[Python] 파이썬 인스턴스 메서드 / 정적 메서드 / 클래스 메서드

0. 파이썬의 메서드 종류

• 메서드는 클래스의 행위를 표현하는 것으로 클래스 내의 함수로 볼 수 있다.
• 파이썬에서 메서드는 크게 3가지로 볼 수 있다.
  • 인스턴스 메서드(instance method) : 아래 1번에서 자세히 설명
  • 정적 메서드(static method) : 아래 2번에서 자세히 설명
  • 클래스 메서드(class method) : 아래 3번에서 자세히 설명

class CustomClass:
    
      # instance method
      def add_instance_method(self, a,b):
          return a + b
    
      # classmethod
      @classmethod
      def add_class_method(cls, a, b):
          return a + b
    
      # staticmethod
      @staticmethod
      def add_static_method(a, b):
          return a + b

class SelfTest:

    @staticmethod
    def function1(a): 
        print(a)
        print('function1 called')
    
    @staticmethod
    def function2():
        print('function2 called')
    
    @classmethod
    def function3(cls): 
        print('function3 called')
    
    def function4(self):
        print('function4 called')
	
    def function5():
        print('function5 called')

self_test = SelfTest() 

test = self_test.function1(2) # a, function1 called

self_test.function2() #functio2 called
SelfTest.function2() #function2 called

self_test.function3() #function3 called

self_test.function4() #function4 called

SelfTest.functiont5() # function5 called

self_test.function5() # Error 

• 위와 같이 function5 메소드 같은겨우 @staticmethod를 붙이지 않는경우 인스턴화 후 접근 불가하므로 SelfTest.function5() 와 같이 클래스명.메소드명으로 접근해야 한다

1. 인스턴스 메서드(instance method)

• 가장 흔히 쓰이는 것으로, 인스턴스 변수에 엑세스할 수 있도록 첫 번째 인자에 항상 객체 자신을 의미하는 self파라미터를 갖는다.(self이외에도 여러개의 파라미터를 가질 수 있다.)
• 해당 메서드를 호출한 객체에만 영향을 미친다.
• 객체 속성에 접근이 가능하다.
• 호출 방법
  • 해당 클래스 안에서는 self.메서드명
  • 클래스 밖에서는 객체.메서드명
• 예시 코드
  • 아래 코드에서 print_info(), test_func() 가 인스턴스 메서드에 해당한다.
  • #1 :메서드 안에서 메서드를 호출 할 때는 self.메서드() 형식으로 호출한다.
  • #2, #3 클래스 밖에서는 객체.메서드명

class Test:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def print_info(self):
        print(self.name, ',', self.age)

    def test_func(self):
        self.print_info #1

test1 = Test('hong', 22)
test1.print_info() #2  결과값 : hong , 22
test1.test_func() #3 결과값 : hong , 22

2. 정적 메서드(static method)

• 객체와 독립적이지만, 로직상 클래스 내에 포함되는 메서드이다.
• self파라미터를 가지고 있지 않다. 따라서, 인스턴스 변수에 액세스가 불가능하다.
  • 그러나, 정적 메서드 내부에서 클래스 변수(속성) 에는 클래스명.클래스속성명으로 엑세스가 가능하다.
  • 파이썬에서는 다른언어와는 다르게 정적메소드임에도 불구하고 인스턴스에서도 접근이 가능합니다. 이 차이에 유의해야합니다.
• 정적 메서드는 메서드의 실행이 외부 상태에 영향을 끼치지 않는 순수 함수(pure function)을 만들 때 사용한다.
  • 순수 함수란 부수 효과(side effect)가 없고, 입력 값이 같으면 언제나 같은 출력값을 반환한다.
  • 즉, 인스턴스 상태를 변화시키지 않는 메서드를 만들 때 사용한다.
• @staticmethod라는 데코레이터를 붙여서 해당 메서드가 정적 메서드임을 표시한다.
• 호출 방법 ; 클래스명.정적메서드명 또는 객체명.정적메서드명 둘 다 호출 가능하지만, 전자를 주로 사용한다.
• 예시 코드

class Calc:

    count = 10 # 클래스 변수(클래스 속성)

    @staticmethod
    def add(a):
        print(a + Calc.count) # 클래스 속성에는 엑세스가 가능하다.

    @staticmethod
    def mul(a):
        print(a * Calc.count)

Calc.add(15) # 결과값 :25
Calc.mul(15) # 결과값 : 150

calc_result = Calc()
calc_result.mul(10) # 결과값 : 100

• 참고 - 파이썬 자료형의 인스턴스 메서드와 정적 메서드
  • 파이썬의 자료형도 인스턴스 메서드, 정적 메서드, 클래스 메서드로 나뉘어져 있다.
  • 아래 예시와 같이, 인스턴스 내용을 변경할 때는 update와 같이 인스턴스 메서드로 작성하면 되고,
  • 인스턴스 내용과는 상관없이 결과만 구하면 될 때는 #1과 같이 정적 메서드로 작성한다.

a = {1, 2, 3, 4}
a.update({5}) # 인스턴스 메서드
print(a) # 결과값 {1, 2, 3, 4, 5}

print(set.union({1, 2, 3, 4}, {5})) #1 정적 메서드, 결과값 {1, 2, 3, 4, 5}

3. 클래스 메서드 (class method)

• 인스턴스 없이 호출이 가능하다는 점에서 정적 메서드와 비슷하지만 약간의 차이점이 있다.
• self파라미터 대신 cls라는 클래스를 의미하는 파라미터를 갖는다.
• 해당 클래스로 생성된 객체로 부터 호출 되는 것이 아니라, 클래스 자체에서 직접 호출된다.
• 객체의 속성/메서드에는 엑세스가 불가능하다.
  • 그러나, cls.클래스속성명으로 클래스 속성에는 접근 가능하다.
• cls를 사용하면 클레스 메서드 내부에서 현재 클래스의 인스턴스를 만들 수도 있다. (cls() = 현재클래스명() 를 의미. 아래 예시 코드로 확인)
• @classmethod라는 데코레이터를 붙여 해당 메서드가 클래스 메서드임을 표시한다.
• 호출 방법 ; 클래스명.클래스메서드명 또는 객체명.클래스메서드명 둘다 호출 가능하다.
• 예시 코드

class Person:
    count = 0 # 클래스 속성

    def __init__(self):
        Person.count += 1

    @classmethod
    def print_count(cls):
        print('{0}명 생성되었습니다.'.format(cls.count)) # 클래스 속성에는 엑세스가 가능하다.

    @classmethod
    def create(cls):
        p = cls() # 메서드 내부에서 cls()로 현재 클래스의 인스턴스를 만들 수도 있다. 즉, cls() = Person()을 의미한다.
        return p

ryan = Person() # 1명
apeach = Person() # 2명
Person.create() # 3명

Person.print_count() # 결과값 : 3명 생성되었습니다.

print(Person.create()) # 결과값 : <__main__.Person object at 0x000001BA0AE143D0> Person클래스로 부터 생성된 인스턴스임을 확인할 수 있다.

4. 정적 메서드 vs 클래스 메서드

• classmethod와 static메소드의 차이는 상속에서 두드러지게 차이가 납니다.

class Language:
      default_language = "English"
    
      def __init__(self):
          self.show = '나의 언어는' + self.default_language
    
      @classmethod
      def class_my_language(cls):
          return cls()
    
      @staticmethod
      def static_my_language():
          return Language()
    
      def print_language(self):
          print(self.show)
    
    
  class KoreanLanguage(Language):
      default_language = "한국어" 

• staticmethod에서는 부모클래스의 클래스속성 값을 가져오지만, classmethod에서는 cls인자를 활용하여 cls의 클래스속성을 가져오는 것을 알 수 있습니다.

from language import *

a = KoreanLanguage.static_my_language()
b = KoreanLanguage.class_my_language()

a.print_language()
  #나의 언어는English
b.print_language()
  #나의 언어는한국어

• 아래 두 예시 코드의 결과를 비교해보자.
• 예시 코드 : 클래스 메서드로 작성

class Figure:
    @classmethod
    def set_name(cls, name):
        cls.name = name

# Figure 클래스를 상속받음
class Circle(Figure):
    pass

Figure.set_name("figure")
print(Figure.name, Circle.name) # 결과값 : figure figure

Circle.set_name("circle")
print(Figure.name, Circle.name) # 결과값 : figure circle

• 예시 코드 : 정적 메소드로 작성

class Figure:
    @staticmethod
    def set_name(name):
        Figure.name = name

# Figure 클래스를 상속받음
class Circle(Figure):
    pass

Figure.set_name("figure")
print(Figure.name, Circle.name) # 결과값 : figure figure

Circle.set_name("circle")
print(Figure.name, Circle.name) # 결과값 : circle circle

• 이때 클래스 메소드는 cls로 현재 자기가 실행된 클래스 속성을 가져오고, 정적 메소드는 부모 클래스(Windows)의 속성을 가져오게 됩니다.