Python 기초 공부 - 4

4일차

 

2019.12.30

 

객체 지향 프로그래밍 (class -> (instance) Object)

• Class : 멤버변수(속성) + 멤버함수(공유되어 지어짐)
• 인스턴스할 때 멤버변수(속성)을 저장하는 공간만 확보

class Triangle:
    def setData(self, width, height): # 함수를 이용한 초기화
        self.width=width
        self.height=height
    def area(self): # self는 매개변수 취급을 안함, 넣어야만 함수로 만들수있음.
        return self.width*self.height/2
tri1 = Triangle() # 인스턴스 한다. () 함수처럼
tri1.setData(10,20)
print(tri1.width, tri1.height, tri1.area())

10 20 100.0

# __init__ : Object에 있는 함수 (상속)
class Triangle :
    def __init__(self,width,height): # 초기화 함수, 생성자, 강제로 호출불가한 함수
        self.width = width
        self.height = height
    def area(self):
        return self.width*self.height/2
tri1 = Triangle(10,20)
# tri1.__init__(10,20) 불가, 인스턴스 할 때 자동으로 호출
print(tri1.width,tri1.height,tri1.area())

10 20 100.0

# 클래스변수, 멤버변수, 지역변수
class Myclass(object): # 선언하는 순간에 메모리에 자리를 잡읍
    """클래스의 예"""
    i = 12345 # class변수 , 공용변수
    def __init__(self): 
        self.i = 54321 # 멤버변수
        num = 100 # 지역변수
    def f(self):
        return self.i
Myclass.__doc__ # Object의 속성

'클래스의 예'

myclass=Myclass() # self.i에 대한 메모리 확보
print(myclass.i) # 멤버변수호출
myclass.f()

54321

54321

print(myclass.i)
print(Myclass.i)
print(Myclass().i) # 참조가 없기 때문에 사용과 동시에 메모리에서 사라짐.

54321

12345

54321

from time import time, ctime, sleep # 시간은 초로 관리 ctime(문자열로 convert)
class Life:
    def __init__(self): #  생성자
        self.birth = ctime() # 현재의 시간을 문자열로 변환
        print ('생성', self.birth)
    def __del__(self): # 소멸자 (메모리에서 사라질때 자동으로 호출)
        print ('사망', ctime())
    def test(self):
        #mylife = Life()
        print('Sleeping for 3 sec')
        sleep(3) # 초
li = Life() # 오른쪽은 heap에 저장, 왼쪽은 그 주소를 가리키는 stack에 생성
li.test()
del li # 자동으로 가비지 컬렉션됨.

생성 Mon Dec 30 11:10:05 2019 Sleeping for 3 sec 사망 Mon Dec 30 11:10:08 2019

# 사원관리
class Employee:
    empCount = 0 # 사원수를 저장 : 클래스 변수 생성
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name # 이름
        self.salary = salary # 급여
        Employee.empCount +=1
    def displayCount(self):
        print("직원수 = %d" % Employee.empCount)
    def displayEmployee(self):
        print("이름: ", self.name, ", 급여 : ", self.salary)
    def __call__(self, *pargs, **kargs):
        print("Called:", pargs, kargs)

emp = Employee("임준영", 500)
print(emp.displayCount()) # 1
emp1 = Employee("빅데이터", 500)
print(emp1.displayCount()) # 2 공유변수이기 때문
print(emp.displayEmployee()) # 2 데이터를 담고있는 위치가 다르기 때문
print(emp1.displayEmployee())
print(emp("빅데이터", 500,100, c=100)) # class를 함수처럼 사용하고 싶을때.
                                        # __call__을 오버라이딩

직원수 = 1

None 직원수 = 2

None 이름: 임준영 , 급여 : 500

None 이름: 빅데이터 , 급여 : 500

None Called: ('빅데이터', 500, 100) {'c': 100}

None

# 실시간으로 변수를 추가가능
emp1.age = 7
emp.age = 8

print(emp.__dict__) # object 를 상속

{'name': '임준영', 'salary': 500, 'age': 8}

문제

• 이름과 나이를 저장하는 Student class를 생성하시오
• 이름과 나이를 출력하는 pring 함수를 클래스내에 정의하시오

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        """학생관리"""
        self.name = name
        self.age = age
    def pring(self):
        print("이름 :", self.name, ", 나이 : ", self.age)
    def __repr__(self): #__str__
        return "나의 이름은  " + self.name

hhh = Student("임준영",24)
hhh.pring()
print(hhh)

이름 : 임준영 , 나이 : 24

나의 이름은 임준영

# object로 부터 상속
print(hhh.__class__) # 어떤 클래스에서 인스턴스 되었는지를 확인

<class '__main__.Student'>

#Student("임준영", 24)
g = hhh.__class__("임준영", 24) # 인스턴스된 변수로 부터 클래스 생성
print(g)

# x1=10;y1=20
# x2=20;y2=30
# distance = math.sqrt ((x1-x2)**2+(y1-y2)**2)
import math
# 1개를 다루는 클래스를 작성하고 있지만 거리값은 두개를 이용
class Point:
    def __init__(self,x,y):
        self.x=x
        self.y=y
    def __srt__(self): # __repr__ 문자열을 요구하는 함수에 들어가면 실행
        return "좌표는 (%d, %d)" % (self.x, self.y)

    def dist(self, other): # 피타고라스 정리
        distance=math.sqrt((self.x-other.x)**2+(self.y-other.y)**2)
        return distance
    def collision(self,other):
        return self.dist(other)<3

xx = Point(7,3)
xx2 = Point(4,7)
print(xx)
print(xx2)
xx.dist(xx2)

print("두점 사이의 거리는 = ", xx.dist(xx2))
if xx.collision(xx2):
    print("충돌했습니다.")
else:
    print("충돌하지 않았습니다.")

문제: point 클래스를 이용하여 Circle 클래스를 정의하시오

• 원 : 중심점하고 반지름
• 원과 원이 충돌하는지를 확인하는 함수를 작성하시오.
• 서로 반지름이 차이가 중심점하고의 거리에 들어가면 충돌임.

import math
joong = point(3,4)
class circle:
    def __init__(self,joong,ban):
        self.joong = joong
        self.ban = ban
    def dist(self):
        return "원의중심은 " + str(self.joong) + "반지름은 " + str(self.ban)
    def coll(self,other):
        if self.joong.dist(other.joong) < self.ban + other.ban :
            result = "충돌한다"
        else:
            return "충돌하지 않는다."
        return result

cir = circle(xx, 1)
cir2 = circle(xx2, 5)
print(cir)
print(cir2)

<__main__.circle object at 0x00000160E3B3DC08>

<__main__.circle object at 0x00000160E3B3D708>

print(cir.coll(cir2))
circle.coll(cir,cir2) # self

충돌한다

'충돌한다'

point 를 이용해서 사각형 Rectangle 클래스를 작성하시오

• 사각형의 면적을 구하는 함수를 작성하시오 x1-x2 * y1-y2
• 사각형의 둘레를 구하는 함수를 작성하시오 (x1-x2) * 2 + (y1 - y2)
• 대각선의 길이를 구하는 함수를 작성하시오 (x1-x2)*2 + (y1 - y2) *2

class Rectangle:
    def __init__(self, po1,po2): # po1 = Point() 매핑
        self.po1 = po1
        self.po2 = po2
    def area(self):
        result = abs((self.po1.x - self.po2.x) * (self.po1.y - self.po2.y))
        return result
    def perimeter(self):
        result = abs(self.po1.x - self.po2.x)*2 + abs(self.po1.y - self.po2.y)*2
        return result
    def diagonal_dist(self):
        result = math.sqrt((self.po1.x-self.po2.x)**2+(self.po1.y - self.po2.y)**2)
        return result

vector = 길이 = 크기 + 방향

• 내적 유사도 = cos 유사도 = dot연산 , 요소끼리 곱하고 다 더해주면됨.
• A'B
• A = [10,20,30] , B = [20,30,40]
• A'B = [10 * 20 + 20 * 30 + 30 * 40]

xx = Point(7,3)
xx1 = Point(4,9)
re = Rectangle(xx,xx1)

print(re.perimeter())

18

문제 : Vector class를 작성하시오

• x,y의 2차원 벡터 구현
• 벡터의 연산 (+,-,*,/) : 요소별로 계산하면됨.
• dot 함수를 구현하시오 : 백터의 요소별로 곱하고 모두 더해주면 내적 유사도
• cos 값으로 변환하는 함수를 구현하시오 cos theta = acos(A내적B/|A||B|) |A| = math.sqrt(x^2 + y^2)

class Vector:
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y
    def __repr__(self):
        return "(좌표는 %d, %d)" % (self.x, self.y)
    def __add__(self, other): #연산자 오버로딩을 오버 라이딩으로 구현할것
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
    def __mul__(self,other):
        return Vector(self.x * other.x, self.y * other.y)
    def __sub__(self,other):
        return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y)
    def __truediv__(self,other):
        return Vector(self.x / other.x , self.y / other.y)

f = Vector(10,20)
g = Vector(20,27)
print(f)
print(f+f)
print(f+g)
print(f*g)
print(f/g)
print(f-g)

(좌표는 10, 20)

(좌표는 20, 40)

(좌표는 30, 47)

(좌표는 200, 540)

(좌표는 0, 0)

(좌표는 -10, -7)

3차원 벡터를 클래스로 구현하시오. (연산자 오버로딩 +,-,*,/)

import math
class Vector:
    def __init__(self,x,y,z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z
    def __repr__(self):
        return "(좌표는 %d, %d, %d)" % (self.x, self.y, self.z)
    def __add__(self, other): #연산자 오버로딩을 오버 라이딩으로 구현할것
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y , 
                      self.z + other.z )
    def __mul__(self,other):
        return Vector(self.x * other.x, self.y * other.y, self.z * other.z)
    def __sub__(self,other):
        return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y, self.z - other.z)
    def dist(self):
        return math.sqrt(self.x*self.x+self.y*self.y+self.z*self.z)
    # 방향만 바뀌어야지 크기까지 바뀌면 안됨
    def norm(self):
        dist = self.dist()
        return self.x/dist, self.y/dist, self.z/dist
    def dot(self,other):
        return (self.x*other.x + self.y * other.y + self.z * other.z)
    def theta(self,other):
        dot = self.dot(other)
        dist1 = self.dist()
        dist2 = other.dist() # radian -> degree 로 (컴퓨터는 라디안 만 사용)
        return math.acos(dot/(dist1*dist2)) * (180/math.pi)
# 변환과정이 필요 -> 사람이 사용하는 각도입력(90도) -> 라디안 변환(math.pi/180) -> 계산후
# -> 사람이 사용하는 degree로 변환해서 출력

f = Vector(10,20,25)
g = Vector(20,27,35)
q = Vector(30,37,40)

print(f+g+q)
print(f*g*q)
print(f-g-q)
print()

(좌표는 60, 84, 100)

(좌표는 6000, 19980, 35000)

(좌표는 -40, -44, -50)

f = Vector(10,0,0)
g = Vector(0,27,0)

print(f)
print(f+f)
print(f-g)
print(f*g)
print("f벡터의 크기 = ", f.dist())
print("g벡터의 크기 = ", g.dist())
print("f의 normal vector = ", f.norm()) # 1.0 0.0 0.0
print("g의 normal vector = ", g.norm()) # 0.0 1.0 0.0
print("두 벡터의 내적 = ", g.dot(f)) # 0 내적이 0이면 두 벡터는 90도 직교한다.
print("f와 g의 사이각은 = ", f.theta(g)) # 90

(좌표는 10, 0, 0)
(좌표는 20, 0, 0)
(좌표는 10, -27, 0)
(좌표는 0, 0, 0)
f벡터의 크기 =  10.0
g벡터의 크기 =  27.0
f의 normal vector =  (1.0, 0.0, 0.0)
g의 normal vector =  (0.0, 1.0, 0.0)
두 벡터의 내적 =  0
f와 g의 사이각은 =  90.0

# deep copy와 copy의 차이
import copy
a=[1,2,3]
b=[4,5,a] # 주소
x=[a,b,10] 
y=copy.copy(x)
t=copy.deepcopy(x) # 주소복사
e=copy.deepcopy(y) # 원래의 요소를 별도의 공간에 복사한 다음 주소전달
print("a = ", a)
print(x)
print(y)
print(t)
print(e)
a.append(100)
print(x)
print(y)
print(t)
print(e)

a =  [1, 2, 3]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]
[[1, 2, 3, 100], [4, 5, [1, 2, 3, 100]], 10]
[[1, 2, 3, 100], [4, 5, [1, 2, 3, 100]], 10]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]
[[1, 2, 3], [4, 5, [1, 2, 3]], 10]

이름, 국어, 수학, 영어를 관리하는 Studunt class를 작성하시오. (1인분만 관리)

• 총점과 평균도 계산해서 멤버 변수에 저장

class Student:
    studCount = 0
    def __init__(self,name,kor,eng,mat):
        self.name = name
        self.kor = int(kor)
        self.eng = int(eng)
        self.mat = int(mat)
        self.tot = self.kor + self.mat + self.eng
        self.avg = self.tot / 3
        Student.studCount += 1

### 메뉴화
def start():
    students = []
    while True:
        choice = input("1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  =>")
        if choice == '1':
            name = input("이름 : ")
            kor = input("국어 점수 : ")
            eng = input("영어 점수 : ")
            mat = input("수학 점수 : ")
            stud = Student(name,kor,eng,mat)
            students.append(stud)
        elif choice == '2':
            for s in students:
                print("이름 :%s 국어:%s 영어:%s 수학:%s 총점:%s 평균:%s" % (s.name, s.kor,s.eng, s.mat,s.tot,round(s.avg,2)))
        elif choice == '3':
            kortot =0; engtot=0; mattot=0
            for s in students:
                kortot += s.kor
                engtot += s.eng
                mattot += s.mat
            koravg = round(kortot / len(students),2)
            engavg = round(engtot / len(students),2)
            matavg = round(mattot / len(students),2)
            print("총 학생수 : %s명" % len(students))
            print("국어평균: %s\t\t영어평균 : %s\t\t 수학평균: %s\t\t" % (koravg,engavg,matavg))
        elif choice == '4':
            break
start()

1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 임준영
1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 1
이름 :  임준영
국어 점수 :  80
영어 점수 :  80
수학 점수 :  80
1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 1
이름 :  하하
국어 점수 :  80
영어 점수 :  75
수학 점수 :  96
1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 2
이름 :임준영 국어:80 영어:80 수학:80 총점:240 평균:80.0
이름 :하하 국어:80 영어:75 수학:96 총점:251 평균:83.67
1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 3
총 학생수 : 2명
국어평균: 80.0 영어평균 : 77.5  수학평균: 88.0
1.입력  2.출력  3.계산  4.종료  => 4

2개로 분리된 class

• 기본적인 데이터를 저장하는 클래스
• Management(입력, 출력, 검색, 수정등)
• 메뉴함수

import sys
class Student:
    def __init__(self):
        self.bunho=0; self.name = '';
        self.kor = 0; self.mat = 0; self.eng = 0
        self.total = 0; self.aver = 0; self.grade=""
    def inputData(self):
        self.name = input("이름을 입력하시오 : ")
        self.kor = eval(input("국어 점수 : "))
        self.mat = eval(input("수학 점수 : "))
        self.eng = eval(input("영어 점수 : "))
    def calc_total_aver(self):
        self.total = self.kor + self.mat + self.eng
        self.aver = round(self.total / 3,2)
        self.grade = self.calcSemGrade()
    def calcSemGrade(self):
        if self.aver >= 90: return "A"
        elif self.aver >= 80: return "B"
        elif self.aver >= 70: return "C"
        elif self.aver >= 60: return "D"
        else: return "F"
    def __str__(self):
        return '%5s %5s %6.2f %6.2f %6.2f %7.2f %7.2f %5s' % (self.bunho, self.name, self.kor, self.mat, self.eng, self.total, self.aver, self.grade)
    def __cmp__(self, other):
        return self.name == other.name

class Management:
    schoolname = "제주 아카데미"
    bunho = 0
    def __init__(self,count):
        print("메뉴를 선택하시오")
        self.sungjuk = []
        self.count = count
    def input(self):
        for co_in in range(self.count):
            stu = Student()
            stu.inputData()
            Management.bunho += 1 #번호를 자동으로 입력받기위해
            stu.bunho = Management.bunho
            self.sungjuk.append(stu)
    def print_sungjuk(self):
        for per in self.sungjuk:
            print(per)
            print()
    def calc_sungjuk(self):
        for per in self.sungjuk:
            per.calc_total_aver()
    def search_name(self):
        name = input("검색할 학생 이름을 추가하시오")
        for per in self.sungjuk:
            if (per.name == name):
                print(per)
                return
        print("검색하고자 하는 학생이 없습니다.")
        return
    def research_name(self):
        name = input("검색할 학생 이름을 검색하시오.")
        name2 = input("변경할 학생 이름을 검색하시오.")
        for per in self.sungjuk:
            if (per.name == name):
                per.name = name2
                print("변경완료")
                return
    def del_name(self):
        name = input("삭제할 학생 이름을 검색하시오.")
        for per in self.sungjuk:
            if (per.name == name):
                self.sungjuk.remove(per)
                return
        else:
            print("삭제할 학생이 없습니다.")
    def sort_aver(self):
        return self.sungjuk.sort(key=lambda x: x.total, reverse=True)

sj = ["번호", "이름","국어", "수학","영어","총점","평균","학점"]
menu = ["입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)"]
# 정렬을 총점으로 정렬
man_sung = Management(1)
while 1:
    sel = input(menu)
    if sel == "1":
        man_sung.input()
        continue
    elif sel == "2":
        print(Management.schoolname + "성적 계산표")
        print('%5s %5s %6s %6s %6s %7s %7s %7s' % ('번호','이름','국어','수학','영어','총점','평균','학점'))
        man_sung.print_sungjuk()
        continue
    elif sel == "3":
        man_sung.calc_sungjuk()
        print("계산이 완료 되었습니다. - 확인하려면 출력해보세요")
        continue
    elif sel == "4":
        man_sung.search_name()
        continue
    elif sel == "5":
        man_sung.research_name()
        continue
    elif sel == "6":
        man_sung.del_name()
        continue
    elif sel == "7":
        man_sung.sort_aver()
        continue
    elif sel == "8":
        break
    else:
        print(" 잘못된 입력입니다. 다시입력하세요. ")
        continue

메뉴를 선택하시오
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 1
이름을 입력하시오 :  qwe
국어 점수 :  12
수학 점수 :  12
영어 점수 :  12
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 1
이름을 입력하시오 :  qweqwe
국어 점수 :  21
수학 점수 :  21
영어 점수 :  12
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    1   qwe  12.00  12.00  12.00    0.00    0.00      

    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00    0.00    0.00      

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 3
계산이 완료 되었습니다. - 확인하려면 출력해보세요
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    1   qwe  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F

    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00   54.00   18.00     F

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 1
이름을 입력하시오 :  qwe
국어 점수 :  112
수학 점수 :  123
영어 점수 :  13
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 4
검색할 학생 이름을 추가하시오 qwe
    1   qwe  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    1   qwe  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F

    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00   54.00   18.00     F

    3   qwe 112.00 123.00  13.00    0.00    0.00      

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 5
검색할 학생 이름을 검색하시오. qwe
변경할 학생 이름을 검색하시오. rrrr
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    1  rrrr  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F

    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00   54.00   18.00     F

    3   qwe 112.00 123.00  13.00    0.00    0.00      

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 7
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00   54.00   18.00     F

    1  rrrr  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F

    3   qwe 112.00 123.00  13.00    0.00    0.00      

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)']  6
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['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 6
삭제할 학생 이름을 검색하시오. qwe
['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 2
제주 아카데미성적 계산표
   번호    이름     국어     수학     영어      총점      평균      학점
    2 qweqwe  21.00  21.00  12.00   54.00   18.00     F

    1  rrrr  12.00  12.00  12.00   36.00   12.00     F

['입력(1), 출력(2),계산(3),검색(4),이름수정(5) , 이름삭제(6),정렬(7), 종료(8)'] 8