Part 17. 생성자 함수에 의한 객체 생성

HanSungUk·2022년 6월 20일
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현재 '모던 자바스크립트 Deep Dive'를 통해 자바스크립트를 학습하고 있습니다. 본 포스트는 해당 내용에 대한 정리를 목적으로 합니다.

1. Object 생성자 함수

new 연산사와 함께 Object 생성자 함수를 호출하면 빈 객체를 생성하여 반환합니다. 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 또는 메서드를 추가하여 객체를 완성할 수 있습니다.

생성자 함수(constructor)란 new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수를 말합니다. 생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스(instance)라고 합니다.

자바스크립트는 Object 생성자 함수 이외에도 String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise등의 빌트인(built-in) 생성자 함수를 제공합니다.

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

// 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 생성
const func = new Function('x', 'return x * x');
console.log(typeof func); // function
console.log(func); // f 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)

2. 생성자 함수

1. 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체는 프로퍼티를 통해 객체 고유의 상태(state)를 표현합니다. 그리고 메서드를 통해 상태 데이터인 프로퍼티를 참조하고 조작하는 동작(behavior)를 표현합니다. 따라서 프로퍼티는 객체마다 프로퍼티 값이 다를 수 있지만 메서드는 내용이 동일한 경우가 일반적입니다.

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 직관적이고 간편하지만 단 하나의 객체만 생성합니다. 따라서 동일한 프로퍼티를 갖는 객체를 여러 개 생성해야 하는 경우 매번 같은 프로퍼티를 기술해야 하기 때문에 비효율적입니다.

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

2. 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식은 마치 객체(인스턴스)를 생성하기 위한 템플릿(클래스)처럼 생성자 함수를 사용하여 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 간편하게 생성할 수 있습니다.

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

// 인스턴스 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


// new 연산자와 함께 호출하지 않으면 생성자 함수로 동작하지 않는다.
// 즉, 일반 함수로서 호출된다.
const circle3 = Circle(15);

// 일반 함수로서 호출된 Circle은 반환문이 없으므로 암묵적으로 undefined를 반환한다.
console.log(circle3); // undefined

// 일반 함수로서 호출된 Circle 내의 this는 전역 객체를 가리킨다.
console.log(radius) // 15
  • this

    this는 객체 자신의 프로퍼티나 메서드를 참조하기 위한 자기 참조 변수(self-referencing variable)입니다. this가 가리키는 값, 즉 this 바인딩은 함수 호출 방식에 따라 동적으로 결정됩니다.

함수 호출 방식this가 가리키는 값(this 바인딩)
일반 함수로서 호출전역 객체
메서드로서 호출메서드를 호출한 객체(마침표 앞의 객체)
생성자 함수로서 호출생성자 함수가 (미래에)생성할 인스턴스

3. 생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

자바스크립트 엔진은 암묵적인 처리를 통해 인스턴스를 생성하고 반환합니다. new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하면 자바스크립트 엔진은 다음과 같은 과정을 거쳐 암묵적으로 인스턴스를 생성하고 인스턴스를 초기화한 후 암묵적으로 인스턴스를 반환합니다.

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

암묵적으로 빈 객체가 생성됩니다. 이 빈 객체가 바로(아직 완성되지는 않았지만) 생성자 함수가 생성한 인스턴스입니다. 그리고 암묵적으로 생성된 빈 객체, 즉 인스턴스는 this에 바인딩됩니다. 이 처리는 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 실행되는 런타임 이전에 실행됩니다.

바인딩(name binding)이란 식별자와 값을 연결하는 과정을 의미합니다. 예를 들어 변수 선언은 변수 이름(식별자)과 확보된 메모리 공간의 주소를 바인딩하는 것입니다. this 바인딩은 this(키워드로 분류되지만 식별자 역할을 합니다.)와 this가 가리킬 객체를 바인딩하는 것입니다.

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 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 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가하고 생성자 함수가 인수로 전달받은 초기값을 인스턴스 프로퍼티에 할당하여 초기화하거나 고정값을 할당합니다.

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}
  
  	// 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function(){
  	return 2 * this.radius;
  };
}

3. 인스턴스 반환

생성자 함수 내부의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환됩니다.

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}
  
  	// 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: f}

만약 this가 아닌 다른 객체를 명시적으로 반환하면 this가 반환되지 못하고 return 문에 명시한 객체가 반환됩니다.

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}
  
  	// 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function(){
  	return 2 * this.radius;
  };
  
  // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
  // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적으로 this 반환이 무시된다.
  return {};
}

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

하지만 명시적으로 원시값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환됩니다.

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}
  
  	// 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function(){
  	return 2 * this.radius;
  };
  
  // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
  // 명시적으로 원시 값을 반환하면 암묵적으로 this 반환이 무시된다.
  return 100;
}

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

이처럼 생성자 함수 내부에서 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것은 생성자 함수의 기본 동작을 훼손합니다. 따라서 생성자 함수 내부에서 return문을 반드시 생략해야 합니다.

4. 내부 메서드 [[call]]과 [[Construct]]

함수는 객체이므로 일반 객체(ordinary object)와 동일하게 동작할 수 있습니다. 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드를 모두 가지고 있기 때문입니다.

// 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

일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있습니다.
따라서 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드는 물론, 함수로서 동작하기 위해 함수 객체만을 위한 [[Environment]], [[FormalParameters]] 등의 내부 슬롯과 [[Call]], [[Construct]]같은 내부 메서드를 추가로 가지고 있습니다.

function foo(){}

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

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

함수 객체는 callable이면서 constructor이거나 callable이면서 non-constructor입니다. 즉 모든 함수 객체는 호출할 수 있지만 모든 함수 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 있는 것은 아닙니다.

  • callable : 호출할 수 있는 객체, 즉 함수로서 내부 메서드 [[Call]]을 갖습니다.
  • constructor : 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수로서 내부 메서드 [[Construct]]를 갖습니다.
  • non-constructor : 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수로서 내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않습니다.

5. constructor와 non-constructor 구분

  • constructor : 함수 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수다)
  • non-constructor : 메서드(ES6 메서드 축약 표현), 화살표 함수
// 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 constructor다.
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 표현만 메서드로 인정한다.
const obj = {
	x(){}
};

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

함수를 프로퍼티 값으로 사용하면 일반적으로 메서드로 통칭합니다. 하지만 ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6의 메서드 축약 표현만을 의미합니다.

함수를 일반 함수로서 호출하면 함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되고 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출하면 내부 메서드 [[Construct]]가 호출됩니다. non-constructor인 함수 객체를 생성자 함수로서 호출하면 에러가 발생합니다.

6. new 연산자

new 연산자와 함께 함수를 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작합니다.

// 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};
}

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

7. new target

new.target은 this와 유사하게 constructor인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역 변수와 같이 사용되며 메타 프로퍼티라 부릅니다.

함수 내부에서 new.target을 사용하면 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되었는지 확인할 수 있습니다.
new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 함수 내부의 new.target은 함수 자신을 가리킵니다. new 연산자 없이 일반 함수로서 호출된 함수 내부의new.target은 undefiend입니다.

따라서 함수 내부에서 new.target을 사용하여 new 연산자와 생성자 함수로서 호출했는지 확인하여 그렇지 않은 경우 new 연산자와 함께 재귀 호출을 통해 생성자 함수로서 호츨할 수 있습니다.

// 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())

참고로 대부분의 빌트인 생성자 함수(String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등)는 new 연산자와 함께 호출되었는지를 확인한 후 적절한 값을 반환합니다.

let obj = new Object();
console.log(obj); // {}

obj = Object();
console.log(obj); // {}

let f = new Function('x', 'return x ** x');
console.log(f); // f anonymous(x) {return x ** x}

f =  Function('x', 'return x ** x');
console.log(f);  // f anonymous(x) {return x ** x}

하지만 String, Number, Boolean 생성자 함수는 new 연산자와 함께 호출했을 때 String, Number, Boolean 객체를 생성하여 반환하지만 new 연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 값을 반환합니다. 이를 통해 데이터 타입을 변환 하기도 합니다.

const str = String(123)
console.log(str, typeof str); // 123 string

const num = Number('123'); 
console.log(num, typeof num); // 123 number

const bool = Boolean('true');
console.log(bool, typeof bool); // true boolean

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