15. [파이썬] 정보은닉과 클래스 내부 구조

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Python 기초부터 Streamlit 데이터 시각화까지 정리하는 학습 기록입니다.

이 글은 '15. [파이썬] 정보은닉과 클래스 내부 구조' 입니다.

 

 

객체지향 프로그래밍에서는 객체의 내부 데이터를 외부에서 직접 수정하지 못하도록 보호하는 개념이 있다.

이를 정보은닉(Information Hiding) 또는 캡슐화(Encapsulation) 라고 한다.

 

Python에서도 클래스 내부 데이터를 관리하고 보호하기 위한 방법이 있으며,

대표적으로 접근 제한 방식과 클래스 내부 속성 구조(__dict__, __slots__) 를 통해 객체의 구조를 이해할 수 있다.

 

이번 글에서는 Python에서의 정보은닉 개념과 클래스 내부 구조를 정리해본다.

 

 

정보은닉(Encapsulation)

정보은닉은 객체의 내부 데이터를 외부에서 직접 접근하지 못하도록 제한하고,

필요한 기능만 메서드를 통해 제공하는 방식이다.

예를 들어 다음과 같은 클래스를 생각해볼 수 있다.

class Account:

    def __init__(self, owner, balance):
        self.owner = owner
        self.balance = balance

 

이 경우 외부에서 속성에 직접 접근할 수 있다.

acc = Account("Alice", 10000)

acc.balance = -5000

이처럼 객체의 상태가 잘못된 값으로 변경될 수 있다.

그래서 객체지향에서는 보통 메서드를 통해 데이터를 제어하는 방식을 사용한다.

 

 

접근 제한 방식

Python에서는 속성 이름 앞에 언더스코어를 붙여 접근 수준을 표현할 수 있다.

 

public

기본적으로 모든 속성은 public이다.

self.balance

외부에서 자유롭게 접근할 수 있다.

 

protected
속성 이름 앞에 언더스코어 하나(_) 를 붙인다.

self._balance

이는 내부에서 사용하는 속성이라는 의미의 관례이며, 완전히 접근이 차단되는 것은 아니다.

 

private

언더스코어 두 개(__)를 사용하면 name mangling이 적용된다.

self.__balance

 

예를 들어 다음 코드를 보자.

class Account:

    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance

 

외부에서 직접 접근하면 오류가 발생한다.

acc = Account(10000)

print(acc.__balance)

 

하지만 내부적으로는 다음과 같은 이름으로 저장된다.

_클래스이름__속성이름

 

즉 실제로는 다음처럼 접근할 수 있다.

print(acc._Account__balance)

Python의 private은 완전한 접근 제한이라기보다 내부 사용을 권장하는 방식이라고 볼 수 있다.

 

dict

Python 객체는 내부적으로 속성을 딕셔너리 형태로 저장한다.

이 구조를 확인할 때 __dict__ 속성을 사용할 수 있다.

예를 들어 다음 클래스를 보자.

class Student:

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

 

객체의 내부 구조를 확인해보면 다음과 같다.

s = Student("Matt", 90)

print(s.__dict__)

 

출력 예시

{'name': 'Alice', 'score': 90}

즉 객체의 속성은 내부적으로 딕셔너리 형태로 관리된다.

 

 

slots

__dict__ 구조는 유연하지만, 많은 객체를 생성할 경우 메모리 사용량이 증가할 수 있다.

이때 사용할 수 있는 기능이 __slots__이다.

class Student:

    __slots__ = ("name", "score")

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

 

이렇게 하면 객체는 미리 정의된 속성만 사용할 수 있다.

s = Student("Matt", 90)

s.age = 20

위 코드는 오류가 발생한다.

 

즉 __slots__을 사용하면 다음과 같은 특징이 있다.

• 허용된 속성만 사용 가능
• 메모리 사용량 감소
• 속성 구조 제한

 

 

정보은닉과 클래스 구조

정리하면 Python에서 클래스 내부 데이터를 관리하는 방법은 다음과 같다.

구분	설명
public	기본 접근 방식
protected	_name 관례
private	__name name magling
__dict__	객체 속성 저장 구조
__slots__	속성 구조 제한 및 메모리 최적화

 

이러한 구조를 이해하면 Python 객체가 내부적으로 어떻게 구성되는지 파악할 수 있다.

 

 

정리

객체지향 프로그래밍에서 정보은닉은 객체의 내부 데이터를 보호하고 안정적인 구조를 유지하기 위한 중요한 개념이다.

 

Python에서는 완전한 접근 제한을 제공하지는 않지만,

언더스코어 규칙과 name mangling을 통해 내부 데이터를 관리할 수 있다.

 

또한 객체 속성은 내부적으로 __dict__에 저장되며,

__slots__을 사용하면 객체 속성 구조를 제한하고 메모리 사용을 줄일 수 있다.

 

이러한 개념을 이해하면 Python 클래스의 내부 동작을 더 깊이 이해할 수 있다.

 

다음 글에서는 클래스에서 사용하는 class method와 static method의 차이를 살펴본다.