✏️모던자바스크립트 Deep Dive 25장

25장 클래스

25.1 클래스는 프로토타입의 문법적 설탕인가?

자바스크립트 ES5에서는 클래스 없이도 생성자 함수와 프로토타입을 통해 객체 지향 언어의 상속을 구현할 수 있다.

var Person = (function () {
  function Person (name) {
    this.name = name;
  }
  
  Person.prototype.sayHi = function () {
    console.log('Hi! My name is ' + this.name);
  };
  
  return Person;
}());

var me = new Person('Lee');
me.sayHi();
// Hi! My name is Lee

ES6에서 도입된 클래스는 기존 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍보다 클래스 기반 객체지향 프로그래밍에 익숙한 프로그래머가 빠르게 학습할 수 있도록 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어와 흡사한 새로운 객체 생성 메커니즘을 제시한다.

클래스와 생성자 함수는 모두 프로토타입 기반의 인스턴스를 생성하지만 클래스가 더 엄격하고 생성자 함수에서는 제공하지 않는 기능도 있다.

🧐차이점

• 클래스를 new 연산자 없이 호출하면 에러 발생하지만 생성자 함수를 new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로서 호출된다.
• 클래스는 상속을 지원하는 extends와 super 키워드를 제공한다.
• 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작하지만 함수 선언문으로 정의된 생성자 함수는 함수 호이스팅, 함수 표현식을 정의한 생성자 함수는 변수 호이스팅이 발생한다.
• 클래스의 constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드는 모두 프로퍼티 어트리뷰트의 [[Enumerable]]의 값이 false이다.

25.2 클래스 정의

클래스는 class 키워드로 정의하고 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다.
함수와 마찬가지로 표현식으로 클래스를 정의할 수도 있다.
클래스를 표현식으로 정의할 수 있다는 것은 클래스가 값으로 사용할 수 있는 일급 객체라는 것을 의미한다.

• 무명의 리터럴로 생성 가능 (런타임에 생성 가능)
• 변수나 자료구조에 저장 가능
• 함수의 매개변수에게 값 전달 가능
• 함수의 반환값으로 사용 가능

25.3 클래스 호이스팅

클래스 선언문으로 정의한 클래스는 함수 선언문과 같이 런타임 이전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성한다. 이 때 생성된 함수 객체는 호출 가능한 constructor이다. 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 생성된다. 프로토타입과 생성자 함수는 언제나 쌍으로 존재한다.

클래스 선언문도 변수 선언, 함수 정의처럼 호이스팅이 발생한다.
하지만 클래스는 let, const 키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅된다. (TDZ 때문)

25.4 인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이고 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.

class Person {}

const me = new Person();
console.log(me);
// Person {}

25.5 메서드

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

25.5.1 constructor

constructor는 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수 메서드로 이름을 변경할 수 없다.
클래스는 평가되어 함수 객체가 된다. 함수와 동일하게 프로토타입과 연결되어 있고 자신의 스코프 체인을 구성한다.
생성자 함수와 마찬가지로 constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 인스턴스 프로퍼티가 된다.
constructor는 메서드로 해석되는 것이 아니라 클래스가 평가되어 생성한 함수 객체 코드의 일부가 된다. 즉, 클래스 정의가 평가되면 constructor의 기술된 동작을 하는 함수 객체가 생성된다.

25.5.2 프로토타입 메서드

생성자 함수를 사용해 인스턴스를 생성할 때는 프로토타입 메서드를 생성하기 위해 명시적으로 프로토타입에 메서드를 추가해야 한다.

function Person(name) {
  this.name = name;
}

Person.prototype.sayHi = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};

const me = new Person('Lee');
me.sayHi();
// Hi! My name is Lee

클래스 몸체에서 정의한 메서드는 인스턴스의 프로토타입에 존재하는 프로토타입 메서드가 된다. 인스턴스는 프로토타입 메서드를 상속받아 사용할 수 있다.
결국 클래스는 생성자 함수와 마찬가지로 프로토타입 기반의 객체 생성 메커니즘이다.

25.5.3 정적 메서드

정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드이다.
생성자 함수는 정적 메서드를 생성하기 위해 명시적으로 생성자 함수에 메서드를 추가해야 한다.

function Person(name) {
  this.name = name;
}

Person.sayHi = function () {
  console.log('Hi');
};

Person.sayHi();
// Hi

정적 메서드는 클래스에 바인딩된 메서드가 된다. 클래스는 함수 객체이므로 자신의 프로퍼티/메서드를 소유할 수 있다.
정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출한다.

25.5.4 정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

• 정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속한 프로토타입 체인이 다르다.
• 정적 메서드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출한다.
• 정적 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만 프로토타입 메서드는 가능하다.

25.5.5 클래스에서 정의한 메서드의 특징

• function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현을 사용한다.
• 객체 리터럴과 다르게 클래스에 메서드를 정의할 때는 콤마가 필요 없다.
• 암묵적으로 strict mode로 실행된다.
• for ... in 문이나 Object.keys 메서드 등으로 열거할 수 없다.
• 내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는 non-constructor이다.

25.6 클래스의 인스턴스 생성 과정

1.인스턴스 생성과 this 바인딩
new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 constructor의 내부 코드가 실행되기 전에 암묵적으로 빈 객체(클래스가 생성한 인스턴스)가 생성된다.
이 때 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체가 설정된다. 그리고 암묵적으로 생성된 빈 객체에 바인딩된다.

2. 인스턴스 초기화
constructor의 내부 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 인스턴스를 초기화한다.

3. 인스턴스 반환
인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

25.7 프로퍼티

25.7.1 인스턴스 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 한다.

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

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

constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 언제나 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼티가 된다.

25.7.2 접근자 프로퍼티

접근자 프로퍼티는 자체적으로 값을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수 getter/setter로 구성된 프로퍼티이다.

getter는 인스턴스의 프로퍼티에 접근할 때마다 프로퍼티의 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용한다.
getter는 메서드 이름 앞에 get 키워드를 사용해 정의한다.
setter는 인스턴스 프로퍼티에 값을 할당할 때마다 프로퍼티 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용한다.
setter는 메서드 이름 앞에 set 키워드를 사용해 정의한다.

getter는 호출이 아닌 프로퍼티처럼 참조하는 형식으로 사용하며, 참조 시에 내부적으로 geeter가 호출된다.
setter도 호출이 아닌 프로퍼티처럼 값을 할당하는 형식으로 사용하며, 할당 시에 내부적으로 setter가 호출된다.

25.7.3 클래스 필드 정의 제안

클래스 필드는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어이다.
클래스 기반 객체지향 언어의 this는 언제나 클래스가 생성할 인스턴스를 가리킨다.
클래스 몸체에서 클래스 필드를 정의할 수 있는 클래스 필드 정의 제안은 아직 ECMAScript의 정식 표준 사양으로 승급되지 않았다.
클래스 필드를 참조하는 경우 자바같은 클래스 기반 객체지향 언어에서는 this를 생략할 수 있지만 자바스크립트에서는 this를 사용해야 한다.

인스턴스를 생성할 때 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor 밖에서 클래스 필드를 정의할 필요가 없다. 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor 내부에서 클래스 필드를 참조해 초기값을 할당해야 한다.

클래스 필드에 함수를 할당하는 경우, 이 함수는 프로토타입 메서드가 아닌 인스턴스 메서드가 된다. 모든 클래스 필드는 인스턴스 프로퍼티가 되기 때문이다.

25.7.4 private 필드 정의 제안

인스턴스 프로퍼티는 인스턴스를 통해 클래스 외부에서 언제나 참조할 수 있다. 클래스 필드 정의 제안을 사용해도 클래스 필드는 기본적으로 public하기 때문에 외부에 그대로 노출된다.

private 필드의 선두에는 #을 붙여준다. (참조할 때도 마찬가지)
private 필드는 클래스 내부에서만 참조할 수 있고 반드시 클래스 몸체에 정의해야 한다.

25.7.5 static 필드 정의 제안

클래스에는 static 키워드를 사용해 정적 메서드를 정의할 수 있다.

25.8 상속에 의한 클래스 확장

25.8.1 상속에 의한 클래스 확장

상속에 의한 클래스 확장은 프로토타입 기반 상속과는 다른 개념이다.
기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장해 정의한다.
클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확장할 수 없는 문법인 extends 키워드가 기본적으로 제공된다.

25.8.2 extends 키워드

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

// 수퍼(베이스/부모)클래스
class Base {}

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

상속을 통해 확장된 클래스를 서브클래스라 부르고, 서브클래스에 상속된 클래스를 수퍼클래스라고 부른다.
수퍼클래스와 서브클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속 가능하다.

25.8.3 동적 상속

extends 키워드는 클래스 뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수 있다.

25.8.4 서브클래스의 constructor

클래스에서 constructor를 생략하면 클래스에 비어있는 contructor가 암묵적으로 정의된다.

25.8.5 super 키워드

super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수 키워드이다.

• super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor를 호출한다.
• super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

super 호출
수퍼클래스의 consturctor 내부에서 추가한 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 있다.
수퍼클래스에서 추가한 프로퍼티와 서브클래스에서 추가한 프로퍼티를 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 없다.
이때 new 연산자와 함께 서브클래스를 호출하면서 전달한 인수 중에서 수퍼클래스의 constructor에 전달할 필요가 있는 인수는 서브클래스의 constructor에서 호출하는 super를 통해 전달한다.

super 참조
메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.
super 참조를 통해 수퍼크래스의 메서드를 참조하려면 super가 수퍼클래스의 메서드가 바인딩된 객체, 즉 수퍼클래스의 prototype 프로퍼티에 바인딩된 프로토타입을 참조할 수 있어야 한다.

25.8.6 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

1. 서브클래스의 super 호출
자바스크립트 엔진은 클래스를 평가할 때 수퍼클래스와 서브클래스를 구분하기 위해 "base" 또는 "derived"를 값으로 갖는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]를 갖는다.
이를 통해 수퍼클래스와 서브클래스는 new 연산자와 함께 호출되었을 때 동작이 다르다.

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

2. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩
수퍼클래스의 constructor 내부 코드가 실행되기 전에 암묵적으로 빈 객체를 생성하는데 이 객체가 바로 클래스가 생성한 인스턴스이다.
이때 인스턴스는 수퍼클래스가 생성한 것이지만 new 연산자와 함께 호출된 클래스가 서브클래스라는 것이 중요하다.
즉, new 연산자와 함께 호출된 함수를 가리키는 new.target은 서브클래스를 가리킨다.
인스턴스는 new.targe이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리된다.

3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화
수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.

4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩
super 호출이 종료되고 제어 흐름이 서브클래스 contructor로 돌아오면 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다. 서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩해 그대로 사용한다.

5. 서브클래스의 인스턴스 초기화
super 호출 이후, 서브클래스의 constructor에 기술되어 있는 인스턴스 초기화가 실행된다.

6. 인스턴스 반환
클래스의 모든 처리가 끝나면 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

25.8.7 표준 빌트인 생성자 함수 확장

extends 키워드 다음에는 클래스 뿐만 아니라 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다.