0727_OOP_error_exception.md

• OOP
  • Object-Oriented Programming
    • OOP 기초
      • Instance
      • Class
      • Object
      • OOP method
  • OOP의 핵심 개념
    • Abstraction 추상화
    • Inheritance 상속
    • Polymorphism 다형성
    • Encapsulation 캡슐화
  • 에러/예외 처리 Error/Exception Handling
    • 에러와 예외
    • 예외 처리

OOP

Object-Oriented Programming

정보와 행동을 가진(묶은) Object들과 object 간의 소통

흘러가는 절차 지향을 벗어난 방법론.

• 정보와 행동 분리, 추상화된 구조(인터페이스)
  • 복잡한 것 숨겨도 필요한 것 쓸 수 있음

장점

• 클래스 단위로 모듈화. 일을 나누기 쉬움.
• 필요한 부분만 수정하기 쉬움

단점

• 설계하는데 시간과 노력이 많이 듦
• 실행 속도가 상대적으로 느림. 사람이 편해서 컴퓨터가 힘듦

OOP 기초

Instance

Class로 만든 Object. 하나하나의 실체

Class

공통된 object들의 분류를 정의.

• 단어들의 첫글자가 대문자(PascalCase = UpperCamelCase)
• 기본적으로 정의되어 있는 클래스: list, int, tuple, set, dictionary 등

Object

Object는 특정 type의 instance

• 파이썬에서 모든 것이 Object 객체

Object: 속성(정보, 변수)과 행동(동작, 함수-메서드)으로 구성된 모든 것

Object 특징

• type : 어떤 operator와 method가 가능한가
• attribute : Object의 속성(상태, 데이터, 정보)
• method: 특정 Object의 조작법(행위, 함수, 기능)

object의 설계도(class)를 갖고, object(instance)를 생성

object 비교

• ==: 값이 같은가
• is: 객체가 같은가

OOP 속성

• 속성: 상태, 데이터, 정보 저장하는 변수

• 인스턴스 변수

  • 각 인스턴스들이 개인적으로 갖는 고유한 attribute
  • 생성자 메서드(__ init __)에서 self.변수명으로 정의
  • 인스턴스가 생성된 이후 instance.변수명으로 접근 및 할당

• class 변수

  • 같은 클래스의 모든 인스턴스가 공유하는 같은 attribute 값
  • 클래스 선언 내부에서 정의
  • classname.변수명으로 접근 및 할당
  • 변경할 때는 항상 클래스.클래스변수 형식으로 변경

OOP method

• method : 특정 데이터 type(또는 클래스)의 object에 공통적으로 적용 가능한 behavior (행위, 함수)

• Instance Method 인스턴스 메서드

  • 인스턴스 변수를 처리, 제어. 개별행동. 개인용.

    • 클래스 변수, 인스턴스 변수 둘 다 사용이 가능

  • 클래스 내부에 정의되는 메서드의 기본

    • .pop(), .clear(), .copy(), .index(), .remove(), .update() 등

  • method 호출 시, 항상 첫 인자로 instance 자기자신인 self가 전달

    • self: 파이썬의 암묵적인 규칙 convention

  • Magic(Special) Method

    • Double underscore(= 던더)가 있는 메서드

    • 특정 상황에 자동으로 불리는 메서드

    • 객체의 특수 조작 행위를 지정(함수, 연산자 등)

      • __init__ constructor 생성자 method

        • 인스턴스 변수들의 초기값(인스턴스의 속성)을 설정
        • 인스턴스 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 메서드

      • __del__ destructor 소멸자 method

        • 인스턴스 객체가 소멸(파괴)되기 직전에 자동으로 호출되는 메서드

      • __str__(self) : 해당 객체의 print 출력 형태를 문자열 return 값으로 지정

        • print 함수를 호출할 때, 자동으로 호출
        • 어떤 인스턴스를 출력하면 __str__의 return 값이 출력

      • __repr__(self) : 객체 표현을 return

      • __gt__(self, other) : greater than 부등호 연산자

      • __eq__(self, other) : equal ==

      • __doc__ : docstring

• class method

  • 클래스가 사용할 메서드

  • 클래스는 클래스 변수만 사용. 클래스 변수를 컨트롤. 공용.

  • 호출 시, 첫번째 인자로 cls(클래스)가 전달됨

  • @classmethod 데코레이터를 사용하여 정의

    • @데코레이터(함수명) 형태로 함수 위에 작성
    • 함수를 어떤 함수로 꾸며서 새로운 기능을 부여
    • 순서대로 적용되기 때문에 작성 순서가 중요
    • 쉽게 여러 함수를 원하는대로 변경할 수 있음

• static method

  • 클래스가 사용할 메서드
  • 인스턴스와 클래스의 속성과 무관한 메서드
  • @staticmethod 데코레이터를 사용하여 정의
  • 호출시, 어떠한 인자도 전달되지 않음
  • 속성을 다루지 않고 단지 기능(행동)만을 하는 메서드
    • 객체나 클래스 상태를 수정할 수 없음
  • 일반 함수처럼 동작하지만, 클래스의 이름공간에 귀속됨
    • 주로 해당 클래스를 한정하는 용도로 사용

• 인스턴스와 클래스 간의 namespace

  • 클래스를 정의하면, 클래스와 해당하는 이름 공간 생성

  • 인스턴스를 만들면, 인스턴스 객체가 생성되고 이름 공간 생성

  • 인스턴스에서 특정 속성에 접근하면, 인스턴스-클래스 순으로 탐색

• 비교 정리

  • instance가 할 행동은 모두 instance method로 한정 지어서 설계

  • 호출한 인스턴스를 의미하는 self 매개 변수를 통해 인스턴스 (변수)를 조작. 개인용.

  • instance에서 클래스 메서드와 스태틱 메서드는 호출하지 않음

    • instance는 3가지 method 모두에게 접근
    • cls(클래스 자체)와 그 attribute에 접근할 필요가 있다면 class method로 정의

  • 클래스를 의미하는 cls 매개 변수를 통해 클래스 (변수)를 조작. 공용

  • class에서 인스턴스 메서드는 호출하지 않음

    • class는 3가지 메서드 모두에 접근 가능

  • class와 class attribute에 접근할 필요가 없다면 static method로 정의

    • 객체 상태나 클래스 상태를 수정할 수 없음
      • static method는 자동으로 전달되는 인자가 없음

OOP의 핵심 개념

추상화, 상속, 다형성, 캡슐화

Abstraction 추상화

세부적인 내용은 감추고, 필요한 부분만 표현하는 것

• 현실 세계를 프로그램 설계에 반영하기 위해 사용됩니다.
• 여러 class가 공통적으로 사용할 attribute 및 method를 추출하여 기본 class로 작성하여 활용

Inheritance 상속

• 두 클래스 사이 부모 - 자식 관계를 정립하는 것

• 클래스는 상속이 가능함

• 하위 클래스는 상위 클래스에 정의된 속성, 행동, 관계 및 제약 조건을 모두 상속 받음, 코드 재사용성이 높아짐

• 파이썬의 모든 클래스는 object로부터 상속됨

• 메서드 오버라이딩을 통해 자식 클래스에서 재정의 가능함

• 상속관계에서의 이름 공간은 인스턴스, 자식 클래스, 부모 클래스 순으로 탐색

• 다중 상속

  • 두 개 이상의 클래스를 상속 받는 경우
    • 상속받은 모든 클래스의 요소를 활용 가능함
    • 중복된 속성이나 메서드가 있는 경우 상속 순서에 의해 결정됨

• 상속 관련 함수와 메서드

  • issubclass(class, classinfo)

    • class가 classinfo의 subclass면 return True

  • isinstance(object, classinfo)

    • object가 classinfo의 instance거나 subclass인 경우 return True

• super()

  • 자식클래스에서 부모클래스의 내용을 사용하고 싶은 경우

    • 자식 클래스에 method를 추가로 구현할 수 있음

    • 초기화의 중복 제거

      class Parent:
        def __init__(self, etc):
          self.etc = etc
      
      class Child(Parent):
        def __init__(self, etc, extra):
          super().__init__(etc)
          self.extra = extra

• Method Resolution Order 메서드

  • 해당 인스턴스의 클래스가 어떤 부모 클래스를 가지는지 확인하는 메서드
  • 기존의 인스턴스 -> 클래스 순으로 이름 공간을 탐색하는 과정에서 상속 관계에 있으면, 인스턴스 -> 자식 클래스 -> 부모클래스로 확장

Polymorphism 다형성

여러 모양을 뜻하는 그리스어

동일한 메서드가 클래스에 따라 다르게 행동할 수 있음을 의미

즉, 서로 다른 클래스에 속해있는 객체들이 동일한 메시지에 대해 각기 다른 방식으로 응답할 수 있음

Method Overriding

• 상속받은 메서드를 재정의할 수도 있음
• 상속받은 클래스에서 같은 이름의 메서드로 덮어씀
• __init__, __str__ 의 메서드를 정의하는 것 역시, 메서드 오버라이딩
  • 부모 클래스의 메서드를 실행시키고 싶은 경우 super()를 활용

Encapsulation 캡슐화

객체의 일부 구현 내용에 대해 외부로부터의 직접적인 액세스를 차단

파이썬에서 암묵적으로는 존재하지만, 언어적으로는 존재하지 않음

접근제어자 종류

• Public Access Modifier

• Protected Access Modifier

• Private Access Modifier

Public Member

• 언더바가 없이 시작하는 메서드나 속성들
• 어디서나 호출이 가능, 하위 클래스에서 메서드 오버라이딩을 허용
• 일반적으로 작성되는 메서드와 속성의 대다수를 차지

Protected Member

• 언더바 1개로 시작하는 메서드나 속성들
• 암묵적 규칙에 의해 부모 클래스 내부와 자식 클래스에서만 호출 가능
• 하위 클래스에서 메서드 오버라이딩을 허용

Private Member

• 언더바 2개로 시작하는 메서드나 속성들
• 본 클래스 내부에서만 사용이 가능
• 하위클래스 상속 및 호출이 불가능 (오류)
• 외부 호출이 불가능 (오류)

getter 메서드와 setter 메서드

• 변수에 접근할 수 있는 메서드를 별도로 생성

  • getter 메서드 : 변수의 값을 읽는 메서드

    • @property 데코레이터를 사용

  • setter 메서드 : 변수의 값을 설정하는 성격의 메서드

    • @변수.setter를 사용

에러/예외 처리 Error/Exception Handling

소프트웨어에서 발생하는 문제를 버그라고 부름

디버깅 de bugging

• 잘못된 프로그램을 수정하는 것

• 에러 메시지가 발생하는 경우

  • 해당하는 위치를 찾아 메시지를 해결

• 로직 에러가 발생하는 경우

  • 명시적인 에러 메시지 없이 예상과 다른 결과가 나온 경우

• 오류 발생 주로 제어가 되는 시점, 조건/반복, 함수

• print 함수 활용

  • 특정 함수 결과, 반복/조건 결과 등 나눠서 생각, 코드를 bisection으로 나눠서 생각

• 개발 환경(text editor, IDE) 등에서 제공하는 기능 활용

  • breakpoint, 변수 조회 등

• Python tutor 활용 (단순 파이썬 코드인 경우)

• 뇌컴파일, 눈디버깅

에러와 예외

• Syntax Error 문법 에러

  • 파일이름, 줄번호, ^ 문자를 통해 파이썬이 코드를 읽어 나갈 때(parser) 문제가 발생한 위치를 표현
  • 줄에러 에러가 감지된 가장 앞의 위치를 가리키는 캐럿(caret)기호(^)를 표시
    • Invalid syntax 문법 오류
    • assign to literal 잘못된 할당
    • End Of Line
    • End Of File

• Exception 예외

  • 실행 도중 예상치 못한 exception(상황)을 맞이하면, 프로그램 실행을 멈춤

    • 문장이나 표현식이 문법적으로 올바르더라도, 실행시 발생하는 에러

  • 실행 중에 감지되는 에러들을 Exception이라고 부름

  • 여러 type으로 나타나고, 타입이 메시지의 일부로 출력됨

  • 사용자 정의 예외를 만들어 관리할 수 있음

  • 모든 내장 예외는 Exception Class를 상속받아 이뤄짐

    built-in-exceptions

    • KeyboardInterrupt

      • 임의로 프로그램을 종료하였을 때

    • ZeroDivisionError

      • division by zero

    • ImportError

      • cannot import name from (/usr/lib/python3.9/ .py)

    • ModuleNotFoundError

      • No module named '

    • IndexError

      • index out of range

    • KeyError

      • 해당 키가 존재하지 않는 경우

    • NameError

      • name is not defined

    • IndentationError

      • expected an indented block
      • unexpected indent

    • TypeError

      • unsupported operand type(s) for: and
      • type doesn't define method
      • expected arguments, got
      • missing required positional arguments:
      • takes positional arguments but were given
      • must be a sequence. For dicts or sets, use sorted(d).

    • ValueError

      • invalid literal for with base 10:
      • is not in range

예외 처리

try statement / except clause을 이용

더 빠른 것은 if문

try문

• 오류가 발생할 가능성이 있는 코드를 실행함
• 예외가 발생되지 않으면, except 없이 실행이 종료

except 절

• try 문에서 예외가 발생하면 남은 부분을 수행하지 않고, 실행함
• 예외 상황을 처리하는 코드를 받아서 적절한 조치를 취함
• 에러가 순차적으로 수행되므로, 가장 작은 범주부터 예외 처리를 해야함
• 괄호가 있는 튜플로 여러 개의 예외를 지정 가능

else

• try 문에서 예외가 발생하지 않으면 실행함

finally (선택사항)

• 예외 발생 여부와 관계없이 반드시 실행함
• try문을 떠날 때, 최종 정리문(clean-up)

as 에러 메시지 처리

• as 키워드를 활용하여, 원본 에러 메시지를 사용할 수 있음
  • 예외를 다른 이름에 대입
  • except 예외 as err:

Exception Raising 예외 발생시키기

• raise를 통해 예외를 강제로 발생 가능
  • raise <에러>('메시지')

assert 문

• 예외를 발생

• 일반적으로 상태를 검증하는데(디버깅 용도)로 사용

• 검증식이 거짓일 경우, AssertionError가 발생

  assert False, 'ERROR MESSAGE"