[python] 다형성(polymorphism)

다형성(polymorphism)

다형성은 한 형태가 다른 형태로 발생하는 조건을 의미합니다. 이 다형성은 프로그래밍에서 매우 중요한 개념으로 단일 유형의 연산자, 개체등을 다른 조건이나 시나리오에서 다른 형태로 사용하는 것을 의미합니다. 예를 들어 덧셈 연산자인 +는 숫자형 뿐만 아니라 문자형에서도 사용될 수 있으며 각 사용처에 따라 그 용도 역시 차이가 납니다.

• 숫자 : 덧셈
• 문자 : 연결

x, y=2, 3
x+y

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str1="pyhton"
str2="polymorphism"
str1+" "+str2

'pyhton polymorphism'

위와 같이 동일 대상의 사용의 차이를 다형성(polymorphism)이라고 합니다.

거의 모든 python 객체에서 사용되는 len()함수는 대상의 길이를 반환합니다. 그러나 그 함수의 대상이 되는 인수가 문자열, 리스트, 사전에 따라 반환하는 결과에 차이를 나타냅니다.

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y=[1, 2,"apple", "computer"] #리스트를 구성하는 원소 수를 반환
len(y)

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z={"computer": 2, "apple":1} #사전 형식의 key:value의 pair의 수를 반환
len(z)

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위와같이 다형성은 함수를 다양한 조건에서 사용할 수 있게 합니다. 이러한 용도는 클래스로 확대할 수 있습니다.

class staff1:
    def __init__(self, name, age, grade):
        self.name=name
        self.age=age
        self.grade=grade
    def info(self):
        print(f"성명: {self.name}")
        print(f"나이: {self.age}")
        print(f"수준: {self.grade}")     

class staff2:
    def __init__(self, name, age, grade):
        self.name=name
        self.age=age
        self.grade=grade
    def info(self):
        print(f"성명: {self.name}")
        print(f"나이: {self.age}")
        print(f"수준: {self.grade}") 

x=staff1("Ali", 27, 3)
y=staff2("Brian", 49, 1)

for i in (x, y):
    i.info()

성명: Ali
나이: 27
수준: 3
성명: Brian
나이: 49
수준: 1

위 두개의 클래스는 같은 형식과 내용을 가집니다. 물론 같은 형식의 수퍼클래스와 그 클래스를 상속받는 서브클래스를 작성할 수 있습니다.그러나 위와같이 다른 클래스내에 존재하는 동일한 이름의 함수를 다음과 같이 튜플 형식으로 그룹화하여 반복자로 적용할 수 있습니다. 이것 역시 튜플을 다른 조건에서 다른 형태로 사용할 수 있는 다형성의 예입니다.

위 코드에서 print() 형식으로 포멧문자열 리터럴을 사용하였습니다. 이는 문자열 앞 부분에 f 또는 F 와 함께 {표현식}을 사용한 것입니다.

print(f"4의 제곱근은 {4**0.5}과 {-4**0.5} 입니다.")

4의 제곱근은 2.0과 -2.0 입니다.

클래스의 함수 재정의(overriding) 역시 다형성이 적용된 것입니다.

from math import pi

class Shape:
    def __init__(self, name):
        self.name=name
    def totLength(self):
        pass
    def area(self):
        pass
    def fact(self):
        return("2차원 도형을 나타냅니다.")
    def __str__(self):  #자료형에 연산을 실시하기 위한 형식: __메소드__
        return (self.name) 
    
class Square(Shape):
    def __init__(self, length):
        super().__init__("Square")
#super()는 수퍼클래스를 의미하는 것으로 상속하는 클래스의 변수의 초기값을 설정.
        self.length=length
    def totLength(self):
        return (4*self.length)
    def area(self):
        return(self.length**2)
    def fact(self):
        return("정사각형은 4변이 같고 각 변의 사잇각은 90도 입니다.")

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        super().__init__("Circle")
        self.radius=radius
    def totLength(self):
        return (2*pi*self.radius)
    def area(self):
        return(pi*self.radius**2)
    def fact(self):
        return(f"반지름 {self.radius}인 원입니다.") 

a=Square(5)
b=Circle(10)
print(a, b)

Square Circle

print(a.totLength(), b.totLength())

20 62.83185307179586

print(a.area(), b.area())

25 314.1592653589793

print(a.fact())

정사각형은 4변이 같고 각 변의 사잇각은 90도 입니다.

print(b.fact())

반지름 10인 원입니다.

위 코드에서 클래스 Square와 Circle는 Shape를 상속받지만 수퍼클래스의 함수들을 재정의 합니다. 이것은 같은 이름의 객체를 조건을 변경하여 사용하는 것으로서 다형성의 예입니다.