클래스와 인스턴스의 차이를 정확히 이해하는 것은 매우 중요합니다. 이를 위해서는 먼저 네임스페이스라는 개념을 알아야 합니다. 네임스페이스라는 것은 변수가 객체를 바인딩할 때 그 둘 사이의 관계를 저장하고 있는 공간을 의미합니다. 예를 들어, 'a = 2'라고 했을 때 a라는 변수가 2라는 객체가 저장된 주소를 가지고 있는데 그러한 연결 관계가 저장된 공간이 바로 네임스페이스입니다.
파이썬의 클래스는 새로운 타입(객체)을 정의하기 위해 사용되며, 모듈과 마찬가지로 하나의 네임스페이스를 가집니다. 먼저 Stock 클래스를 정의해봅시다.
>>> class Stock:
market = "kospi"
>>>
파이썬 IDLE에서 dir() 내장 함수를 호출해보면 리스트로 된 반환값을 확인할 수 있습니다. 여기서 두 개의 언더바로 시작하는 것은 파이썬에서 이미 사용 중인 특별한 것들입니다. 이를 제외하고 보면 조금 전에 정의했던 Stock 클래스의 이름이 포함된 것을 확인할 수 있습니다.
>>> dir()
['Stock', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']
>>>
dir() 내장함수의 결괏값에 Stock 클래스가 들어있기 때문에 앞으로는 프롬프트에 Stock을 입력해도 오류가 발생하지 않습니다. 그러나 Stock1이라는 이름은 존재하지 않기 때문에 입력하면 오류가 발생합니다.
>>> Stock
<class '__main__.Stock'>
>>> Stock1
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#5>", line 1, in <module>
Stock1
NameError: name 'Stock1' is not defined
>>>
파이썬에서는 클래스가 정의되면 그림 6.11과 같이 하나의 독립적인 네임스페이스가 생성됩니다. 그리고 클래스 내에 정의된 변수나 메서드는 그 네임스페이스 안에 파이썬 딕셔너리 타입으로 저장됩니다. Stock 클래스는 그림 6.11과 같이 Stock이라는 네임스페이스 안에 'market':'kospi'라는 값을 가진 딕셔너리를 포함합니다.
그림 6.11 파이썬 클래스 네임스페이스
Stock 클래스의 네임스페이스를 파이썬 코드로 확인하려면 클래스의 __dict__ 속성을 확인하면 됩니다. 딕셔너리 타입에 'market':'kospi'라는 키와 값 쌍이 존재하는 것을 확인할 수 있습니다.
>>> Stock.__dict__
mappingproxy({'market': 'kospi', '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Stock' objects>, '__doc__': None, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Stock' objects>})
>>>
클래스가 독립적인 네임스페이스를 가지고 클래스 내의 변수나 메서드를 네임스페이스에 저장하고 있으므로 다음과 같이 클래스 내의 변수에 접근할 수 있는 것입니다.
>>> Stock.market
'kospi'
>>>
이번에는 인스턴스를 생성해보겠습니다. 다음과 같이 서로 다른 두 개의 인스턴스를 생성해보기 바랍니다. 생성된 인스턴스에 대한 id 값을 확인해보면 두 인스턴스가 서로 다른 메모리에 위치하는 것을 확인할 수 있습니다.
>>> s1 = Stock()
>>> s2 = Stock()
>>> id(s1)
50572464
>>> id(s2)
50348240
>>>
파이썬은 인스턴스를 생성하면 인스턴스별로 별도의 네임스페이스를 유지합니다. 즉, 위의 코드를 그림으로 표현하면 그림 6.12와 같습니다.
그림 6.12 클래스와 인스턴스의 네임스페이스
먼저 생성된 s1, s2 인스턴스가 네임스페이스에 있는지 코드를 통해 확인해 봅시다. dir() 내장함수의 반환값을 확인하면 s1, s2가 Stock과 마찬가지로 존재하는 것을 확인할 수 있습니다.
>>> dir()
['Stock', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 's1', 's2']
>>>
생성된 s1, s2 인스턴스 각각에 대한 네임스페이스도 확인해봅시다. 클래스 또는 인스턴스에 대한 네임스페이스를 확인하려면 __dict__ 속성을 확인하면 됩니다.
>>> s1.__dict__
{}
>>> s2.__dict__
{}
>>>
위의 코드를 보면 s1과 s2 인스턴스의 네임스페이스는 현재 비어 있는 것을 확인할 수 있습니다. s1 인스턴스에 market이라는 변수를 추가해 봅시다. 그런 다음 다시 __dict__ 속성을 확인해보면 'market':'kosdaq'이라는 키:값 쌍이 추가된 것을 볼 수 있습니다.
>>> s1.market = 'kosdaq'
>>> s1.__dict__
{'market': 'kosdaq'}
>>>
그러나 여전히 s2 인스턴스의 네임스페이스는 비어 있는 상태입니다. 현재 Stock 클래스와 s1, s2 인스턴스의 네임스페이스를 그림으로 나타내면 그림 6.13과 같습니다.
>>> s2.__dict__
{}
>>>
그림 6.13 클래스와 인스턴스의 네임스페이스 상태
현재 Stock 클래스로부터 s1, s2라는 두 개의 인스턴스를 생성했습니다. s1 인스턴스는 market이라는 변수를 가지고 있지만 s2의 네임스페이스에는 변수나 메서드가 존재하지 않습니다. 만약 s1.market, s2.market과 같이 인스턴스를 통해 market이라는 값에 접근하면 어떻게 될까요?
>>> s1.market
'kosdaq'
>>> s2.market
'kospi'
>>>
위의 코드를 참조하면 s1.market의 값은 'kosdaq'입니다. 이것은 그림 6.13과 같이 s1 인스턴스의 네임스페이스에 'market':'kosdaq'이라는 키:값 쌍이 존재하기 때문에 가능합니다. 그런데 s2 인스턴스의 반환값을 살펴보면 조금 이상합니다. 왜냐하면 현재 s2의 네임스페이스(딕셔너리)에는 아무런 값도 존재하지 않기 때문입니다. s2의 네임스페이스에는 변수나 메서드가 존재하지 않지만 s2.market의 값으로 'kospi'라는 문자열이 반환되는 이유는 그림 6.14와 같이 동작하기 때문입니다.
그림 6.14 클래스 및 인스턴스의 네임스페이스 참조 방식
s2 인스턴스를 통해 변수에 접근하면 파이썬은 먼저 s2 인스턴스의 네임스페이스에서 해당 변수가 존재하는지 찾습니다. s2의 네임스페이스에 해당 변수가 존재하지 않으면 s2 인스턴스의 클래스의 네임스페이스로 가서 다시 변수를 찾게 됩니다. 즉, s2.market이라는 문장이 실행되면 Stock 클래스의 네임스페이스에 있는 'market':'kospi' 키:값 쌍에서 'kospi'라는 문자열을 출력하게 됩니다.
이번에는 인스턴스의 네임스페이스에도 없고 클래스의 네임스페이스에도 없는 변수에 접근해 봅시다. 이 경우 volume이라는 값이 s2 인스턴스의 네임스페이스에 없으므로 Stock 클래스에서 찾게 되는데, Stock 클래스의 네임스페이스에도 volume이라는 값이 없으므로 오류가 발생합니다.
>>> s2.volume Traceback (most recent call last): File "<pyshell#22>", line 1, in <module> s2.volume AttributeError: 'Stock' object has no attribute 'volume' >>>