[JS] DeepDive(25) 클래스 - 1 — 민규의

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JS는 프로토타입 기반 객체지향 언어이다. 타 객체지향 언어와의 차이점이 있긴 하지만 JS가 강력한 객체지향 프로그래밍 능력을 가진것은 맞다.

특히 JS는 프로토타입 기반 객체지향언어로 클래스가 필요 없는 객체지향 프로그래밍 언어이다.

// ES5 생성자 함수
var Person = (function () {
  // 생성자 함수
  function Person(name) {
    this.name = name;
  }

  // 프로토타입 메서드
  Person.prototype.sayHi = function () {
    console.log('Hi! My name is ' + this.name);
  };

  // 생성자 함수 반환
  return Person;
}());

// 인스턴스 생성
var me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

위 예제와 같이 객체지향 언어의 상속을 구현할 수 있다.

하지만 이와같은 JS의 특징은 클래스 기반 언어에 익숙한 프로그래머들에게 혼란을 줄 수 있다. 따라서 ES6에서 JS는 클래스가 도입되었다. 하지만 JS의 클래스는 함수이며 기존 프로토타입 기반 패턴을 클래스 기반 패턴처럼 사용할 수 있도록 하는 문법적 설탕 이라고 볼수도 있다.

클래스와 생성자 함수는 모두 프로토타입 기반의 인스턴스를 제공하지만 정확히 같게 동작하지는 않는다.

1. 클래스를 new 연산자 없이 호출하면 에러가 발생하지만 생성자 함수를 new호출 없이 호출하면 일반 함수로 호출된다.

2. 클래스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드를 지원하지만 생성자 함수는 그렇지 않다.

3. 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는것처럼 동작한다.

4. 클래스 내의 모든 코드에는 stric mode가 지정되어 실행되며 strict mode를 해제할 수 없다.

5. 클래스의 constructor,프로토타입 메서드,정적 메서드는 모두 [[Enumerable]] 값이 false이다.

클래스는 생성자 함수 기반의 객체 생성방식보다 견교하고 명료하다. 그렇다고 클래스가 JS의 다른 객체 생성 방식보다 우얼하다는것은 아니다. 따라서 JS의 클래스는 새로운 객체 생성 메커니즘으로 보는것이 좋다.

클래스 정의

// 클래스 선언문
class Person {}

클래스는 class 키워드를 사용하여 정의하며 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다.

표현식으로 클래스를 정의할 수도 있다.

 // 익명 클래스 표현식
const Person = class {};

// 기명 클래스 표현식
const Person = class MyClass {};

클래스를 표현식으로 정의할 수 있다는 것은 클래스가 값으로 사용할 수 있다는 일급 객체라는것을 의미한다.

좀더 자세히 말하자면 클래스는 함수이기 때문에 일급 객체가 된다.

// 클래스 선언문
class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다.
  }

  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }

  // 정적 메서드
  static sayHello() {
    console.log('Hello!');
  }
}

// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');

// 인스턴스의 프로퍼티 참조
console.log(me.name); // Lee
// 프로토타입 메서드 호출
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee
// 정적 메서드 호출
Person.sayHello(); // Hello!

위 형태에서 알 수 있다시피 클래스와 생성ㅇ자 함수의 정의 방식은 매우 유사하다.

클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가된다.

// 클래스 선언문
class Person {}

console.log(typeof Person); // function

클래스 선언문으로 정의한 클래스는 함수 선언문과 같이 소스코드 평가 과정 즉 런타임 이전에 먼저 생성되어 함수 객체를 생성한다.

이때 클래스가 평가되어 생성된 함수 객체는 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수 즉 constructor이다.

단 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다.

console.log(Person);
// ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization

// 클래스 선언문
class Person {}

따라서 클래스 선언문은 마치 호이스팅이 발생하지 않는것처럼 보인다. 하지만 그렇지 않다.

const Person = '';

{
  // 호이스팅이 발생하지 않는다면 ''이 출력되어야 한다.
  console.log(Person);
  // ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization

  // 클래스 선언문
  class Person {}
}

이처럼 클래스도 let,const 키워드처럼 클래스 선언문 이전에 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 호이스팅이 발생하지 않는것처럼 보이게 된다.

인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출된다.

class Person {}

// 인스턴스 생성
const me = new Person();
console.log(me); // Person {}

클래스는 인스턴스를 생성하는것이 유일한 목적이기에 반드시 new 연산자와 함께 호출해야 한다.

class Person {}

// 클래스를 new 연산자 없이 호출하면 타입 에러가 발생한다.
const me = Person();
// TypeError: Class constructor Person cannot be invoked without 'new'

new 연산자 없이 호출하면 위와같은 에러가 발생하게 된다.

클래스 표현식으로 정의된 클래스의 경우 식별자를 사용해 인스턴스를 생성하지 않고 기명 클래스 표현식의 이름으로 인스턴스를 생성하면 에러가 발생한다.

const Person = class MyClass {};

// 함수 표현식과 마찬가지로 클래스를 가리키는 식별자로 인스턴스를 생성해야 한다.
const me = new Person();

// 클래스 이름 MyClass는 함수와 동일하게 클래스 몸체 내부에서만 유효한 식별자다.
console.log(MyClass); // ReferenceError: MyClass is not defined

const you = new MyClass(); // ReferenceError: MyClass is not defined

메서드

클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 생성자,프로토타입 메서드,정적 메서드 세가지가 있다.

ECMAScript사양에 따르면 인스턴스 프로퍼티는 반드시 constructor 내부에서 정의해야 한다. 하지만 클래스 몸체에 메서드 뿐 아니라 프로퍼티를 직접 정의할 수 있는 새로운 표준 사양이 제안되어 있으며 머지않아 클래스 몸체에서 메서드 뿐 아니라 프로퍼티도 정의할 수 있게 될 것으로 보인다.

constructor

인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드이다.

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }
}

클래스는 인스턴스를 생성하기 위한 생성자 함수이다. 클래스는 함수 객체가 되며 함수와 동일하게 프로토타입과 연결되어 있고 자신의 스코프 체인을 구성한다.

// 클래스
class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }
}

// 생성자 함수
function Person(name) {
  // 인스턴스 생성 및 초기화
  this.name = name;
}

클래스가 평가되어 생성된 함수객체가 클래스가 생성한 인스턴스 어디에도 constructor 메서드가 보이지 않는데 클래스 몸체에 정의한 constructor가 단순한 메서드가 아니라는 것을 의미한다.

constructor는 메서드로 해석되는 것이 아니라 클래스가 평가되어 생성된 함수 객체 코드의 일부가 된다. 조금 다르게 말하면 클래스 정의가 평가되면 constructor의 기술된 동작을 하는 함수 객체가 생성된다.

constructor는 생성자 함수와 유사하지만 몇가지 차이가 있다.

constructor는 클래스 내에 한개만 존재할 수 있으며 생략할 수 있다.

class Person {
  constructor() {}
  constructor() {}
}
// SyntaxError: A class may only have one constructor

만약 constructor가 생략되면 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다.

class Person {
  // constructor를 생략하면 다음과 같이 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다.
  constructor() {}
}

// 빈 객체가 생성된다.
const me = new Person();
console.log(me); // Person {}

만약 프로퍼티가 추가되어 초기화된 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 this에 인스턴스 프로퍼티를 추가하면 된다.

class Person {
  constructor() {
    // 고정값으로 인스턴스 초기화
    this.name = 'Lee';
    this.address = 'Seoul';
  }
}

// 인스턴스 프로퍼티가 추가된다.
const me = new Person();
console.log(me); // Person {name: "Lee", address: "Seoul"}

인스턴스를 생성할때 클래스 외부에서 인스턴스 프로퍼티의 초기값을 전달하려면 매겨변수로 넘겨주면 된다.

class Person {
  constructor(name, address) {
    // 인수로 인스턴스 초기화
    this.name = name;
    this.address = address;
  }
}

// 인수로 초기값을 전달한다. 초기값은 constructor에 전달된다.
const me = new Person('Lee', 'Seoul');
console.log(me); // Person {name: "Lee", address: "Seoul"}

constructor는 별도의 반환문을 가지지 않는데, new연산자와 함께 클래스가 호출되면 생성자 함수가 this, 즉 인스턴스를 반환한다. 만약 다른 객체를 명시적으로 반환하면 인스턴스가 반환되지 못하고 return문에 명시된 객체가 반환된다.

class Person {
  constructor(name) {
    this.name = name;

    // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다.
    return {};
  }
}

// constructor에서 명시적으로 반환한 빈 객체가 반환된다.
const me = new Person('Lee');
console.log(me); // {}

이러한 동작은 클래스의 기본 동작을 훼손하므로 return문은 반드시 사용하지 않아야 한다.

프로토타입 메서드

생성자 함수를 사용하여 인스턴스를 생성하는 경우 프로토타입 메서드를 생성하기 위해서는 아래와 같이 명시적으로 프로토타입에 메서드를 추가해줘야 한다.

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHi = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};

const me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 생성자 함수에 의한 객체 생성과는 다르게 클래스의 prototype 프로퍼티에 메서드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입 메서드가 된다.

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }
}

const me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

생성자 함수와 마찬가지로 클래스가 생성한 인스턴스는 프로토타입 체인의 일원이 된다.

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 인스턴스의 프로토타입에 존재하는 프로토타입 메서드가 되며 인스턴스는 프로토타입 메서드를 상속받아 사용하는 것이 가능하다.

정적 메서드

인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드를 의미한다.

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 정적 메서드
Person.sayHi = function () {
  console.log('Hi!');
};

// 정적 메서드 호출
Person.sayHi(); // Hi!

생성자 함수와 달리 클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드가 된다.

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 정적 메서드
  static sayHi() {
    console.log('Hi!');
  }
}

정적 메서드는 클래스에 바인딩된 메서드가 되며 클래스는 함수 객체로 평가되므로 자신의 프로퍼티/메서드를 소유하는 것이 가능하다. 클래스 정의가 평가되는 시점에 함수 객체가 되므로 별도의 생성과정이 필요없다.

따라서 정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출해야하 며 인스턴스로 호출할 수 없다. 인스턴스의 프로토타입 체인 상에는 클래스가 존재하지 않기 때문에 인스턴스로 클래스의 메서드를 상속받을 수 없다.

// 정적 메서드는 클래스로 호출한다.
// 정적 메서드는 인스턴스 없이도 호출할 수 있다.
Person.sayHi(); // Hi!

// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // TypeError: me.sayHi is not a function

정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

1. 정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속해있는 프로토타입 체인이 다르다.

2. 정적 메서드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출한다.

3. 정적 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만 프로토타입 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있다.

class Square {
  // 정적 메서드
  static area(width, height) {
    return width * height;
  }
}

console.log(Square.area(10, 10)); // 100

class Square {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  // 프로토타입 메서드
  area() {
    return this.width * this.height;
  }
}

const square = new Square(10, 10);
console.log(square.area()); // 100

위 두 예제를 자세히 봐보자. 정적 메서드는 클래스로 호출해야 하므로 정적 메서드 내부의 this는 인스턴스가 아닌 클래스를 기리킨다. 즉 프로토타입 메서드와 정적 메서드 내부의 this 바인딩이 다르다.

따라서 메서드 내부에서 인스턴스 프로퍼티를 참조할 필요가 있다면 this를 사용해야 하며 프로토타입 메서드로 정의해야 한다. this를 사용하지 않는다면 인스턴스를 생성한 다음 호출해야 하는 프로토타입 메서드보다는 정적 메서드로 정의하는것이 좋다.

표준 빌트인 객체인 Math,Number,JSON,Object 등은 다양한 정적 메서드를 가지고 있다. 예를들어 Math.max는 인스턴스와 상관없이 애플리케이션 전역에서 사용할 유틸리티 함수이다.

// 표준 빌트인 객체의 정적 메서드
Math.max(1, 2, 3);          // -> 3
Number.isNaN(NaN);          // -> true
JSON.stringify({ a: 1 });   // -> "{"a":1}"
Object.is({}, {});          // -> false
Reflect.has({ a: 1 }, 'a'); // -> true

정적 메서드는 애플리케이션 전역에서 사용할 유틸리티 함수를 메서드로 구조화할 때 유용하다.

클래스에서 정의한 메서드의 특징

1. function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현을 사용한다.

2. 객체 리터럴과는 다르게 콤마가 필요 없다.

3. 암묵적으로 strict mode로 실행된다.

4. for...in 문 등으로 열거가 불가능하다.

5. non-constructor이다.