[모던 자바스크립트 튜토리얼] 4.8 객체를 원시형으로 변환하기

개발견 배도르만·2023년 3월 26일
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모던 자바스크립트 튜토리얼

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객체를 원시형으로 변환하기

객체를 연산 또는 출력하면 어떤 일이 일어날까?

obj1 + obj2
obj1 - obj2
alert(obj)

이 모든 경우에 자동 형 변환이 일어난다. 객체는 원시값으로 변환되고, 그 후 의도한 연산이 수행된다.

  1. 객체는 논리 평가 시 무조건 true를 반환한다. 따라서 객체는 숫자형이나 문자형으로만 형 변환이 일어난다.
  2. 숫자형으로의 형 변환은 객체끼리 빼는 연산을 할 때나 수학 관련 함수를 적용할 때 일어난다.
    객체 Date끼리 차감하면(date1 - date2) 두 날짜의 시간 차이가 반환된다.
    문자형으로의 형 변환은 대개 alert(obj)같이 객체를 출력하려고 할 때 일어난다.

ToPrimitive

특수 객체 메서드를 사용하면 숫자형이나 문자형으로의 형 변환을 원하는 대로 조절할 수 있다.

객체 형 변환은 세 종류로 구분되는데, 'hint’라 불리는 값이 구분 기준이 됩니다. 'hint’가 무엇인지는 명세서에 자세히 설명되어 있는데, ‘목표로 하는 자료형’ 정도로 이해하시면 된다.

"string"

alert 함수같이 문자열을 기대하는 연산을 수행할 때는(객체-문자형 변환), hint가 string이 된다.

// 객체를 출력하려고 함
alert(obj);

// 객체를 프로퍼티 키로 사용하고 있음
anotherObj[obj] = 123;

"number"

수학 연산을 적용하려 할 때(객체-숫자형 변환), hint는 number가 된다.

// 명시적 형 변환
let num = Number(obj);

// (이항 덧셈 연산을 제외한) 수학 연산
let n = +obj; // 단항 덧셈 연산
let delta = date1 - date2;

// 크고 작음 비교하기
let greater = user1 > user2;

"default"

연산자가 기대하는 자료형이 ‘확실치 않을 때’ hint는 default가 된다. 아주 드물게 발생한다.

이항 덧셈 연산자 +는 피연산자의 자료형에 따라 문자열을 합치는 연산을 할 수도 있고 숫자를 더해주는 연산을 할 수도 있다. 따라서 +의 인수가 객체일 때는 hint가 default가 된다.

동등 연산자 ==를 사용해 객체-문자형, 객체-숫자형, 객체-심볼형끼리 비교할 때도, 객체를 어떤 자료형으로 바꿔야 할지 명확하지 않으므로 hint는 default가 된다.

// 이항 덧셈 연산은 hint로 `default`를 사용합니다.
let total = obj1 + obj2;

// obj == number 연산은 hint로 `default`를 사용합니다.
if (user == 1) { ... };

대소 비교 연산자 <, > 역시 피연산자에 문자형과 숫자형 둘 다를 허용하는데, 이 연산자들은 hint를 'number’로 고정하기 때문에 'default'가 되는 일이 없다. 이는 하위 호환성 때문에 정해진 규칙이다.

Date 객체를 제외한 모든 내장 객체는 hint가 "default"인 경우와 "number"인 경우를 동일하게 처리하기 때문에 이러한 사항들을 모두 외울 필요는 없다.

"boolean" hint는 없다. 모든 객체는 true로 평가된다.
hint는 총 세 가지이다.

게다가 내장 객체에 사용되는 규칙처럼 "default"와 "number"를 동일하게 처리하면, 결국엔 두 종류의 형 변환(객체-문자형, 객체-숫자형)만 남게 된다.

자바스크립트는 형 변환이 필요할 때, 아래와 같은 알고리즘에 따라 원하는 메서드를 찾고 호출한다.

  1. 객체에 obj[Symbol.toPrimitive](hint)메서드가 있는지 찾고, 있다면 메서드를 호출한다. Symbol.toPrimitive는 시스템 심볼로, 심볼형 키로 사용된다.
  2. 1에 해당하지 않고 hint가 "string"이라면,
    obj.toString()이나 obj.valueOf()를 호출한다(존재하는 메서드만 실행됨).
  3. 1과 2에 해당하지 않고, hint가 "number"나 "default"라면
    obj.valueOf()나 obj.toString()을 호출한다(존재하는 메서드만 실행됨).

Symbol.toPrimitive

자바스크립트엔 Symbol.toPrimitive라는 내장 심볼이 존재하는데, 이 심볼은 아래와 같이 목표로 하는 자료형(hint)을 명명하는 데 사용된다.

obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
  // 반드시 원시값을 반환해야 합니다.
  // hint는 "string", "number", "default" 중 하나가 될 수 있습니다.
};

실제 돌아가는 예시로 user 객체에 객체-원시형 변환 메서드 obj[Symbol.toPrimitive](hint)를 구현해보자.

let user = {
  name: "John",
  money: 1000,
  
  //심볼을 프로퍼티 키로 사용하는 함수
  [Symbol.toPrimitive](hint) {
    alert(`hint: ${hint}`);
    return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
  }
};

// 데모:
alert(user); // hint: string -> {name: "John"}
alert(+user); // hint: number -> 1000
alert(user + 500); // hint: default -> 1500

이렇게 메서드를 구현해 놓으면 user는 hint에 따라 (자기 자신을 설명해주는) 문자열로 변환되기도 하고 (가지고 있는 돈의 액수를 나타내는) 숫자로 변환되기도 한다. user[Symbol.toPrimitive]를 사용하면 메서드 하나로 모든 종류의 형 변환을 다룰 수 있다.

toString과 valueOf

toString과 valueOf는 심볼이 생기기 이전부터 존재해 왔던 ‘평범한’ 메서드이다. 이 메서드를 이용하면 '구식’이긴 하지만 형 변환을 직접 구현할 수 있다.

객체에 Symbol.toPrimitive가 없으면 자바스크립트는 아래 규칙에 따라 toString이나 valueOf를 호출한다.

hint가 'string’인 경우: toString -> valueOf 순(toString이 있다면 toString을 호출, toString이 없다면 valueOf를 호출함)
그 외: valueOf -> toString 순
이 메서드들은 반드시 원시값을 반환해야 한다. toString이나 valueOf가 객체를 반환하면 그 결과는 무시되어 마치 메서드가 처음부터 없었던 것처럼 처리된다.

일반 객체는 기본적으로 toString과 valueOf에 적용되는 다음 규칙을 따른다.

toString은 문자열 "[object Object]"을 반환한다.
valueOf는 객체 자신을 반환한다.

let user = {name: "John"};

alert(user); // [object Object]
alert(user.valueOf() === user); // true

이런 이유 때문에 alert에 객체를 넘기면 [object Object]가 출력되는 것이다.

앞서 본 바와 같이 valueOf는 객체 자신을 반환하기 때문에 그 결과가 무시된다. 우리는 그냥 이 메서드가 존재하지 않는다고 생각하면 된다. 이러한 코드의 흐름은 역사적인 이유 때문이라고 한다.

이제 직접 이 메서드들을 사용한 예시를 구현해보자.

아래 user는 toString과 valueOf를 조합해 만들었는데, Symbol.toPrimitive를 사용한 위쪽 예시와 동일하게 동작한다.

let user = {
  name: "John",
  money: 1000,

  // hint가 "string"인 경우
  toString() {
    return `{name: "${this.name}"}`;
  },

  // hint가 "number"나 "default"인 경우
  valueOf() {
    return this.money;
  }

};

alert(user); // toString -> {name: "John"}
alert(+user); // valueOf -> 1000
alert(user + 500); // valueOf -> 1500

출력 결과가 Symbol.toPrimitive를 사용한 예제와 완전히 동일하다는 걸 확인할 수 있다.

그런데 간혹 모든 형 변환을 한 곳에서 처리해야 하는 경우도 생긴다. 이럴 땐 아래와 같이 toString만 구현해 주면 된다.

let user = {
  name: "John",

  toString() {
    return this.name;
  }
};

alert(user); // toString -> John
alert(user + 500); // toString -> John500

객체에 Symbol.toPrimitive와 valueOf가 없으면, toString이 모든 형 변환을 처리한다.

반환 타입

위에서 소개해드린 세 개의 메서드는 'hint’에 명시된 자료형으로의 형 변환을 보장해 주지 않습니다.

toString()이 항상 문자열을 반환하리라는 보장이 없고, Symbol.toPrimitive의 hint가 "number"일 때 항상 숫자형 자료가 반환되리라는 보장이 없다.

확신할 수 있는 단 한 가지는 객체가 아닌 원시값을 반환해 준다는 것뿐이다.

과거의 잔재

toString이나 valueOf가 객체를 반환해도 에러가 발생하지 않는다. 다만 이때는 반환 값이 무시되고, 메서드 자체가 존재하지 않았던 것처럼 동작한다. 이렇게 동작하는 이유는 과거 자바스크립트엔 '에러’라는 개념이 잘 정립되어있지 않았기 때문이다.

반면에 Symbol.toPrimitive는 무조건 원시자료를 반환해야 한다. 그렇지 않으면 에러가 발생한다.

추가 형 변환

지금까지 살펴본 바와 같이 상당수의 연산자와 함수가 피연산자의 형을 변환시킨다. 곱셈을 해주는 연산자 *는 피연산자를 숫자형으로 변환시킨다.

객체가 피연산자일 때는 다음과 같은 단계를 거쳐 형 변환이 일어난다.

객체는 원시형으로 변한다. 변환 후 원시값이 원하는 형이 아닌 경우엔 또다시 형 변환이 일어난다.

let obj = {
  // 다른 메서드가 없으면 toString에서 모든 형 변환을 처리합니다.
  toString() {
    return "2";
  }
};

alert(obj * 2); // 4, 객체가 문자열 "2"로 바뀌고, 곱셈 연산 과정에서 문자열 "2"는 숫자 2로 변경됩니다.

obj 2에선 객체가 원시형으로 변환되므로 toString에의해 obj는 문자열 "2"가 된다.
곱셈 연산은 문자열은 숫자형으로 변환시키므로 "2" 2는 2 * 2가 된다.
그런데 이항 덧셈 연산은 위와 같은 상황에서 문자열을 연결한다.

let obj = {
  toString() {
    return "2";
  }
};

alert(obj + 2); // 22("2" + 2), 문자열이 반환되기 때문에 문자열끼리의 병합이 일어났습니다.

✍️ 정리

  • 원시값을 기대하는 내장 함수나 연산자를 사용할 때 객체-원시형으로의 형 변환이 자동으로 일어난다.

  • 객체-원시형으로의 형 변환은 hint를 기준으로 세 종류로 구분할 수 있다.

    • "string" (alert 같이 문자열을 필요로 하는 연산)
    • "number" (수학 연산)
    • "default" (드물게 발생함)

  • 연산자별로 어떤 hint가 적용되는지는 명세서에서 찾아볼 수 있다.

  • 연산자가 기대하는 피연산자를 '확신할 수 없을 때’에는 hint가 "default"가 된다(아주 드물게 발생).

  • 내장 객체는 대개 hint가 "default"일 때와 "number"일 때를 동일하게 처리하기 때문에 실무에선 hint가 "default"인 경우와 "number"인 경우를 합쳐서 처리하는 경우가 많다.

  • 객체-원시형 변환엔 다음 알고리즘이 적용된다.

    • 객체에 obj[Symbol.toPrimitive](hint)메서드가 있는지 찾고, 있다면 호출한다.
    • 1에 해당하지 않고 hint가 "string"이라면, obj.toString()이나 obj.valueOf()를 호출한다.
    • 1과 2에 해당하지 않고, hint가 "number"나 "default"라면 obj.valueOf()나 obj.toString()을 호출한다.
    • obj.toString()만 사용해도 '모든 변환’을 다 다룰 수 있기 때문에, 실무에선 obj.toString()만 구현해도 충분한 경우가 많다. 반환 값도 ‘사람이 읽고 이해할 수 있는’ 형식이기 때문에 실용성 측면에서 다른 메서드에 뒤처지지 않는다. obj.toString()은 로깅이나 디버깅 목적으로도 자주 사용된다.
      -(챗씨는 toString보다 valueOf을 먼저 찾는다고 한다.)

++ 이해를 돕기 위한 예시

결론적으로 암시적 형변환이 일어날 때 자바스크립트 엔진은 toPrimitive() 메소드를 우선적으로 적용하려고 찾는데, 메소드 생성을 하지 않으면 메소드가 없기 때문에 valueOf(), toString() 메소드를 대신 사용하게 되므로, toPrimitive() 메소드를 사용하려 한다면 개발자가 직접 구현해 주어야 한다.

하지만 이미 구현되어 있는 객체도 있는데, 대표적인 예로 자바스크립트 내장 객체인 Date 객체가 있다.

Date.prototype[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
  if (hint === 'string') {
    return this.toString();
  } else if (hint === 'number') {
    return this.getTime();
  } else {
    return this.toString();
  }
};
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