🐍 [Python] 객체(Object) 이해하기

Written by metterian
on June 01, 2021

들어가며

클래스와 객체의 개념

1. Class 라는 것은 새로운 데이터 타입이다

사용자가 정의한 데이터 타입으로 변수를 선헌 후, new 연산자, 생성자를 이용해 메모리를 만든다. (메모리의 생성: 데이터 타입에 해당하는 만큼의 메모리를 확보하는 일)

2. 새로운 클래스를 하나 만드는 것

새로운 클래스를 하나 만드는 것은 다음과 같은 말로 대치가 가능하다.

새로운 데이터 타입을 만드는 것
이 타입으로 변수를 선언/활용 할 수 있다.

이때 클래스를 이용한 변수를 객체 또는 객체 변수라고 한다. (단, 객체, 객체 변수는 기본 데이터 변수와 다르다. 객체 변수 선언 후 메모리를 생성해줘야 완전한 객체가 된다.)

Top t = new Top();

메모리 생성

자바 언어에서는 주소를 바로 주지 않는다.

클래스로 만든 데이터 타입으로 변수와 메모리를 생성 햇을 때 주소를 찾아보기는 힘들다. 자바에서는 객체의 주소 대신 참조값이라는 것을 할당 받게 된다. 그렇기 때문에 자바에서는 객체 변수(Reference Variable)를 참조 변수라고 말한다.

// 1. 클래스 선언
public class Sun{
  public int distance;
  public int data;
}

// 2. 객체 변수 선언: 메모리 생성전이므로 초기화
Sun s1 = null;
Sun s2 = null;

// 3. 객체 변수에 대한 메모리 생성
s1 = new Sun();
s2 = new Sun();

위와 같이 메모리가 생성되면 내부의 인덱스 테이블에서 주소 매핑 후 참조값을 만들고 참조값은 참조 변수 s1, s2 에 할당 됩니다.

참조변수의 특징

참조값(Reference Value): 참조값이란 객체의 메모리를 생성 했을 때, 메모리와 연결된 유일한 숫자값을 말한다. 이 숫자값을 참조 변수가 받으며, 이 참조값을 가지고 있으면 객체를 핸들링 할 수 있다. 참조값으로 작업하면 내부에서 참조값에 연결된 메모리로 작업하는 것과 같은 효과가 있다.

참조 횟수 계산 방식 (reference counting)

참조 횟수 계산 방식(reference counting)은 메모리를 제어하는 방법 중 하나로, 쓰레기 수집의 한 방식이다. 구성 방식은 단순하다. 어떤 한 동적 단위(객체, Object)가 참조값을 가지고 이 단위 객체가 참조(참조 복사)되면 참조값을 늘리고 참조한 다음 더이상 사용하지 않게 되면 참조값을 줄이면 된다. 보통 참조값이 0이 되면 더이상 유효한 단위 객체로 보지 않아 메모리에서 제거한다.

출처: 참조 횟수 계산 방식 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

사전적 설명 보다 쉽게 설명 하면 가비지 콜렉션(Garbage Collection)이란 메모리 관리 방법 중 하나로, 프로그래머가 동적으로 할당한 메모리 영역 중 더 이상 쓰이지 않는 영역을 자동으로 찾아내어 해제하는 기능이다.

참조 횟수 계산 방법은 이러한 가비지 콜렉션의 한 가지 방식으로 어떤 객체가 참조값을 가지며, 객체가 참조되면 참조값을 늘리고, 더 이상 사용하지 않으면 참조값을 줄입니다. 보통 참조값이 0이 되면 더 이상 유효한 객체로 간주하지 않아 메모리에서 제거하게 됩니다.

Call by reference vs. Call by Value

파이썬에서는 객체의 종류에 다라서 Call by reference 또는 Call by Value가 결정 됩니다. str, int 과 같은 불변 객체 일 경우 call by value에 의해서 관리 되고, list', dict 과 같은 변이 객체에서는 object referece로 관리 됩니다.

파이썬의 객체 구조

파이썬은 정적이 아닌 동적 타입이다.

이것은 프로그램 실행 시, 인터프리터는 정의된 변수의 유형을 알고 있지 않다는것을 의미합니다. C변수와 파이썬 변수의 차이는 아래 그림으로 요약 됩니다. C 언어 변수의 경우, 컴파일러는 단지 그 정의만으로도 변수의 유형을 알고 있습니다.

하지만, 파이썬에서는 변수를 선언 할 때 어떠한 변수 타입인지 명시하지 않고 또한 변수에는 다양한 자료형을 할당 할 수 있습니다. 뒤에서 설명하겠지만 이러한 동적 타이핑이 가능한 이유는 파이썬에서의 변수 할당을 객체를 통해 이루어지기 때문입니다. (변수에 값을 할당한다는 표현 보다는 객체에 변수 이름을 라벨링(Labeling)한다는 표현이 더 이해하기 쉬운 표현 입니다. )

1*vrwoH-6VhOUJ2bcGwbGWZw

C 컴파일러는 시작할 때부터 a와 b는 정수형이라는 것을 알고 있지만, 단순한 어떤것도 할 수 없습니다. 정수형을 아는것으로는 메모리 상의 단순한 값에 두 개의 정수를 더하고, 이를 다른 정수로 반환하는 루틴을 호출할 수 있습니다. 개략적인 도식으로 나타내면 이벤트의 순서는 다음과 같습니다.

C 덧셈

C에서 다음을 작성하는 경우:

/* C code */ 
int a = 1; 
int b = 2; 
int c = a + b;

계산과정:

1을 a에 할당
2을 b에 할당
binary_add<int, int>(a,b) 호출
결과를 c에 할당

Python 덧셈

파이썬에서의 같은 역할의 코드는 아래와 같습니다.

# python code
a = 1
b = 2
c = a + b