Python Academy · 강의

Python 클래스가 생성되는 방식

type, 기본 메타클래스 및 클래스 생성 후크를 이해합니다.

Python 클래스가 생성되는 방식은(는) CoddyKit의 무료 Python Academy 강의입니다. 이것은 4개 중 1번째 강의입니다. 아래에서 전체 강의를 무료로 읽을 수 있으며, 내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터와 함께 브라우저에서 직접 실습할 수 있습니다. 이 강의는 Python Academy 학습 경로의 일부이며, 진행 상황이 웹과 CoddyKit 앱에 동기화됩니다. Python Academy 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.

type()은 메타클래스입니다

Python의 모든 클래스는 type의 인스턴스입니다. type 자체도 클래스이며 모든 메타클래스의 메타클래스입니다.

# These are equivalent:
class Dog:
    sound = "woof"

Dog2 = type("Dog2", (), {"sound": "woof"})
print(type(Dog))    # <class 'type'>
print(type(Dog2))   # <class 'type'>

type()의 세 인수 형식

type(name, bases, namespace)은 새 클래스를 동적으로 만듭니다. 이는 class 문이 내부적으로 수행하는 작업과 정확히 같습니다.

Animal = type("Animal", (), {"speak": lambda self: "..."})
Dog = type("Dog", (Animal,), {"speak": lambda self: "woof"})

d = Dog()
print(d.speak())   # woof

클래스 생성 단계

Python이 class 문을 만나면 다음을 수행합니다. 1) 메타클래스를 확인하고, 2) 네임스페이스를 준비하고, 3) 클래스 본문을 실행하고, 4) metaclass(name, bases, namespace)를 호출합니다.

# class Foo(Base, metaclass=Meta):
#   x = 1
#
# Equivalent to:
# namespace = Meta.__prepare__("Foo", (Base,))
# exec(class_body, namespace)
# Foo = Meta("Foo", (Base,), namespace)

prepare

__prepare__(name, bases, **kw)는 메타클래스의 클래스 메서드로, 클래스 본문을 실행하는 동안 사용할 네임스페이스 딕셔너리를 반환합니다. 이를 재정의하면 OrderedDict나 사용자 지정 매핑을 사용할 수 있습니다.

class OrderedMeta(type):
    @classmethod
    def __prepare__(mcs, name, bases, **kw):
        print(f"Preparing namespace for {name}")
        return {}

class MyClass(metaclass=OrderedMeta):
    x = 1
    y = 2

type에서의 new와 init 비교

type.__new__은 클래스 객체를 만들고, type.__init__은 이를 초기화합니다. 메타클래스에서는 클래스 생성을 사용자 지정하려면 __new__을 재정의하세요.

class Singleton(type):
    _instances = {}

    def __call__(cls, *args, **kw):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super().__call__(*args, **kw)
        return cls._instances[cls]

class DB(metaclass=Singleton):
    pass

print(DB() is DB())  # True

클래스 데코레이터와 메타클래스 비교

클래스 데코레이터는 생성 후에 적용되고, 메타클래스는 생성 과정 자체를 제어합니다. 간단한 확장에는 데코레이터를 우선 사용하세요. 생성 과정에 영향을 주어야 할 때 메타클래스를 사용하세요.

def add_repr(cls):
    cls.__repr__ = lambda self: f"{cls.__name__}()"
    return cls

@add_repr
class Widget:
    pass

print(Widget())  # Widget()

__init_subclass__

서브클래스가 정의될 때마다 기반 클래스에서 __init_subclass__가 호출됩니다. 이는 서브클래스 동작을 사용자 지정할 때 메타클래스를 대신할 수 있는 간단한 방법입니다.

class Plugin:
    _registry = []

    def __init_subclass__(cls, **kw):
        super().__init_subclass__(**kw)
        Plugin._registry.append(cls)

class AudioPlugin(Plugin): pass
class VideoPlugin(Plugin): pass

print(Plugin._registry)  # [AudioPlugin, VideoPlugin]

ABCMeta

ABCMeta는 @abstractmethod를 통해 추상 기반 클래스를 지원하는 내장 메타클래스입니다.

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Shape(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def area(self): ...

class Circle(Shape):
    def __init__(self, r): self.r = r
    def area(self): return 3.14159 * self.r ** 2

# Shape()  # TypeError: Can't instantiate abstract class

클래스의 메타클래스 검사

type(cls)를 사용하면 클래스의 메타클래스를 확인할 수 있고, cls.__mro__를 사용하면 메서드 결정 순서를 볼 수 있습니다.

class Meta(type): pass

class Foo(metaclass=Meta): pass

print(type(Foo))       # <class '__main__.Meta'>
print(Foo.__mro__)     # (Foo, object)

메타클래스 상속

클래스의 메타클래스는 해당 클래스의 서브클래스에 상속됩니다. 두 기반 클래스의 메타클래스가 서로 다르면 가장 파생된 메타클래스를 사용해야 하며, 그렇지 않으면 충돌이 발생합니다.

class MyMeta(type): pass

class Base(metaclass=MyMeta): pass
class Child(Base): pass   # Child's metaclass is also MyMeta

print(type(Child))   # <class '__main__.MyMeta'>

메타클래스를 사용하는 경우

서브클래스 자동 등록, 클래스 불변 조건 적용, ORM 필드 감지(Django의 Model과 같은 방식), API 프레임워크 라우팅에는 메타클래스를 사용하세요. 대부분의 경우에는 대신 __init_subclass__ 또는 클래스 데코레이터를 사용하세요.

# Real-world: Django ORM uses ModelBase metaclass
# to collect field definitions into _meta

# You rarely need a custom metaclass;
# __init_subclass__ covers most plugin/registration patterns

빠른 확인

type("Dog", (Animal,), {"speak": lambda self: "woof"})은 무엇을 수행합니까?

복습

모든 클래스는 type의 인스턴스입니다. 클래스 생성 과정은 메타클래스 확인 → 네임스페이스 준비 → 본문 실행 → 메타클래스 호출 순서로 진행됩니다. 간단한 서브클래스 훅에는 __init_subclass__를 우선 사용하고, 클래스 생성 자체를 제어해야 할 때만 전체 메타클래스를 사용하세요.

자주 묻는 질문