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2. 워커 클래스

객체 지향 프로그래밍(Object Oriented Programming, OOP)​

객체(object)​

  • 객체란 속성(변수)과 행동 양식(함수)을 갖는 대상을 말해요.
  • 객체는 데이터를 소유하며, 초기화시 생성자를 가집니다.
  • 여기서는 워커 객체를 만들어 볼 거예요. 워커 객체의 속성으로는 화면에서의 위치를 나타내는 변수를, 행동 양식으로는 1) 자기 자신을 화면에 표시하고 2) 이동하는 함수를 구현해 보겠습니다.

클래스(class)​

  • 클래스는 객체를 만드는 데 사용되는 일종의 템플릿이에요.
  • 쿠키 틀이 클래스라면, 쿠키 틀에서 나오는 쿠키가 객체라고 생각하면 됩니다.

생성자​

  • 객체가 생성될 떄 자동으로 호출되는 함수예요.
  • 모든 클래스는 생성자를 가져야 합니다.
  • 생성자에서는 객체의 기본적인 변수에 값을 설정할 수 있습니다.
  • 생성자에서 사용된 this 키워드는 새로 생성된 객체 자체를 가리킵니다.

메서드​

  • 메서드는 본질적으로 함수예요. 하지만 차이점은 메서드는 클래스 내부에 정의되어 객체나 클래스와 연관된다는 거예요. 반면 함수는 그렇지 않죠.
  • 예를 들어 function 키워드는 독립적인 함수를 정의할 때 사용되지만, 클래스 내부에서는 잘 사용되지 않아요.

워커(Walker) 클래스 정의​

  • 워커 클래스는 x, y 위치를 나타내는 2개의 속성으로 정의됩니다.
  • 생성자에서 시작 위치를 정할 수 있어요.
class Walker {
  // 기본 변수 - x, y 좌표
  x;
  y;

  // 객체 초기화 - 시작 위치를 화면 중앙으로 지정
  constructor() {
    this.x = width / 2;
    this.y = height / 2;
  }

  // 메서드1 - 검은 점을 화면에 출력
  show() {
    stroke(0);
    point(this.x, this.y);
  }
}

이동 메서드 추가​

  • 이제 워커 객체가 랜덤하게 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽으로 이동하는 메서드를 추가해 볼게요.
  • random(): [0,1)[0, 1) 의 임의의 부동소수점(실수)을 선택합니다.
  • random(n): [0,n)[0, n) 의 임의의 부동소수점(실수)을 선택합니다.
  • floor(): 내림 함수예요.
  • floor(random(4)): 0, 1, 2, 3 중 하나를 랜덤하게 선택합니다.
  //메서드2 - 4방향 이동
  step() {
    const choice = floor(random(4));

    // 난수에 따라 이동 방향 결정
    switch(choice){
      case(0):
        this.x++;
        break;
      case(1):
        this.x--;
        break;
      case(2):
        this.y++;
        break;
      case(3):
        this.y--;
        break;
      default:
        return;
    }
  }

객체 생성 및 함수 호출​

워커 객체 생성​

let walker;

function setup() {
  createCanvas(640, 240);
  walker = new Walker();
  background(255);
}

워커 객체의 함수 호출​

function draw() {
  walker.step();
  walker.show();
}

예제 코드 0.1: 전통적인 랜덤 워크​

8방향 이동​

  • 4방향이 아닌 8방향으로 이동하는 것도 구현해 볼 수 있어요. 멈춰 있는 경우도 포함시켜 보죠.
  • 0~8 난수를 생성해도 되지만, x축 방향으로 -1, 0, 1 중 하나를 고르고, y축 방향으로도 -1, 0, 1 중 하나를 고르면 더 효율적이겠죠?
  //메서드2 - 8방향 이동
  step() {
    let xStep = floor(random(3)) - 1;
    let yStep = floor(random(3)) - 1;

    this.x += xStep;
    this.y += yStep;
  }

소수점만큼 이동​

  • floor() 를 제거하고, [−1,1)[-1, 1)의 난수를 생성하면 소수점만큼 이동하게 됩니다.
  //메서드2 - 소수점만큼 8방향 이동
  step() {
    let xStep = random(-1, 1);
    let yStep = random(-1, 1);

    this.x += xStep;
    this.y += yStep;
  }

워커 객체가 이동할 확률​

  • 4방향이든, 8방향이든 특정한 방향으로 워커 객체가 이동할 확률은 모두 동일해요.
  • 즉, 4방향으로 이동할 경우 각 확률은 모두 25%(14)25\%(\frac{1}{4}) 이고, 9방향으로 이동할 경우 각 확률은 모두 11.1%(19)11.1\%(\frac{1}{9}) 입니다.
  • random() 를 이용하면 같은 확률로 숫자를 생성할 수 있어요.
  • 이 함수로 생성되는 숫자의 분포를 그래프로 그리면, 시간이 지날수록 높이 차이가 없어질 거예요.

예제 코드 0.2: 랜덤 분포​

유사 임의 값(pseudo-random number)
  • 실제로 random() 은 오랜 시간 생성 시 어떤 패턴이 나오기 때문에 수학적으로 완벽하게 임의의 값을 뽑지는 못해요.
  • 수학에서는 이를 유사 임의 값이라고 부릅니다.
  • 하지만 그런 패턴이 발견될 때까지는 매우 오랜 시간이 걸리므로 실질적으로는 임의의 숫자를 생성한다고 가정해도 돼요.
연습문제 0.1

Walker 객체가 오른족 혹은 아래로 움직일 확률을 조금 더 높게 만들어 보세요.