45. Abstract Classes

추상 클래스에 대해서 알아보자

파이썬에서 추상 클래스는 주로 abc 모듈을 사용하여 정의한다. 추상 클래스는 하나 이상의 추상 메서드를 포함하는 클래스로, 직접 인스턴스화할 수 없다. 대신, 서브클래스에서 추상 메서드를 반드시 구현해야 한다. 이는 공통 인터페이스를 강제하고, 코드의 구조와 일관성을 유지하는 데 유용하다.

기본 사용법

추상 클래스를 정의하기 위해서는 abc.ABC를 상속하고, abc.abstractmethod 데코레이터를 사용하여 추상 메서드를 정의한다.

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def sound(self):
        pass

    @abstractmethod
    def move(self):
        pass

# 사용 예시
class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "Bark"

    def move(self):
        return "Runs"

class Bird(Animal):
    def sound(self):
        return "Chirp"

    def move(self):
        return "Flies"

# 인스턴스 생성
dog = Dog()
bird = Bird()

print(dog.sound())  # Bark
print(dog.move())   # Runs
print(bird.sound()) # Chirp
print(bird.move())  # Flies

# 추상 클래스는 직접 인스턴스화할 수 없다.
try:
    animal = Animal()
except TypeError as e:
    print(e)  # "Can't instantiate abstract class Animal with abstract methods move, sound"

자세한 설명

ABC 클래스

abc.ABC는 파이썬에서 추상 클래스를 정의할 때 사용하는 기본 클래스이다. 이를 상속받는 클래스는 추상 클래스가 된다.

from abc import ABC

class MyAbstractClass(ABC):
    pass

abstractmethod 데코레이터

abc.abstractmethod 데코레이터는 메서드를 추상 메서드로 정의하는 데 사용된다. 추상 메서드는 서브클래스에서 반드시 구현해야 하며, 구현하지 않을 경우 서브클래스도 추상 클래스가 된다.

from abc import ABC, abstractmethod

class MyAbstractClass(ABC):
    @abstractmethod
    def my_method(self):
        pass

추상 클래스와 상속

추상 클래스는 서브클래스에서 구현해야 할 공통 인터페이스를 정의하는 데 유용하다. 서브클래스가 추상 메서드를 모두 구현하면, 인스턴스를 생성할 수 있다.

class ConcreteClass(MyAbstractClass):
    def my_method(self):
        print("This is the implementation of the abstract method")

# 사용 예시
obj = ConcreteClass()
obj.my_method()  # This is the implementation of the abstract method

응용 예제

다음은 도형의 면적을 계산하는 추상 클래스를 정의하고, 이를 상속받는 서브클래스에서 면적을 계산하는 예제이다.

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass

    @abstractmethod
    def perimeter(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14159 * (self.radius ** 2)

    def perimeter(self):
        return 2 * 3.14159 * self.radius

# 사용 예시
rectangle = Rectangle(5, 10)
circle = Circle(7)

print("Rectangle area:", rectangle.area())  # Rectangle area: 50
print("Rectangle perimeter:", rectangle.perimeter())  # Rectangle perimeter: 30
print("Circle area:", circle.area())  # Circle area: 153.93804
print("Circle perimeter:", circle.perimeter())  # Circle perimeter: 43.98226