[딥다이브] 클래스 (2)

yunji_kim·2023년 3월 30일
딥다이브스터디자바스크립트

모던 자바스크립트 스터디

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해당 포스팅은 위키북스의 '모던 자바스크립트 Deep Dive'를 읽고 공부한 개념을 정리한 글입니다.

25장 클래스

클래스의 인스턴스 생성 과정

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

new 연산자와 함께 클래스 호출 → 빈 객체 생성(=인스턴스) → 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype프로퍼티가 가리키는 객체가 설정됨 → 인스턴스가 this에 바인딩 됨

2. 인스턴스 초기화

this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티 값을 초기화

3. 인스턴스 반환

모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 반환됨 

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.
  }
}

프로퍼티

인스턴스 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에 정의해야 한다.

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

const me = new Person('Lee');
console.log(me); // Person {name: "Lee"}

접근자 프로퍼티 (getter, setter 함수)

접근자 프로퍼티는 자체적으로 값을 갖지 않고 다른 데이터의 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용한다. 

const person = {
  // 데이터 프로퍼티
  firstName: 'Ungmo',
  lastName: 'Lee',

  // fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티다.
  // getter 함수
  get fullName() {
    return `${this.firstName} ${this.lastName}`;
  },
  // setter 함수
  set fullName(name) {
    // 배열 디스트럭처링 할당: "36.1. 배열 디스트럭처링 할당" 참고
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
};

클래스 필드 정의 제안

클래스 필드는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어이다. 최신 Node.js에서는 다음과 같이 클래스 필드를 클래스 몸체에 정의할 수 있다.

class Person {
  // 클래스 필드 정의
  name = 'Lee';
}

const me = new Person();
console.log(me); // Person {name: "Lee"}

따라서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 방식은 두 가지이다.

  • 인스턴스를 생성할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 경우 : constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 기존 방식
  • 클래스 필드를 초기화할 필요가 없는 경우 : 클래스 필드 정의 제안

private 필드 정의 제안

자바스크립트는 캡슐화를 완전히 지원하지 않는다. private, public, protected 키워드와 같은 접근 제한자를 지원하지 않기 때문에, 인스턴스 프로퍼티는 언제나 public이다. (인스턴스를 통해 외부에서 언제나 참조할 수 있다.)

하지만 최근 private 필드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양이 제안되어 있다. 

class Person {
  // private 필드 정의. 필드 선두에 #을 붙여준다.
  #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

private 필드는 클래스 내부에서만 참조할 수 있다. private 필드는 반드시 constructor가 아닌 클래스 몸체에 정의해야 한다.

static 필드 정의 제안

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

상속에 의한 클래스 확장

클래스 상속과 생성자 함수 상속

상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확장할 수 있는 문법인 extends 키워드가 제공되지만 생성자 함수는 제공되지 않는다.

클래스 확장 - extends 키워드

extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

// 수퍼(베이스/부모)클래스
class Base {}

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

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

동적 상속

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

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

// 생성자 함수를 상속받는 서브클래스
class Derived extends Base {}

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

클래스 확장 - super 키워드

super키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고, this와 같이 식별자를 참조할 수 있는 특별한 키워드이다. super는 다음과 같이 동작한다.

  • super를 호출하면 수퍼(부모)클래스의 constructor를 호출한다.
  • super를 참조하면 수퍼(부모)클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

super 호출

super을 호출하면 수퍼클래스의 constructor를 호출한다.

수퍼클래스의 constructor 내부 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성할 경우 서브클래스의 constructor를 생략할 수 있다.

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

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  constructor(a, b, c) { 
    **super(a, b);** // super 호출
    this.c = c;
  }
}

const derived = new Derived(1, 2, 3); // ①
console.log(derived); // Derived {a: 1, b: 2, c: 3}

❗ super 호출 시 주의 사항
1. 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않는 경우 서브클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야한다.
2. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.
3. super는 반드시 서브클래스의 constructor에서만 호출한다. 서브클래스가 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 super를 호출하면 에러가 발생한다.

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?

  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?

상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

1) 서브클래스의 super 호출

서브클래스가 new 연산자와 함께 호출되면 서브클래스 constructor 내부의 super키워드가 함수처럼 호출된다. super가 호출되면 수퍼클래스의 constructor가 평가되어 생성된 함수 객체의 코드가 실행되기 시작한다.

즉, 서브클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼클래스에게 인스턴스 생성을 위임하는 것이다. 이것이 서브클래스의 constructor에서 반드시 super를 호출해야하는 이유이다.

2) 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼클래스의 constructor 내부 코드가 실행되기 전에 암묵적으로 생성된 빈 객체(인스턴스)는 this에 바인딩된다. 이 때 new 연산자와 함께 호출된 함수를 가리키는 new.target은 서브클래스를 가리킨다. 따라서 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리된다.

3) 수퍼클래스의 인스턴스 초기화

수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.

4) 서브클래스 constructor로의 복귀와 this바인딩

super 호출이 종료되고 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다. 서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그대로 사용한다.

이처럼 super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않고 this 바인딩도 할 수 없다. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에 this를 참조할 수 없는 이유가 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.

6) 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

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