[Deep Dive] 25장 - 클래스

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[Deep Dive] 25장 - 클래스 본문

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[Deep Dive] 25장 - 클래스

너해동물원 2023. 1. 12. 12:00

이 카테고리는 모던 자바스크립트 Deep Dive 책을 공부하며 정리한 글을 포스팅하는 공간입니다.

25.1 클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

자바스크립트는 프로토타입 기반 객체지향 언어로, 클래스가 필요 없는 객체지향 프로그래밍 언어다. ES5에서는 클래스 없이도 생성자 함수와 프로토타입을 통해 객체지향 언어의 상속을 구현할 수 있다.

ES6에서 도입된 클래스는 기존 프로토타입 기반 객체지향 모델을 폐지하고 새롭게 클래스 기반 객체지향 모델을 제공하는 것은 아니다. 클래스는 함수이며 기존 프로토타입 기반 패턴을 클래스 기반 패턴처럼 사용할 수 있도록 하는 문법적 설탕이다.

클래스와 생성자 함수는 모두 프로토타입 기반의 인스턴스를 생성하지만 정확히 동일하게 동작하지는 않는다. 클래스는 생성자 함수보다 엄격하며 생성자 함수에서는 제공하지 않는 기능도 제공한다.

클래스와 생성자 함수의 차이

클래스를 new 연산자 없이 호출하면 에러 발생. 하지만 생성자 함수를 new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로서 호출
클래스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드 제공. 하지만 생성자 함수는 extends와 super 키워드 지원하지 않음
클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작. 하지만 함수 선언문으로 정의된 생성자 함수는 함수 호이스팅이, 함수 표현식으로 정의한 생성자 함수는 변수 호이스팅 발생
클래스 내의 모든 코드에는 암묵적으로 strict mode가 지정되어 실행되며 strict mode 해제 불가. 생성자 함수는 암묵적으로 strict mode가 지정되지 않음
클래스의 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드는 모두 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false. (열거되지 않음)

따라서 클래스를 프로토타입 기반 객체 생성 패턴의 문법적 설탕이라고 보기보다는 새로운 객체 생성 메커니즘으로 보는 것이 좀 더 합당하다.

25.2 클래스 정의

클래스는 class 키워드를 사용하여 정의한다. 클래스 이름은 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다. (사용하지 않아도 에러 X)

일반적이지는 않지만 함수와 마찬가지로 표현식으로 클래스를 정의할 수도 있다.

// 클래스 선언문
class Person {}

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

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

클래스를 표현식으로 정의할 수 있다는 것은 클래스가 값으로 사용할 수 있는 일급 객체라는 것을 의미한다.

클래스의 일급 객체로서의 특징

무명의 리터럴로 생성 가능. 즉, 런타임에 생성 가능
변수나 자료구조(객체, 배열 등)에 저장 가능
함수의 매개변수에게 전달 가능
함수의 반환값으로 사용 가능

클래스는 함수이기 때문에 값처럼 사용할 수 있는 일급 객체다.

클래스 몸체에는 0개 이상의 메서드만 정의할 수 있다. 클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 constructor(생성자), 프로토타입 메서드, 정적 메서드의 세 가지가 있다.

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

25.3 클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가된다. 클래스 선언문으로 정의한 클래스는 함수 선언문과 같이 런타임 이전에 함수 객체로 생성한다. 이때 클래스가 평가되어 생성된 함수 객체는 생성자 함수로 호출 가능한 constructor이다. 이때 프로토타입도 더불어 생성되는데, 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재하는 것이 아닌 쌍으로 존재한다. 단, 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다.

클래스 선언문도 변수 선언, 함수 정의와 마찬가지로 호이스팅이 발생한다. 클래스 선언문 이전에 TDZ에 빠지기 때문에 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

25.4 인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.

class Person {}

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

함수는 new 연산자의 사용 여부에 따라 일반 함수로 호출되거나 인스턴스 생성을 위한 생성자 함수로 호출되지만 클래스는 인스턴스를 생성하는 것이 유일한 존재 이유이므로 반드시 new 연산자와 함께 호출해야 한다.

클래스 표현식으로 정의된 클래스의 경우 클래스를 가리키는 식별자를 사용해 인스턴스를 생성하지 않고 기명 클래스 표현식의 클래스 이름을 사용해 인스턴스를 생성하면 에러가 발생한다. 클래스 표현식에서 사용한 클래스 이름은 외부 코드에서 접근 불가능하기 때문이다.

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

25.5 메서드

클래스 몸체에는 0개 이상의 메서드만 선언할 수 있다. 클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 constructor(생성자), 프로토타입 메서드, 정적 메서드의 세 가지가 있다.

25.5.1 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;
  }
}

// 클래스는 함수다.
console.log(typeof Person); // function

클래스는 평가되어 함수 객체가 된다. 클래스도 함수 객체 고유의 프로퍼티를 모두 갖고 있으며 프로토타입과 연결되어 자신의 스코프 체인을 구성한다.

모든 함수 객체가 가지고 있는 prototype 프로퍼티가 가리키는 프로토타입 객체의 constructor 프로퍼티는 클래스 자신을 가리킨다. 이는 클래스가 인스턴스를 생성하는 생성자 함수라는 것을 의미한다. constructor 내부의 this는 클래스가 생성한 인스턴스를 가리키다.

// 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;
}

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

클래스의 constructor 메서드와 프로토타입의 constructor 프로퍼티는 이름이 같아 혼동하기 쉽지만 직접적인 관련이 없다. 프로토타입의 constructor 프로퍼티는 모든 프로토타입이 가지고 있는 프로퍼티이며, 생성자 함수를 가리킨다.

constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다. 만약 클래스가 2개 이상의 constructor를 포함하면 문법 에러가 발생한다. constructor를 생략하면 클래스에 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다. constructor를 생략한 클래스는 빈 constructor에 의해 빈 객체를 생성한다.

class Person {
 // constructor는 생략하면 아래와 같이 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다.
 constructor() {}}
 
 // 빈 객체가 생성된다.
 const me = new Person();
 console.log(me); // Person {}

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 다음과 같이 constructor에 매개변수를 선언하고 인스턴스를 생성할 때 초기값을 전달한다. 이때 초기값은 constructor의 매개변수에게 전달된다.

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'}

이처럼 constructor 내에서는 인스턴스의 생성과 동시에 인스턴스 프로퍼티 추가를 통해 인스턴스의 초기화를 실행한다. 따라서 인스턴스를 초기화하려면 constructor를 생략해서는 안된다.

constructor는 별도의 반환문을 갖지 않아야 한다. new 연산자와 함께 클래스가 호출되면 암묵적으로 this, 즉 인스턴스를 반환하기 때문이다.

만약 this가 아닌 다른 객체를 명시적으로 반환하면 this가 반환되지 못하고 return 문에 명시한 객체가 반환된다. 명시적으로 원시값을 반환하면 원시값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다. 이는 클래스의 기본 동작을 훼손하는 것이므로 return 문을 반드시 생략해야 한다.

25.5.2 프로토타입 메서드

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식과는 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

// 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

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

프로토타입 체인은 클래스에 의해 생성된 인스턴스에도 동일하게 적용된다. 생성자 함수의 역할을 클래스가 할 뿐이다.

결국 클래슨느 생성자 함수와 같이 인스턴스를 생성하는 생성자 함수라고 볼 수 있다. 다시 말해, 클래스는 생성자 함수와 마찬가지로 프로토타입 기반의 객체 생성 메커니즘이다.

25.5.3 정적 메서드

정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드를 말한다. 클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드(클래스 메서드)가 된다.

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }
  
  // 정적 메서드
  static sayHi() {
    console.log('Hi!');
  }
}

정적 메서든느 클래스에 바인딩된 메서드가 된다. 클래스는 함수 객체로 평가되므로 자신의 프로퍼티/메서드를 소유할 수 있다. 클래스는 클래스 정의가 평가되는 시점에 함수 객체가 되므로 인스턴스와 달리 별다른 생성 과정이 필요 없다. 따라서 정적 메서드는 클래스 정의 이후 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있다.

정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출한다.

25.5.4 정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속해 있는 프로토타입 체인이 다르다.
정적 메서드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출한다.
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

정적 메서드 area는 인스턴스 프로퍼티를 참조하지 않는다. 만약 인스턴스 프로퍼티를 참조해야 한다면 정적 메서드 대신 프로토타입 메서드를 사용해야 한다.

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

메서드 내부의 this는 메서드를 소유한 객체가 아닌 메서드를 호출한 객체에 바인딩된다.

25.5.5 클래스에서 정의한 메서드의 특징

function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현을 사용한다.
객체 리터럴과는 다르게 클래스에 메서드를 정의할 때는 콤마가 필요 없다.
암묵적으로 strict mode로 실행된다.
for ... in 문이나 Object.keys 메서드 등으로 열거할 수 없다. 즉, 프로퍼티의 열거 가능 여부를 나타내며, 불리언 값을 갖는 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false다.
내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는 non-structor다. 따라서 new 연산자와 함께 호출할 수 없다.

25.6 클래스의 인스턴스 생성 과정

인스턴스 생성과 this 바인딩
- new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 코드가 실행되기에 앞서 암묵적으로 빈 객체(인스턴스)가 생성된다.
- 이때 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체가 설정된다.
- 인스턴스는 this에 바인딩된다. 따라서 constructor 내부의 this는 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킨다.
인스턴스 초기화
- constructor 내부 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
- this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티 값을 초기화한다. 만약 constructor가 생략되었다면 이 과정도 생략된다.
인스턴스 반환
- 클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

class Person = {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // Person {}
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === Person.prototype); // true
    
    // 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.name = name;
    
    // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
  }
}

25.7 프로퍼티

25.7.1 인스턴스 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 한다.

class Pesrson {
	constructor(name){
	//인스턴스 프로퍼티
    this.name = name;
    }
}

//name은 public이다.
const me = new Person('park');
console.log(me); // Person {name: 'park'}

인스턴스 생성 과정에서 보았듯이 constructor 내부의 this에는 이미 클래스가 암묵적으로 생성한 인스턴스인 빈 객체에 바인딩되어 있다.

constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 언제나 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼티가 된다. 즉, 인스턴스의 프로퍼티는 언제나 public이다.

25.7.2 접근자 프로퍼티

접근자 프로퍼티는 자체적으로 값을 갖지 않고 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할때 사용하는 접근자 함수로 구성된 프로퍼티다. (getter, setter 함수)

class Person {
  constructor(firstName, lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
  }
  //fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티
  //getter 함수
  get fullName() {
    return `${this.firstName} ${this.lastName}`;
  }

  //setter 함수
  set fullName(name) {
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
}

const me = new Person('jh', 'park'); //jh park

//데이터 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값 참조
console.log(`${me.firstName} ${me.lastName}`);

//접근자 프로퍼티를 통한프로퍼티 값의 참조, 접근자 프로퍼티 fullName에 값을 저장하면 setter함수 호출
me.fullName = 'michael park';
console.log(me); //{ firstName: 'michael', lastName: 'park'}

//접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조, 접근자 프로퍼티 fullName에 접근하면 getter 함수가 호출된다.
console.log(me.fullName); //michael park

getter는 인스턴스 프로퍼티에 접근할 때마다 프로퍼티 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용한다.

getter는 메서드 이름 앞에 get 키워드를 사용해 정의한다. setter는 인스턴스 프로퍼티에 값을 할당할 때마다 프로퍼티 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용한다. setter는 메서드 이름 앞에 set 키워드를 사용해 정의한다.

getter와 setter 이름은 인스턴스 프로퍼티처럼 사용된다. getter는 호출하는 것이 아니라 프로퍼티처럼 참조하는 형식으로 사용하며, 참조 시에 내부적으로 getter가 호출된다. setter도 호출하는 것이 아니라 프로퍼티처럼 값을 할당하는 형식으로 사용하며, 할당 시에 내부적으로 setter가 호출된다.

25.7.3 클래스 필드 정의 제안

🔹 자바에 관한 내용이 등장하고 이해가 되지 않아 일단 PASS

25.7.4 private 필드 정의 제안

자바스크립트는 캡슐화를 완전하게 지원하지 않는다. 따라서 인스턴스 프로퍼티는 인스턴스를 통해 클래스 외부에서 언제나 참조할 수 있다. (public) 클래스 필드 정의 제안을 사용하더라도 클래스 필드는 기본적으로 public하기 때문에 외부에 그대로 노출된다.

최신 브라우저와 최신 Node.js(버전 12 이상)에서는 private 필드를 정의할 수 있다.

private 필드의 선두에는 #을 붙여준다. private 필드를 참조할 때도 #을 붙여주어야 한다. private 필드는 반드시 클래스 몸체에 정의해야 한다.

class Person {
  // private 필드 정의
  #name = '';
  
  constructor(name) {
    // private 필드 참조
    this.#name = name;
  }
}

const me= new Person('Lee');

// private 필드 #name은 클래스 외부에서 참조할 수 없다.
console.log(me.#name);
// SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class

public 필드는 어디서든 참조할 수 있지만 private 필드는 클래스 내부에서만 참조할 수 있다. 다만 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근하는 방법은 유효하다.

접근 가능성	public	private
클래스 내부	O	O
자식 클래스 내부	O	X
클래스 인스턴스를 통한 접근	O	X

25.7.5 static 필드 정의 제안

static키워드를 사용하여 static public field, static private field, static private 메서드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양인 “Static class features”가 TC39 프로세스의 stage 3(candidate)에 제안되어 있다.
최신 브라우저(chrome 72이상)와 Node.js(버전 12 이상)에 이미 구현되어 있다.

class MyMath {
  // static public 필드 정의
  static PI = 22 / 7;

  // static private 필드 정의
  static #num = 10;

  // static 메서드
  static increment() {
    return ++MyMath.#num;
  }
}

console.log(MyMath.PI); // 3.142857142857143
console.log(MyMath.increment()); // 11

25.8 상속에 의한 클래스 확장

25.8.1 클래스 상속과 생성자 함수 상속

프로토타입 기반 상속은 프로토타입 체인을 통해 다른 객체의 자산을 상속받는 개념이지만 상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

클래스는 생성자 함수와는 다르게 상속을 통해 기존 클래스를 확장할 수 있는 문법이 기본적으로 제공된다는 차이점이 있다.

class Animal {
  constructor(age, weight) {
    this.age = age;
    this.weight = weight;
  }

  eat() { return 'eat'; }

  move() { return 'move'; }
}

// 상속을 통해 Animal 클래스를 확장한 Bird 클래스
class Bird extends Animal {
  fly() { return 'fly'; }
}

const bird = new Bird(1, 5);

console.log(bird); // Bird {age: 1, weight: 5}
console.log(bird instanceof Bird); // true
console.log(bird instanceof Animal); // true

console.log(bird.eat());  // eat
console.log(bird.move()); // move
console.log(bird.fly());  // fly

클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확장할 수 있는 문법인 extends 키워드가 기본적으로 제공된다.

25.8.2 extends 키워드

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

// 수퍼(베이스/부모)클래스
class Base {}

// 서브(파생/자식)클래스
class Derived extends Base {}

extends의 역할은 수퍼클래스와 서브클래스 간의 상속 관계를 설정하는 것이다. 클래스도 프로토타입을 통해 상속 관계를 구현한다.

수퍼클래스와 서브클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인 뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속이 가능하다.

25.8.3 동적 상속

extends 키워드는 클래스 뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수도 있다. 단, extends 키워드 앞에는 반드시 클래스가 와야 한다.

// 생성자 함수
function Base(a) {
  this.a = a;
}

// 생성자 함수를 상속받는 서브 클래스
class Derived extends Base {}

const derived = new Derived(1);
console.log(derived); // Derived {a: 1}

extends 키워드 다음에는 클래스 뿐만 아니라 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다. 이를 통해 동적으로 상속받을 대상을 결정할 수 있다.

function Base1() {}

class Base2 {}

let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브클래스
class Derived extends (condition ? Base1 : Base2) {}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

console.log(derived instanceof Base1); // true
console.log(derived instanceof Base2); // false

25.8.4 서브클래스의 constructor

서브클래스에서 constructor를 생략하면 클래스에 다음과 같은 constructor가 암묵적으로 정의된다. args는 new 연산자와 함께 클래스를 호출할 때 전달한 인수의 리스트다.

constructor(...args) {super(...args);}

super()는 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출하여 인스턴스를 생성한다.

// 수퍼클래스
class Base {}

// 서브클래스
class Derived extends Base {}

// constructor를 생략한 경우 아래와 같이 암묵적으로 constructor가 정의된다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor() {}
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  constructor() { super(); }
}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

수퍼클래스와 서브클래스 모두 constructor를 생략하면 빈 객체가 생성된다. 프로퍼티를 소유하는 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 인스턴스에 프로퍼티를 추가해야 한다.

25.8.5 super 키워드

super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드다.

super 호출

super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출한다.

수퍼클래스의 constructor 내부에서 추가한 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 있다. 이때 new 연산자와 함께 서브클래스를 호출하면서 전달한 인수는 모두 서브클래스에 암묵적으로 정의된 constructor의 super 호출을 통해 수퍼클래스의 constructor에 전달된다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(a, b) {
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  // 다음과 같이 암묵적으로 constructor가 정의된다.
  // constructor(...args) { super(...args); }
}

const derived = new Derived(1, 2);
console.log(derived); // Derived {a: 1, b: 2}

super 호출 시 주의사항

1. 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않는 경우 서브클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야 한다.

class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    console.log('constructor call');
  }
}

const derived = new Derived();

2. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.

class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    this.a = 1;
    super();
  }
}

const derived = new Derived(1);

3. super는 반드시 서브클래스의 constructor에서만 호출한다. 서브클래스가 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 super를 호출하면 에러가 발생한다.

class Base {
  constructor() {
    super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
  }
}

function Foo() {
  super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
}

super 참조

메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

1. 서브클래스의 프로토타입 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드 sayHi를 가리킨다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  sayHi() {
    // super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드를 가리킨다.
    return `${super.sayHi()}. how are you doing?`;
  }
}

const derived = new Derived('Lee');
console.log(derived.sayHi()); // Hi! Lee. how are you doing?

super 참조를 통해 수퍼클래스의 메서드를 참조하려면 super가 수퍼클래스의 메서드가 바인딩된 객체, 즉 수퍼클래스의 prototype 프로퍼티에 바인딩된 프로토타입을 참조할 수 있어야 한다.

super.sayHi는 Base.prototype.sayHi를 가리킨다.
즉 super는 자신을 참조하고 있는 메서드가 바인딩 되어있는 객체의 프로토타입을 가리킨다.(Derived의 sayHi 메서드가 바인딩 되어있는 객체 derived의 프로토타입인 Base.prototype을 가리킨다.)

super참조의 동작은 Derived클래스의 sayHi메서드의 [[HomeObject]]내부 슬롯을 통해 자신을 바인딩하는 객체를 알수있다.
자신을 바인딩하는 객체를 알면 프로토타입 체인을 통해 super를 참조할 수 있게 된다.

주의할 점은 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의된 함수만 [[HomeObject]]를 갖는다는 것이다.

const obj = {
  // foo는 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드다. 따라서 [[HomeObject]]를 갖는다.
  foo() {},

  // bar는 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드가 아니라 일반 함수다.
  // 따라서 [[HomeObject]]를 갖지 않는다.
  bar: function () {}
};

[[HomeObject]]를 가지는 함수만이 super 참조를 할 수 있다. 따라서 [[HomeObject]]를 가지는 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의된 함수만이 super 참조를 할 수 있다. 단, super 참조는 수퍼클래스의 메서드를 참조하기 위해 사용하므로 서브클래스의 메서드에서 사용해야 한다.

super참조는 객체 리터럴에서도 할수 있다.(단, ES6의 메서드 축약표현으로 정의된 함수만 가능하다.)

const base = {
  name: 'Lee',
  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
};

const derived = {
  __proto__: base,
  // ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드다. 따라서 [[HomeObject]]를 갖는다.
  sayHi() {
    return `${super.sayHi()}. how are you doing?`;
  }
};

console.log(derived.sayHi()); // Hi! Lee. how are you doing?

2. 서브클래스의 정적 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 정적 메서드 sayHi를 가리킨다.

// 수퍼클래스
class Base {
  static sayHi() {
    return 'Hi!';
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  static sayHi() {
    // super.sayHi는 수퍼클래스의 정적 메서드를 가리킨다.
    return `${super.sayHi()} how are you doing?`;
  }
}

console.log(Derived.sayHi()); // Hi! how are you doing?

25.8.6 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

직사각형을 추상화한 Rectangle 클래스와 상속을 통해 Rectangle 클래스를 확장한 ColorRectangle 클래스를 정의해 보자.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  getArea() {
    return this.width * this.height;
  }

  toString() {
    return `width = ${this.width}, height = ${this.height}`;
  }
}

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);
    this.color = color;
  }

  // 메서드 오버라이딩
  toString() {
    return super.toString() + `, color = ${this.color}`;
  }
}

const colorRectangle = new ColorRectangle(2, 4, 'red');
console.log(colorRectangle); // ColorRectangle {width: 2, height: 4, color: "red"}

// 상속을 통해 getArea 메서드를 호출
console.log(colorRectangle.getArea()); // 8
// 오버라이딩된 toString 메서드를 호출
console.log(colorRectangle.toString()); // width = 2, height = 4, color = red

서브클래스 ColorRectangle이 new 연산자와 함께 호출되면 다음 과정을 통해 인스턴스를 생성한다.

1. 서브클래스의 super 호출

자바스크립트 엔진은 클래스를 평가할 때 수퍼클래스와 서브클래스를 구분하기 위해 “base” 또는 “derive”를 값으로 하는 내부 슬롯[[ConstructorKind]]를 갖는다. 서브클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고, 수퍼클래스에게 인스턴스 생성을 위임한다.

서브클래스가 new연산자와 함께 호출되면 서브클래스 constructor내부의 super키워드가 함수처럼 호출된다.(수퍼클래스가 평가되어 생성된 함수 객체의 코드가 실행되기 시작한다.)

만약 서브클래스 constructor 내부에 super호출이 없으면 에러가 발생한다. 실제 인스턴스를 생성하는 주체는 수퍼클래스이므로 수퍼클래스의 constructor를 호출하는 super가 호출되지 않으면 인스턴스를 생성할 수 없기 때문이다.

2. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼클래스의 constructor내부의 코드가 실행되기 이전에 암묵적으로 빈 객체를 생성한다. 생성된 빈 객체는 this에 바인딩된다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle
...

이때 인스턴스는 수퍼클래스가 생성한 것이다. 하지만 new연산자와 함께 호출된 함수를 가리키는 new.target은 서브클래스를 가리킨다. 따라서 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리된다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true
...

3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화

수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.

즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true

    // 인스턴스 초기화
    this.width = width;
    this.height = height;

    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
  }
...

4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

super의 호출이 종료되고 제어 흐름이 서브클래스 constructor로 돌아온다. 이때 super가 반환한 인스턴스가 this바인딩된다. 서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 그대로 사용한다.

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
...

이처럼 super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않으며, this 바인딩도 할 수 없다. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없는 이유가 바로 이 때문이다. 따라서 서브클래스 constructor 내부의 인스턴스 초기화는 반드시 super 호출 이후에 처리되어야 한다.

5. 서브클래스의 인스턴스 초기화

super 호출 이후 서브클래스의 constructor에 기술되어 있는 인스턴스 초기화가 실행된다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

6. 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}

    // 인스턴스 초기화
    this.color = color;

    // 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4, color: "red"}
  }
...

25.8.7 표준 빌트인 생성자 함수 확장

extends 키워드 다음에는 클래스뿐만이 아니라 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다. String, Number, Array같은 표준 빌트인 객체도 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 생성자 함수이므로 extends 키워드를 사용하여 확장할 수 있다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
  // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다: [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
  uniq() {
    return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
  }

  // 모든 배열 요소의 평균을 구한다: [1, 2, 3] => 2
  average() {
    return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
  }
}

const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray); // MyArray(4) [1, 1, 2, 3]

// MyArray.prototype.uniq 호출
console.log(myArray.uniq()); // MyArray(3) [1, 2, 3]
// MyArray.prototype.average 호출
console.log(myArray.average()); // 1.75

Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray 클래스가 생성한 인스턴스는 Array.prototype과 MyArray.prototype의 모든 메서드를 사용할 수 있다. 이때 주의할 것은 Array.prototype의 메서드 중에서 map, filter와 같이 새로운 배열을 반환하는 메서드가 MyArray 클래스의 인스턴스를 반환한다는 것이다.

만약 MyArray 클래스의 인스턴스를 반환하지 않으면 메서드 체이닝이 불가능하다.

(uniq, average와 같이 MyArray에 선언한 메서드들을 사용할 수 없다.)

// 메서드 체이닝
// [1, 1, 2, 3] => [ 1, 1, 3 ] => [ 1, 3 ] => 2
console.log(myArray.filter(v => v % 2).uniq().average()); // 2

만약 MyArray 클래스의 메서드가 MyArray 클래스가 생성한 인스턴스가 아닌 Array가 생성한 인스턴스를 반환하게 하려면 Symbol.species를 사용하여 정적 접근자 프로퍼티를 추가한다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
  // 모든 메서드가 Array 타입의 인스턴스를 반환하도록 한다.
  static get [Symbol.species]() { return Array; }

  // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다: [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
  uniq() {
    return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
  }

  // 모든 배열 요소의 평균을 구한다: [1, 2, 3] => 2
  average() {
    return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
  }
}

const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);

console.log(myArray.uniq() instanceof MyArray); // false
console.log(myArray.uniq() instanceof Array); // true

// 메서드 체이닝
// uniq 메서드는 Array 인스턴스를 반환하므로 average 메서드를 호출할 수 없다.
console.log(myArray.uniq().average());
// TypeError: myArray.uniq(...).average is not a function

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[Deep Dive] 25장 - 클래스 본문

[Deep Dive] 25장 - 클래스

25.1 클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

25.2 클래스 정의

25.3 클래스 호이스팅

25.4 인스턴스 생성

25.5 메서드

25.5.1 constructor

25.5.2 프로토타입 메서드

25.5.3 정적 메서드

25.5.4 정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

25.5.5 클래스에서 정의한 메서드의 특징

25.6 클래스의 인스턴스 생성 과정

25.7 프로퍼티

25.7.1 인스턴스 프로퍼티

25.7.2 접근자 프로퍼티

25.7.3 클래스 필드 정의 제안

25.7.4 private 필드 정의 제안

25.7.5 static 필드 정의 제안

25.8 상속에 의한 클래스 확장

25.8.1 클래스 상속과 생성자 함수 상속

25.8.2 extends 키워드

25.8.3 동적 상속

25.8.4 서브클래스의 constructor

25.8.5 super 키워드

super 호출

super 참조

25.8.6 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화

4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

6. 인스턴스 반환

25.8.7 표준 빌트인 생성자 함수 확장

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