클래스

김민수·2023년 11월 4일
모던 자바스크립트 Deep Dive
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1. 클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

자바스크립트는 프로토타입 기반 객체지향 언어다.

클래스는 생성자 함수와 매우 유사하게 동작하지만 몇 가지 차이가 있다.

  1. 클래스를 new 연산자 없이 호출하면 에러가 발생한다. 하지만 생성자 함수를 new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로서 호출된다.

  2. 클래스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드를 제공한다. 하지만 생성자 함수는 제공하지 않는다.

  3. 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

  4. 클래스 내의 모든 코드에는 암묵적으로 strick mode가 지정되어 실행되며 이를 해제할 수 없다.

  5. 클래스의 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드는 모두 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false다. 다시 말해, 열거되지 않는다.


2. 클래스 정의

파스칼 케이스 사용하는 것이 일방적이다.

클래스를 표현식으로 정의할 수 있다는 것은 클래스가 값으로 사용할 수 있는 일급 객체라는 것을 의미한다.
또한 일급 객체로서의 특징들을 가지고 있다.


3. 클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가되고, 함수와 같이 소스코드 평가과정(런타임 이전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성)을 거친다.
또한 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작할 수 있다.


4. 인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.
인스턴스를 생성하는 것이 유일한 존재 이유이므로 반드시 new 연산자와 함께 호출해야 한다.


5. 메서드

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

constructor

constructor는 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드다.

class Person {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
}
console.dir(Person);

  • 클래스도 함수 객체 고유의 프로퍼티를 모두 갖고 있다.
  • constructor프로퍼티는 클래스 자신을 가리키고 있다. => 클래스가 인스턴스를 생성하는 생성자 함수라는 것을 의미한다. 즉, new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 클래스는 인스턴스를 생성한다.

constructor는 생성자 함수와 유사하지만 몇 가지 차이가 있다.

  • constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다. 2개 이상시 문법 에러 발생
  • constructor는 생략할 수 있다. 빈 객체 생성
  • constructor는 별도의 반환문을 갖지 않아야 한다. new와 함께 호출시 인스턴스를 반환하기 때문

프로토타입 메서드

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 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

클래스가 생성한 인스턴스 또한 프로토타입의 체인의 일원이 된다.

정적 메서드

정적메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드
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!");
  }
}

Person.sayHi(); // Hi!

const me = new Person();
me.sayHi(); // typeerror

  • 정적 메서드는 클래스로 호출한다.
  • 인스턴스의 프로토타입 체인 상에는 클래스가 존재하지 않기 때문에 인스턴스로 클래스의 메서드를 상속받을 수 없다.

정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

  1. 정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속해 있는 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.

정적 메서드는 클래스로 호출해야 하므로 정적 메서드 내부의 this는 인스턴스가 아닌 클래스를 가리킨다. 즉, 프로토타입 메서드와 정적 메서드 내부의 this 바인딩이 다르다.

클래스에서 정의한 메서드의 특징

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

6. 클래스의 인스턴스 생성 과정

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., 생략됬으면 생략 가능
        this.name = name;
        
        // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
    }
}

7. 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티

constructor 내부에 정의해야 한다.

ES6의 클래스는 접근제한자를 지원하지않는다. 따라서 인스턴스 프로퍼티는 언제나 public이다.

접근자 프로퍼티

자체적으로 값을 갖고 있지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수로 구성된 프로퍼티다.

class Person{
    constructor(firstName, lastName){
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }
    // getter 함수
    get fullName(){ return `${this.firstName} ${this.lastName}`; }
    // setter 함수
    set fullName(name){ [this.firstName, this.lastName] = name.split(' '); }
}
const me = new Person('Ungmo', 'Lee');
console.log(`${me.firstName} ${me.lastName}`); // Ungmo Lee

me.fullName = 'test kim';
console.log(me); // {firstName: "test", lastName: "kim"}
console.log(me.fullName); // test kim

클래스의 메서드는 기본적으로 프로토타입 메서드가 된다.
따라서 클래스의 접근자 프로퍼티 또한 프로토타입의 프로퍼티가 된다.

클래스 필드 정의 제안

클래스 필드 : 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어

// 1. 클래스 몸체에서 클래스 필드를 정의하는 경우 this에 클래스 필드를 바인딩해서는 안된다.
class Person{  
  // this는 클래스의 constructor와 메서드 내에서만 유효하다.
  this.name = ''; // SyntaxError: Unexpected token '.'
}
// 2. 클래스 필드를 참조할 경우 this를 반드시 사용해야 한다.
class Person{
  name = 'Lee';
  constructor(){
    console.log(name); // ReferenceError: name is not defined
  }
}
new Person();
// 3. 클래스 필드에 초기값을 할당하지 않으면 undefined를 갖는다.
class Person{
  name;
}
const me = new Person();
console.log(me); // Person {name: undefined}
// 4. 인스턴스를 생성할 때 외부의 초기값으로 클래스 필드를 초기화해야 할 필요가 있다면
//    constructor에서 클래스 필드를 초기화해야 한다.
class Person{
  name;
  constructor(name){
    this.name = name;
  }
}
const me = new Person('Lee');
console.log(me); // Person {name: 'Lee'}
// 5. 함수는 일급 객체이므로 함수를 클래스 필드에 할당할 수 있다. 메서드를 정의할 수도 있다.
class Person{
  // 클래스 필드에 문자열을 할당
  name = 'Lee'l
  
  // 클래스 필드에 함수를 할당
  getName = function(){ return this.name; }
  
  // 화살표 함수로 정의할 수도 있다.
}
const me = new Person();
console.log(me); // Person {name: 'Lee', getName: f}
console.log(me.getName) // Lee

// 하지만 모든 클래스 필드는 인스턴스 프로퍼티가 되므로 이 함수는 프로토타입 메서드가 아니라 인스턴스 메서드가 된다. 
// 따라서 클래스 필드에 함수를 할당하는 것은 권장하지 않는다.

클래스 필드 정의 제안으로 인해 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 방식은 두 가지가 되었다.
인스턴스를 생성할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 기존 방식을 사용하고, 인스턴스를 사용할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 없다면 기존의 constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 방식과 클래스 필드 정의 제안 모두 사용할 수 있다.

private 필드 정의 제안

자바스크립트는 캡슐화를 완전하게 지원하지 않는다. 언제나 public이다.

다행히 새로운 사양 등장~!

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
접근 가능성publicprivate
클래스 내부OO
자식 클래스 내부OX
클래스 인스턴스를 통한 접근OX

접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근하는 방법은 유효함

static 필드 정의 제안

클래스에는 static 키워드를 사용하여 정적 메서드를 정의할 수 있다. 하지만 static 키워드를 사용하여 정적 필드를 정의할 수는 없다. 하지만 static public 필드, static private 필드, static private 메서드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양 등장~! 

class MyMath {
  // staic 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

8. 상속에 의한 클래스 확장

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.

class Animal{
  constructor(age,weight){
    this.age = age;
    this.weight = weight;
  }
  
  eat(){return'eat'}
  move(){return'move'}
}

class Bird extends Animal{
  fly(){return 'fly'} // 요놈만 추가
}
const bird = new Bird(1,5);

console.log(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

extends 키워드

상속을 통해 확장된 클래스 => 서브클래스 or 파생 클래스 or 자식 클래스
서브클래스에게 상속된 클래스 => 수퍼 클래스 or 베이스 클래스 or 부모 클래스

extends 키워드의 역할은 수퍼, 서브 클래스 간의 상속 관계를 설정하는 것이다.
클래스도 프로토타입을 통해 상속 관계를 구현한다.

수퍼클래스와 서브 클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속이 가능하다.

동적 상속

function Base1() {}
class Base2 {}
let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브 클래스!! 오우..!
class Derived extends (condition ? Base1 : Base2) {}

const derived = new Derived;
console.log(derived); // Derived 
console.log(derived instanceof Base1); // true
console.log(derived instanceof Base1); // false

서브클래스의 constructor

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

class Base {
  constructor(){}
}
class Derived extends Base{
  constructor(...args){super(...args)}
}

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

super 키워드

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

  • 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 서브 클래스를 호출하면서 전달한 인수는 모두 서브 클래스에 암묵적으로 정의된 constructor의 super 호출을 통해 수퍼 클래스의 constructor에 전달된다.

    • 주의사항

      • 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않은 경우 서브 클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야한다.
      • 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.
      • super는 반드시 서브 클래스의 constructor에서만 호출한다. 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 super를 호출하면 에러가 발생한다.

  • super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

    • 서브클래스의 프로토타입 메서드는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드를 가리킨다．
    • super 참조가 동작하기 위해서는 super를 참조하고 있는 메서드가 바인딩되어 있는 객체의 프포토타입을 찾을 수 있어야 한다.
    • [[HomeObject]](자신을 바인딩하고 있는 객체)를 가지는 함수만이 super 참조를 할 수 있다.
    • 서브클래스의 정적 메서드는 수퍼클래스의 정적 메서드를 가리킨다.

상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

  1. 서브클래스의 super 호출

자바스크립트엔진은 클래스를 평가할때 수퍼클래스와 서브클래스를 구분하기 위해 "base" 또는 " derived" 를 값으로 갖는 내부 슬롯 [[ConstructorKindi ]를 갖는다.
상속받지 않는 클래스는 내부 슬롯 값이 "base" , 받은경우 내부 슬로 값은 "derived" 이다.
이를통해 수퍼클래스와 서브클래스 는 new 연산자와 함께 호출되었을 때의 동작이 구분된다．

서브클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼클래스에게 인스턴스 생성을 위임한다. 이것이 서브클래스의 constructor에서 반드시 super를 호출해야 하는 이유다.

  1. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩
class Rectangle { 
  constructor(width, height) { 
  // 암묵적으로 빈 객체＇ 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다． 
  console.log(this); // ColorRectangte {}
    
  // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 서브클래스이다.
  console.log(new.target); // 서브클래스
...
  1. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화

수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.

  1. 서브 클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

super 호출 종료되고 제어흐름이 서브클래스 constructor로 돌아온다.

  1. 서브클래스의 인스턴스 초기화

super 호출 이후, 기술되어있는 인스턴스 초기화가 실행된다.

  1. 인스턴스 반환

모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환한다.

표준 빌트인 생성자 함수 확장

[[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다.
표준 빌트인 객체도 [[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 생성자 함수이므로 extends 키워드를 사용하여 확장 할 수 있다.

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