[Javascript]Class (1)정의와 메서드

#모던자바스크립트_딥다이브 스터디를 진행하면서 정리한 내용입니다.

 

클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

자바스크립트와 같은 프로토타입 기반 객체지향 언어는 클래스가 필요 없는 객체지향 프로그래밍 언어다. ES5에서는 클래스 없이도 다음과 같이 생성자 함수와 프로토타입을 통해 객체지향 언어의 상속을 구현할 수 있다.

// 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

 

ES6에서 도입된 클래스는 기존 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍보다 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어와 흡사한 새로운 객체 생성 메커니즘을 제시한다. 하지만 이 클래스는 일반적인 클래스 기반 객체지향 모델이 아니며, 기존 프로토타입 기반 패턴을  클래스 기반 패턴처럼 사용할 있도록 함수이다.

 

다만, 생성자 함수보다 엄격하며, 생성자 함수에서 제공하지 않는 기능을 제공한다.

- 클래스를 new 연산자 업싱 호출을 하면 에러가 발생한다. - 클래스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드를 제공한다. - 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.  - 클래스 내의 모든 코드는 암묵적으로 strict mode가 지정되어 이를 해제할 수 없다. - 클래스의 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드는 모두 어트리뷰트 [[Enumerable]]값이 false다(열거 불가)

클래스는 생성자 함수 기반의 객체 생성 방식보다 견고하고 명료하다. 특히 클래스의 extends와 super 키워드는 상속 관계 구현을 더욱 간결하고 명료하게 한다. 따라서 클래는 단순 문법적 설탕이라고 하기보다는 새로운 객체 생성 매커니즘으로 봐야한다.

 

클래스의 정의

클래스는 class 키워드를 사용하여 정의한다. 클래스 이름은 생성자 함수와 마찬가지로 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다.

// 클래스 선언문
class Person {}

일반적이지는 않지만 함수와 마찬가지로 표현식으로 클래스를 정의할 수도 있다.

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

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

클래스는 표현식으로 정의할 수 있기 때문에 다음과 같은 일급 객체로서의 특징을 가진다.

- 무명의 리터럴로 생성할 수 있다. 즉, 런타임에 생성이 가능하다. - 변수나 자료구조에 저장할 수 있다. - 함수의 매개변수에 전달할 수 있다. - 함수의 반환값으로 사용할 수 있다.

클래스 몸에체는 0개 이상의 메서드만 정의할 수 있다. 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드가 있다.

// 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!

클래스와 생성자 함수의 정의 방식을 비교해 보면 아래와 같다.

<그림 25-1>

 

클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가된다. 

// 클래스 선언문
class Person {}

console.log(typeof Person); // function

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

클래스가 평가되어 생성된 함수 객체는 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor다. 이때 prototype도 같이 생성된다(constructor와 prototype은 항상 쌍으로 존재한다)

하지만 함수와 다르게 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다.

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

class Person {}

클래스 선언문도 호이스팅이 발생하지만, let과 const 키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅이 되기 때문에, 정의 이전에 참조할 수 없는 일시적 사각지대(TDZ)에 빠지게 되기때문에 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

const Person = '';

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

  class Person {}
}

 

인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.

class Person {}

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

생성자 함수와 달리 new 연산자와 함께 호출하지 않는 경우 에러가 발생한다.

class Person {}
const me = Person();
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

 또한 클래스를 가리키는 식별자를 사용해 인스턴스를 생성하 지 않고 기명 클래스 표현식의 클래스 이름을 사용해 인스턴스를 생성해도 에러가 발생한다. 표현식에서 사용한 클래스 이름은 외부 코드에서 접근 불가능하기 때문이다.

const Person = class MyClass {};
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 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드 세가지가 있다.

1. constructor

constructor는 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드다. constructor는 이름을 변경할 수 없다.

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

<그림 25-2>

위 그림에서 보다시피 클래스는 평가되어 함수 객체가 된다. 클래스도 함수 객체 고유의 프로퍼티를 모두 갖고 있다. 함수와 동일하게 프로토타입과 연결되어 있으며 자신의 스코프 체인을 구성한다.

모든 함수 객체가 가지고 있는 prototype 프로퍼티가 가리키는 프로토타입 객체의 constructor 프로퍼티는 클래스 자신을 가리키고 있다. 즉, 클래스가 인스턴스를 생성하는 생성자 함수라는 것을 의미한다.

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

인스턴스를 생성하고 개발자 도구에서 확인해보자.

<그림 25-3>

Person 클래스의 constructor 내부에서 this에 추가한 name 프로퍼티가 인스턴스 me의 프로퍼티로 추가되어 있다. 생성자 함수와 마찬가지로 constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 인스턴스의 프로퍼티가 된다. 즉, constructor 내부의 this는 생성자 함수와 마찬가지로 클래스가 생성할 인스턴스를 가리킨다.

하지만 인스턴스 안에는 constructor 메서드가 없다. 즉 클래스의 constructor는 메서드로 해석되는 것이 아니라 클래스가 평가되어 생성한 함수 객체의 코드 일부가 된다. 즉, 클래스 정의가 평가되면 constructor의 기술된 동작을 하는 함수 객체가 생성된다.

 

이처럼 클래스의 constructor는 생성자 함수와 유사하지만 차이가 있다.

1) constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다.

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

2) constructor는 생략할 수 있다.

class Person {}

constructor를 생략하면 클래스에 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다. 따라서 빈 constructor에 의해 빈 객체를 생성한다.

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

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

3) 프로퍼티가 추가되어 초기화된 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 this에 인스턴스 프로퍼티를 추가한다.

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 생성할 때 클래스 외부에서 인스턴스 프로퍼티의 초기값을 전달하려면 constructor에 매개변수를 선언하고 초기값을 전달한다.

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"}

4) constructor는 별도의 반환문을 갖지 않아야 한다(생성자 함수와 동일)

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); // {}

 

2. 프로토타입 메서드

생성자 함수를 사용하여 인스턴스를 생성하는 경우 프로토타입 메서드를 생성하기 위해서는 명시적으로 프로토타입 메서드를 추가해야 한다. 클래스 몸체에서 정의한 메서드는 그와 다르게 클래스의 prototype을 프로퍼티에 메서드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입의 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 생성항 인스턴스는 프로토타입 체인의 일원이 된다.

// me 객체의 프로토타입은 Person.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(me) === Person.prototype; // -> true
me instanceof Person; // -> true

// Person.prototype의 프로토타입은 Object.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(Person.prototype) === Object.prototype; // -> true
me instanceof Object; // -> true

// me 객체의 constructor는 Person 클래스다.
me.constructor === Person; // -> true

<그림 25-4>

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 인스턴스의 프로토타입에 존재하는 프로토타입 메서드가 된다. 인스턴스는 프로토타입 메서드를 상속받아 사용할 수 있다.

 

3. 정적 메서드

정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드를 말한다.

생성자 함수와 클래스의 정적 메서드 추가를 비교해 보자.

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

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

// 정적 메서드 호출
Person.sayHi(); // Hi!

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

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

클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드가 된다.

<그림 25-5>

정적 메서드는 클래스에 바인딩된 메서드가 된다. 클래스는 함수 객체이므로 자신의 프로퍼티와 메서드를 소유할 수 있다.

클래스는 클래스 정의가 평가되는 시점에 객체(함수 객체)가 되므로 인스턴스와 달리 생성 과정이 필요없고,  따라서 정적 메서드는 정의 이후 인스턴스를 생성하지 않아도 사용할 수 있다.

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

정적 메서드는 인스턴스로 호출할 수 없다. 정적 메서드가 바인딩된 클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인상에 존재하지 않기 때문이다.

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