36.6 추상 클래스 사용하기

파이썬은 추상 클래스(abstract class)라는 기능을 제공합니다. 추상 클래스는 메서드의 목록만 가진 클래스이며 상속받는 클래스에서 메서드 구현을 강제하기 위해 사용합니다.

먼저 추상 클래스를 만들려면 importabc 모듈을 가져와야 합니다(abcabstract base class의 약자입니다). 그리고 클래스의 ( )(괄호) 안에 metaclass=ABCMeta를 지정하고, 메서드를 만들 때 위에 @abstractmethod를 붙여서 추상 메서드로 지정합니다.

from abc import *
 
class 추상클래스이름(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def 메서드이름(self):
        코드

여기서는 from abc import *abc 모듈의 모든 클래스와 메서드를 가져왔습니다. 만약 import abc로 모듈을 가져왔다면 abc.ABCMeta, @abc.abstractmethod로 사용해야 합니다(import 사용 방법은 '44.1 import로 모듈 가져오기' 참조).

그럼 학생 추상 클래스 StudentBase를 만들고, 이 추상 클래스를 상속받아 학생 클래스 Student를 만들어보겠습니다.

class_abc_error.py

from abc import *
 
class StudentBase(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def study(self):
        pass
 
    @abstractmethod
    def go_to_school(self):
        pass
 
class Student(StudentBase):
    def study(self):
        print('공부하기')
 
james = Student()
james.study()


실행 결과

Traceback (most recent call last):
  File "C:\project\class_abc_error.py", line 16, in <module>
    james = Student()
TypeError: Can't instantiate abstract class Student with abstract methods go_to_school 

실행을 해보면 에러가 발생합니다. 왜냐하면 추상 클래스 StudentBase에서는 추상 메서드로 studygo_to_school을 정의했습니다. 하지만 StudentBase를 상속받은 Student에서는 study 메서드만 구현하고, go_to_school 메서드는 구현하지 않았으므로 에러가 발생합니다.

따라서 추상 클래스를 상속받았다면 @abstractmethod가 붙은 추상 메서드를 모두 구현해야 합니다. 다음과 같이 Student에서 go_to_school 메서드도 구현해줍니다.

class_abc.py

from abc import *
 
class StudentBase(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def study(self):
        pass
 
    @abstractmethod
    def go_to_school(self):
        pass
 
class Student(StudentBase):
    def study(self):
        print('공부하기')
 
    def go_to_school(self):
        print('학교가기')
 
james = Student()
james.study()
james.go_to_school()

실행 결과

공부하기
학교가기

모든 추상 메서드를 구현하니 실행이 잘 됩니다.

StudentBase는 학생이 반드시 해야 하는 일들을 추상 메서드로 만들었습니다. 그리고 Student에는 추상 클래스 StudentBase의 모든 추상 메서드를 구현하여 학생 클래스를 작성했습니다. 이처럼 추상 클래스는 파생 클래스가 반드시 구현해야 하는 메서드를 정해줄 수 있습니다.

참고로 추상 클래스의 추상 메서드를 모두 구현했는지 확인하는 시점은 파생 클래스가 인스턴스를 만들 때입니다. 따라서 james = Student()에서 확인합니다(구현하지 않았다면 TypeError 발생).

36.6.1  추상 메서드를 빈 메서드로 만드는 이유

그리고 또 한 가지 중요한 점이 있는데 추상 클래스는 인스턴스로 만들 수가 없다는 점입니다. 다음과 같이 추상 클래스 StudentBase로 인스턴스를 만들면 에러가 발생합니다.

>>> james = StudentBase()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    james = StudentBase()
TypeError: Can't instantiate abstract class StudentBase with abstract methods go_to_school, study

그래서 지금까지 추상 메서드를 만들 때 pass만 넣어서 빈 메서드로 만든 것입니다. 왜냐하면 추상 클래스는 인스턴스를 만들 수 없으니 추상 메서드도 호출할 일이 없기 때문이죠.

    @abstractmethod
    def study(self):
        pass    # 추상 메서드는 호출할 일이 없으므로 빈 메서드로 만듦
 
    @abstractmethod
    def go_to_school(self):
        pass    # 추상 메서드는 호출할 일이 없으므로 빈 메서드로 만듦

정리하자면 추상 클래스는 인스턴스로 만들 때는 사용하지 않으며 오로지 상속에만 사용합니다. 그리고 파생 클래스에서 반드시 구현해야 할 메서드를 정해 줄 때 사용합니다.

지금까지 상속에 대해 알아보았는데 내용이 다소 어려웠습니다. 여기서는 클래스를 상속받는 방법과 메서드 오버라이딩 방법 정도만 기억하면 됩니다. 그리고 상속은 같은 종류이면서 동등한 기능일 때 사용한다는 점이 중요합니다. 다중 상속과 추상 클래스는 나중에 필요할 때 다시 돌아와서 찾아보세요.