.

여기서 프로그래밍에서의 실체화란 실행 중 메모리에 생성되어 사용할 수 있는 상태가 되었음을 의미함.

• Class는 일종의 type 또는 template임.
• Instance는 해당 class 또는 type으로부터 생성된 구체적인 object임.
• 한 class에 대해 여러 instance가 존재할 수 있음.
• 좁은 의미의 object는 이 instance를 가리키는 경우가 많음.
  • Object = Instance of Class

Instance는 class가 구체적인 실체로 만들어진 것임.

• class = concept = type = template
• object = instance = concrete entity

많이 사용되는 예는 붕어빵틀과 붕어빵임.

• class는 붕어빵틀.
• instance는 붕어빵.
• 같은 붕어빵틀에서 여러 개의 붕어빵을 만들 수 있듯이, 하나의 class에서 여러 instance를 만들 수 있음.

Object, Class, and Instance¶

object¶

• 프로그램 실행 중 존재하는 구체적인 entity.
• OOP에서는 보통 state, behavior, identity를 가지는 대상.

class¶

• object의 구조와 behavior를 정의하는 type 또는 template.
• 어떤 종류의 object가 어떤 data와 operation을 가지는지를 기술함.

instance¶

• 특정 class 또는 type으로부터 생성된 구체적인 object.
• object와 거의 같은 대상을 가리키지만, class/type과의 관계를 강조하는 표현.

참고¶

넓은 의미의 object는 프로그램에서 다루는 runtime entity 전반을 가리킬 수 있음. (경우에 따라 “관찰 또는 조작의 대상이 되는 것” 전반을 object라고 부르기도 함.)

좁은 의미의 object는 class 또는 type으로부터 생성된 concrete instance를 가리키는 경우가 많음.

따라서 다음처럼 정리할 수 있음.

• object: 실행 중 존재하는 구체적인 대상.
• class: object의 구조와 동작을 정의한 type 또는 template.
• instance: 특정 class 또는 type으로부터 생성된 object.

CS에서 사실 Object는 모든 것을 가리킬 수 있는 용어라고도 생각할 수 있음.

Attribute and Behavior¶

일반적으로 OOP에서 Abstraction은

• 대상이 되는 Object 의 feature(특징) 을
  • Data와
  • Operation
• 로 만들어내는 것임.

일반적으로 이 Data와 Operation을 가리키는 용어는 다음과 같음.

attribute

= data = member variable = state = field

behavior

= operation = member function = method

일반적으로 이렇게 사용되지만, 분야에 따라 조금씩 차이가 있으므로 주의해야한다.
참고로 Python에서는 attribute라는 용어로 C++에서의 member variable 개념과 method 개념 을 합쳐서 표현하는 경향이 있다.

member variable과 member function은 C++에서 많이 사용되며,
Java에서는 member variable과 method가 많이 이용된다.

Summary¶

OOP에서 Abstraction은 대상이 되는 Object 의 feature(특징) 을 Data와 Operation 로 만들어내는 것을 가리킨다.

“머리카락”이 대상이 되는 Object

• Data : Attribute = 머리카락 색
• Operation : Behavior, Method = 자르기

OOP에서 넓은 범위의 Object는 모든 것(현실 세계와 프로그래밍 세계 포함)을 가리키며,
Object의 특징 은 abstraction을 통해 Class로 기술되며,
Class는 Attribute와 Method로 구성되게 된다.

C++ 을 이용한 Object와 Instance 설명.¶

다음은 C++의 관점에서 Object(우리 문서에서는 instance)와 abstraction을 잘 보여주는 그림이라 첨부합니다.
(출처가 기억이 안 납니다. ㅠㅠ)

• Dog class는 member variable로 x와 y를 가짐.
• 이들에 대한 method가 공개되었고, setter와 getter로 동작함.
• Dog의 instance가 main함수에서 생성되었고, method move()를 통해 member variable들의 값을 변경하고 있음.
• 위 예에서 d는 instance 자체의 identity가 아니라, 해당 instance를 가리키는 variable name임.

참고: Python 의 특이점 (동적인 instance attribute 생성)¶

Python에서 class의 member variable (or instance variable)은 조금 독특하다.

Python의 특성상 assignment에서 변수 생성(정확히는 name binding)이 이루어지는 터라,
instance attribute도 값을 할당하는 시점에 동적으로 생성됨.

• C++처럼 instance variable을 class definition 안에서 미리 선언해두는 게 아닌,
• 실제로 값을 할당할 때 object가 만들어지는 특성을 가진다.

class Samp:
    def get_x(self):
        return self.x
if __name__ == "__main__":
    s = Samp()
    s.x = 23 #주석처리시 에러.
    print(s.get_x())

위의 코드에서 self.x 는 Class Samp의 instance가 가지는 attribute이지만, getter 만이 정의가 되어있다.
s.x = 23 의 assignment가 getter보다 먼저 이루어지지 않으면 에러가 난다.
(처음 python을 봤을 때 이게 뭐지 라고 생각한 것 중 하나임.)

이는 동적으로 class에 instance attribute 추가가 가능하다는 애기이다.
class에 method도 동적으로 추가가 가능한 flexibility를 python은 제공한다.
즉, instance-level overriding 이 Python에선 가능함.
(개인적으로 선호하는 방식은 아니다).

• Python에서 class attributes와 instance attributes 구분을 위한 자료: method 중심으로 설명
• 참고자료1: instance level override 에 대한 자료: Object와 Python Syntax의 상호작용: Python Data Model
• 참고자료2: Python Class Definition and Object Model

때문에 가급적
생성자 __init__에서 사용할 member variable(=instance attributes)에 해당하는 variable들을 초기할당을 하는 방식을 권한다.

Java나 C++을 먼저 익힌 경우에는 당연한 애기인데... python부터 배운 분들의 코드를 보면 순간적으로 당황할 때가 있다
(instance 생성 후 새로운 attribute 할당은 오류는 아니지만, 호출 순서가 달라지면 에러가 뜨기 쉬움.)