[모던 자바스크립트 Deep Dive] 17장 생성자 함수에 의한 객체 생성

jini.choi·2023년 11월 6일

모던 자바스크립트 Deep Dive

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다양한 객체 생성 방식 중에서 생성자 함수를 사용하여 객체를 생성하는 방식을 살펴본다.
그리고 객체 리터럴을 사용하여 객체를 생성하는 방식과 생성자 함수를 사용하여 객체를 생성하는 방식과의 장단점을 알아본다.

17.1 Object 생성자 함수

new 연산자와 함께 Object 생성자 함수를 호출하면 빈 객체를 생성하여 반환한다. 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 또는 메서드를 추가하여 객체를 완성할 수 있다.
Object 생성자 함수를 사용해 객체를 생성하는 방식은 특별한 이유가 없다면 유용하지 않다.

// 빈 객체의 생성
const person = new Object();

// 프로퍼티 추가
person.name = 'Lee';
person.sayHello = function () {
  console.log('Hi! My name is ' + this.name);
};

console.log(person); // {name: "Lee", sayHello: ƒ}
person.sayHello(); // Hi! My name is Lee

생성자 함수란?

new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수를 말한다.
생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스라 한다.
자바스크립트는 Object 생성자 함수 이외에도 String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise등의 빌트인 생성자 함수를 제공한다.

// String 생성자 함수에 의한 String 객체 생성
const strObj = new String('Lee');
console.log(typeof strObj); // object
console.log(strObj);        // String {"Lee"}

// Number 생성자 함수에 의한 Number 객체 생성
const numObj = new Number(123);
console.log(typeof numObj); // object
console.log(numObj);        // Number {123}

// Boolean 생성자 함수에 의한 Boolean 객체 생성
const boolObj= new Boolean(true);
console.log(typeof boolObj); // object
console.log(boolObj);        // Boolean {true}

// Function 생성자 함수에 의한 Function 객체(함수) 생성
const func = new Function('x', 'return x * x');
console.log(typeof func); // function
console.dir(func);        // ƒ anonymous(x)

// Array 생성자 함수에 의한 Array 객체(배열) 생성
const arr = new Array(1, 2, 3);
console.log(typeof arr); // object
console.log(arr);        // [1, 2, 3]

// RegExp 생성자 함수에 의한 RegExp 객체(정규 표현식) 생성
const regExp = new RegExp(/ab+c/i);
console.log(typeof regExp); // object
console.log(regExp);        // /ab+c/i

// Date 생성자 함수에 의한 Date 객체 생성
const date = new Date();
console.log(typeof date); // object
console.log(date);        // Mon May 04 2020 08:36:33 GMT+0900 (대한민국 표준시)

17.2 생성자 함수

17.2.1 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 단 하나의 객체만 생성한다. 따라서 동일한 프로퍼티를 작는 객체를 여러 개 생성해야하는 경우 매번 같은 프로퍼티를 기술해야 하기 때문에 비효율 적이다.

const circle1 = {
  radius: 5,
  getDiameter() {
    return 2 * this.radius;
  }
};

console.log(circle1.getDiameter()); // 10

const circle2 = {
  radius: 10,
  getDiameter() {
    return 2 * this.radius;
  }
};

console.log(circle2.getDiameter()); // 20

17.2.2 생성자 함수에 의한 객체 방식의 장점

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식은 마치 객체(인스턴스)를 생성하기위한 템플릿(클래스)처럼 생성자 함수는 사용하여 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 간편하게 생성할 수 있다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  // 생성자 함수 내부의 this는 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리킨다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

// 인스턴스의 생성
const circle1 = new Circle(5);  // 반지름이 5인 Circle 객체를 생성
const circle2 = new Circle(10); // 반지름이 10인 Circle 객체를 생성

console.log(circle1.getDiameter()); // 10
console.log(circle2.getDiameter()); // 20

this

this는 객체 자신의 프로퍼티나 메서드를 참조하기 위한 자기 참조 변수다. this가 가리키는 값, 즉 this 바인딩은 함수 호출방식에 따라 동적으로 결정된다.

// 함수는 다양한 방식으로 호출될 수 있다.
function foo() {
  console.log(this);
}
// 일반적인 함수로서 호출
// 전역 객체는 브라우저 환경에서는 window, Node.js 환경에서는 global을 가리킨다.
foo(); // window
// 메서드로서 호출
const obj = { foo }; // ES6 프로퍼티 축약 표현
obj.foo(); // obj => {foo: f}
// 생성자 함수로서 호출
const inst = new foo(); // inst => foo {}

17.2.3 생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

생성자 함수의 역할은
- 프로퍼티 구조가 동일한 인스턴스를 생성하기 위한 템플릿(클래스)으로서 동작하여 인스턴스를 생성하는 것과
- 생성된 인스턴스를 초기화(인스턴스 프로퍼티 추가 및 초기값 할당)하는 것이다.

생성자 함수가 인스턴스를 생성하는 것은 필수고, 생성된 인스턴스를 초기화 하는 것은 옵션이다.
new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하면 자바스크립트 엔진은 다음과 같은 과정을 거쳐 암묵적으로 인스턴스를 생성하고 인스턴스를 초기화한 후 암묵적으로 인스턴스를 반환한다.

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

암묵적으로 빈 객체가 생성된다.
그리고 암묵적으로 생선된 빈 객체, 즉 인스턴스는 this에 바인딩된다.
이 처리는 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 실행되는 런타임 이전에 실행된다.

바인딩
바인딩이란 식별자와 값을 연결하는 과정을 의미한다. 예를 들어 변수 선언은 변수이름(식별자)과 확보된 메모리 공간의 주소를 바인딩하는 것이다. this 바인딩은 this(키워드로 분류되지만 식별자 역할을 한다)와 this가 가리킬 객체를 바인딩하는 것이다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 빈 객체가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}

  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

2. 인스턴스 초기화

생성자 함수에 기술되어 있는 코드가 한 줄씩 실행되어 this에 바인딩 되어있는 인스턴스를 초기화한다.
즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가하고 생성자 함수가 인수로 전달받은 초기값을 인스턴스 프로퍼티에 할당하여 초기화하거나 고정값을 할당한다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.

  // 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

3. 인스턴스 반환

생성자 함수 내부에서 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this를 암묵적으로 반환한다.
생성자 함수 내부에서는 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것은 생성자 함수릐 기본 동작을 훼손하기때문에 return문은 반드시 생략한다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.

  // 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };

  // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다
}

// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 암묵적으로 this를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // Circle {radius: 1, getDiameter: ƒ}

17.2.4 내부 메서드 [[Call]]과 [[Construct]]

함수 선언문 또는 함수 표현식으로 정의한 함수는 일반적인 함수로서 호출할 수 있는 것은 물론 생성자 함수로서 호출할 수 있다.
생성자 함수로 호출한다는 것은 new 연산자와 함께 호출하여 객체를 생성하는 것을 의미한다.
함수는 객체이므로 일반 객체와 동일하게 동작할 수 있다. 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드를 모두 가지고 있기 때문이다.

// 함수는 객체다.
function foo() {}

// 함수는 객체이므로 프로퍼티를 소유할 수 있다.
foo.prop = 10;

// 함수는 객체이므로 메서드를 소유할 수 있다.
foo.method = function () {
  console.log(this.prop);
};

foo.method(); // 10

함수는 일반객체와 다르게 호출할 수 있다.
함수로서 동작하기위해 함수 객체만을 위한 [[Environment]], [[FormalParameters]] 등의 내부 슬롯과,[[Call]]과 [[Construct]]같은 내부 메서드를 추가로 가지고 있다.

function foo() {}

// 일반적인 함수로서 호출: [[Call]]이 호출된다.
foo();

// 생성자 함수로서 호출: [[Construct]]가 호출된다.
new foo();

함수 객체는 callable이면서 constructor이거나/ callable이면서 non-constructor다.
즉, 모든 함수 객체는 호출할 수 있지만 모든 함수 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 있는 것은 아니다.

17.2.5 constructor와 non-constructor의 구분

자바스크립트 엔진은 함수 정의를 평가하여 함수 객체를 생성할 때 함수가 어디에 할당되어 있는지에 따라 메서드인지를 판단하는 것이 아니라 함수 정의 방식에 따라 함수를 constructor와 non-contructor로 구분한다.

constructor	non-contructor
함수 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수임)	메서드(ES6 메서드 축약 표현), 화살표 함수

ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6의 메서드 축약 표현만을 의미한다.

non-contructor인 함수 객체는 내부 메서드 [[Construct]] 를 갖지 않는다. 따라서 생성자 함수로 호출하면 에러가 발생한다.

// 일반 함수 정의: 함수 선언문, 함수 표현식
function foo() {}
const bar = function () {};
// 프로퍼티 x의 값으로 할당된 것은 일반 함수로 정의된 함수다. 이는 메서드로 인정하지 않는다.
const baz = {
  x: function () {}
};

// 일반 함수로 정의된 함수만이 constructor이다.
new foo();   // -> foo {}
new bar();   // -> bar {}
new baz.x(); // -> x {}

// 화살표 함수 정의
const arrow = () => {};

new arrow(); // TypeError: arrow is not a constructor

// 메서드 정의: ES6의 메서드 축약 표현만을 메서드로 인정한다.
const obj = {
  x() {}
};

new obj.x(); // TypeError: obj.x is not a constructor

17.2.6 new 연산자

new 연산자와 함께 함수를 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다.
함수 객체의 내부 메서드는 [[Construct]]가 호출된다.
new 연산자와 함께 호출하는 함수는 constructor 함수이어야한다.

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
let inst = new add();
// 함수가 객체를 반환하지 않았으므로 반환문이 무시된다. 따라서 빈 객체가 생성되어 반환된다.
console.log(inst); // {}

// 객체를 반환하는 일반 함수
function createUser(name, role) {
  return { name, role };
}

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
inst = new createUser('Lee', 'admin');
// 함수가 생성한 객체를 반환한다.
console.log(inst); // {name: "Lee", role: "admin"}

new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하면 일반 함수로 호출된다.
함수 객체의 내부 메서드는 [[Call]]이 호출된다.
생성자 함수를 일반함수로 호출하면 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

// new 연산자 없이 생성자 함수 호출하면 일반 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle); // undefined

// 일반 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.
console.log(radius); // 5
console.log(getDiameter()); // 10

circle.getDiameter();
// TypeError: Cannot read property 'getDiameter' of undefined

일반 함수와 생성자 함수에 특별한 형식적 차이는 없다. 따라서 생성자 함수는 일반적으로 첫문자를 대문자로 기술하는 파스칼 케이스로 명명하여 일반함수와 구별한다.

17.2.7 new.target

생성자 함수가 new 연산자 없이 호출되는 것을 방지하기 위해 파스칼 케이스 컨벤션을 사용한다 하더라도 실수는 발생할 수 있다.
이러한 위험성을 회피하기 위해 ES6에서는 new.target을 지원한다.
new.target은 this와 유사하게 construct인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역 변수와 같이 사용되며 메타 프로퍼티라고 부른다(IE 지원안함)
new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 함수 내부의 new.target은 함수 자신을 가리킨다.
new 연산자 없이 일반 함수로서 호출된 함수 내부의 new.target은 undefined다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  // 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 new.target은 undefined다.
  if (!new.target) {
    // new 연산자와 함께 생성자 함수를 재귀 호출하여 생성된 인스턴스를 반환한다.
    return new Circle(radius);
  }

  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

// new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하여도 new.target을 통해 생성자 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle.getDiameter());

스코프 세이프 생성자 패턴

new.target은 IE를 지원하지 않는다. new.target을 사용할 수 없는 상황이라면 스코프 세이트 생성자 패턴을 사용할 수 있다.
instanceof 연산자를 활용한다.

// Scope-Safe Constructor Pattern
function Circle(radius) {
  // 생성자 함수가 new 연산자와 함께 호출되면 함수의 선두에서 빈 객체를 생성하고
  // this에 바인딩한다. 이때 this와 Circle은 프로토타입에 의해 연결된다.
	ㅤ 
  // 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 이 시점의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.
  // 즉, this와 Circle은 프로토타입에 의해 연결되지 않는다.
  if (!(this instanceof Circle)) {
    // new 연산자와 함께 호출하여 생성된 인스턴스를 반환한다.
    return new Circle(radius);
  }
	ㅤ 
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}
	ㅤ 
// new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하여도 생성자 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle.getDiameter()); // 10