파이썬의 MRO(Method Resolution Order)¶

도입¶

MRO(Method Resolution Order)는 단어 의미 그대로 메서드의 결정 순서를 의미하며 이는 곧 상속과 연관되는 개념입니다.

파이썬은 기본적으로 다중 상속을 지원합니다. 예를 들어 아래와 같은 클래스와 메서드가 존재한다고 가정해봅시다.

Husky 및 Corgi 클래스는 Dog 클래스를 상속 받고 Horgi 클래스는 Husky 및 Corgi 클래스를 다중 상속 받습니다. 그렇다면 이때 Horgi 클래스의 메서드 bark()는 Husky 클래스의 메서드를 호출할까요 아니면 Corgi 클래스의 메서드를 호출할까요?

이처럼 동일한 이름의 메서드를 가진 부모 클래스를 다중 상속 받을 때 어떤 메서드를 호출해야할 지 모르기 때문에 발생하는 문제를 죽음의 다이아몬드(Deadly Diamon of Death) 또는 다이아몬드 문제(Diamon Problem)이라 합니다.

파이썬에서 이 문제를 해결하기 위해 알고리즘이 존재하며 이를 적용하여 메서드의 순서를 확인하는 걸 MRO라 합니다. mro() 메서드 또는 __mro__를 통해 결정된 순서를 확인할 수 있습니다.

정보

파이썬은 인스턴스의 메서드를 실행할 때 __getattribute__()를 통해 바운드된 메서드를 가져온 이후에 실행하게 됩니다. 따라서 그 순서가 중요합니다. 순서를 결정 지을 때 바로 __mro__를 따르게 되는데 __mro__는 $C_3$ 알고리즘에 의해 순서를 결정합니다.

$C_3$ 알고리즘이라 불리는 메서드 결정 순서 방법에 대한 부분은 파이썬 공식 문서 파이썬 2.3 이후의 메서드 결정 순서에서 확인할 수 있습니다.

예시¶

우선은 아래와 같이 bark() 메서드를 갖고 있는 Dog, Husky, Corgi 클래스를 만들어 봅시다. 이때 Husky, Corgi 클래스는 Dog 클래스를 상속 받습니다.

class Dog:
    def bark(self):
        print("I'm a dog.")


class Husky(Dog):
    def bark(self):
        print("I'm a Husky.")


class Corgi(Dog):
    def bark(self):
        print("I'm a Corgi.")

Horgi라는 클래스는 아래와 같이 Husky 및 Corgi 클래스 순서대로 다중 상속 받습니다.

class Horgi(Husky, Corgi):
    pass

이제 아래와 같이 mro() 메서드 및 상속 받은 bark() 메서드를 출력해보면 다음과 같습니다.

주의

실제 출력은 <class ___>와 같은 형태입니다. 작성 문법 오류로 인해 <> 부분을 다르게 인식하여 해당 부분을 지웠습니다.

$ python 1-example.py

MRO:  [class '__main__.Horgi', class '__main__.Husky', class '__main__.Corgi', class '__main__.Dog', class 'object']
I'm a Husky.

먼저 mro() 메서드의 출력값으로는 본인(Horgi)이 제일 먼저 나오고 그 다음으로 상속 받은 순더대로 Husky, Corgi, Dog 그리고 마지막으로 최상위 object 클래스가 출력되는 걸 확인할 수 있습니다.

또한 bark() 메서드의 출력값으로 MRO에 맞게 Husky 클래스를 상속 받아 I'm a Husky라는 값을 출력하였습니다.

이제 반대로 아래와 같이 Corgi 및 Husky 클래스 순서대로 다중 상속 받아봅시다.

class Horgi(Corgi, Husky):
    pass

이를 출력해보면 그 결과가 위와 달리 mro() 메서드의 출력값으로 Corgi 클래스가 Husky 클래스보다 먼저 나오고 따라서 bark() 메서드의 출력값으로도 Corgi 클래스의 메서드를 상속 받아 I'm a Corgi가 출력된 것을 확인할 수 있습니다.

$ python 1-example.py

MRO:  [class '__main__.Horgi', class '__main__.Corgi', class '__main__.Husky', class '__main__.Dog', class 'object']
I'm a Corgi.

그렇다면 만약 상속 받으려는 클래스의 메서드가 부모 클래스의 메서드를 상속 받을 경우 어떻게 될까요?

아래와 같이 Husky 클래스의 메서드 bark()가 부모 클래스인 Dog 클래스의 bark()를 super()를 통해 상속 받을 수 있습니다. 그리고 해당 Husky 클래스를 Horgi 클래스가 상속 받게 됩니다.

class Husky(Dog):
    def bark(self):
        return super().bark()

class Horgi(Husky, Corgi):
    pass

해당 Horgi 클래스의 mro() 메서드와 bark() 메서드를 출력해보면 결과는 아래와 같습니다. Husky 클래스가 먼저 Corgi 클래스보다 먼저 위치해있지만 Dog 클래스는 Corgi 클래스보다 늦게 위치해있습니다.

따라서 bark() 메서드의 경우 Dog 클래스의 bark() 메서드를 사용하기 때문에 MRO에서는 비록 Husky 클래스를 우선 상속 받더라도 Dog 클래스보다 우선 순위가 높은 Corgi 클래스의 bark() 메서드를 사용하게 되는 것입니다.

$ python 1-example.py

MRO: [class '__main__.Horgi', class '__main__.Husky', class '__main__.Corgi', class '__main__.Dog', class 'object']
I'm a Corgi.

그러면 만약 Horgi 클래스가 아래와 같이 Dog, Husky, Corgi 클래스를 모두 상속 받을 경우 어떻게 될까요?

class Horgi(Dog, Husky, Corgi):
    pass

TypeError가 발생합니다. Dog 클래스를 가장 먼저 상속 받아야하는데 뒤이어 오는 Husky 및 Corgi 클래스 또한 Dog 클래스를 상속 받기 때문에 그 순서가 꼬여 오류가 발생하는 것입니다.

$ python 1-example.py

TypeError: Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases Dog, Husky, Corgi

그렇다면 아래와 같이 코드를 작성한다면 어떻게 될까요?

class Horgi(Husky, Corgi, Dog):
    pass

아래와 같이 정상적으로 출력됩니다. Dog 클래스가 맨 마지막에 위치하였기 때문에 순서가 꼬이지 않았기 때문입니다.

$ python 1-example.py

MRO:  [class '__main__.Horgi', class '__main__.Husky', class '__main__.Corgi', class '__main__.Dog', class 'object']
I'm a Corgi.

이를 통해 MRO의 조건을 아래와 같이 유추해 볼 수 있습니다.

자식 클래스를 부모 클래스보다 먼저 확인한다.
만약 부모 클래스가 둘 이상이라면 나열된 순서대로 확인한다.
유효한 후보가 둘 이상 있을 경우 첫 번째 부모 클래스부터 선택한다.
부모 클래스는 중복될 수 있지만 서로 교차될 경우 TypeError를 일으킨다.

작성자: 이태현

작성일: 2022-01-09