[JS] 클래스

📌 클래스와 생성자 함수의 차이

클래스	생성자 함수
new 연산자 없이 호출하면 에러 발생함	new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로서 호출됨
상속을 지원하는 extends와 super 키워드 제공 (상속 관계를 구현을 더 간결하고 명료하게 함)	extends와 super 키워드 지원 X
호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작함	함수 선언문으로 정의된 경우 함수 호이스팅, 함수 표현식으로 정의된 경우 변수 호이스팅 발생
암묵적으로 strict mode가 적용됨	암묵적으로 strict mode 적용 X
constructor, 프로토타입 메서드, 정적 메서드의 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumable] 값이 모두 false임	프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumable] 값이 true임

 

📌 클래스  정의

• class 키워드를 사용해 정의함
• 표현식으로 클래스를 정의할 수 있음 -> 클래스는 값으로 사용할 수 있는 일급 객체임

// 클래스 선언문
class One {}

// 익명 클래스 표현식
const Two = class {};

// 기명 클래스 표현식
const Three = class MyClass {};

 

클래스가 일급 객체로서 가지는 특징

• 무명의 리터럴로 생성할 수 있음 (런타임에 생성 가능)
• 변수나 자료 구조(객체, 배열 등)에 저장할 수 있음
• 함수의 매개변수에 전달할 수 있음
• 함수 반환값으로 사용 가능

 

📌 클래스  호이스팅

• 클래스 선언문으로 정의한 클래스는 소스코드 평가 과정(런타임 이전)에 먼저 평가되어 함수 객체(constructor)를 생성함
• 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없음
• 클래스는 let, const 키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅 돼 선언문 이전에 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작함

 

📌 인스턴스 생성

• 클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성함

class Person {}

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

• new 연산자 없이 호출할 경우 에러가 발생함
• 클래스 표현식으로 정의된 클래스의 경우 클래스를 가리키는 식별자를 사용해 인스턴스를 생성하지 않고 기명 클래스 표현식의 클래스 이름을 사용해 인스턴스를 생성하면 에러가 발생함 (클래스 표현식에서 사용한 클래스 이름은 외부 코드에서 접근 불가능하기 때문)

const Person = class MyClass {};

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

console.log(MyClass); // ReferenceError: MyClass is not defined

const you = new MyClass(); // ReferenceError: MyClass is not defined

 

📌 메서드

클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드에는 constructor(생성자), 프로토타입 메서드, 정적 메서드 세 가지가 있음

// 클래스 선언문
class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name; // public
  }
  
  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi, My name is ${this.name}`);
  }
  
  // 정적 메서드
  static sayHello() {
    console.log("Hello!");
  }
}

// 인스턴스 생성
const me = new Person("Kim");

// 인스턴스와 프로퍼티 참조
console.log(me.name); // Kim

// 프로토타입 메서드 호출
me.sayHi(); // Hi, My name is Kim

// 정적 메서드 호출
Person.sayHello(); // Hello!

 

constructor

• constructor: 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드
• new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 클래스는 인스턴스를 생성함
• 생성자 함수와 마찬가지로 constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 인스턴스 프로퍼티가 되고 constructor 내부의 this는 생성자 함수와 마찬가지로 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킴
• 클래스 정의가 평가되면 constructor의 기술된 동작을 하는 함수 객체가 생성됨 (constructor는 메서드로 해석되는 것이 아니라 클래스가 평가되어 생성한 함수 객체의 코드의 일부가 됨)
• constructor와 생성자 함수의 차이
  • constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있음
  • constructor는 생략할 수 있음 (constructor 내에서는 인스턴스 생성과 동시에 인스턴스 프로퍼티 추가를 통해 인스턴스의 초기화를 실행하기 때문에 인스턴스를 초기화하려면 constructor를 생략해선 안됨)
  • constructor는 별도의 반환문을 갖지 않아야 함 (클래스가 호출되면 암묵적으로 this(인스턴스)를 반환하고, this가 아닌 다른 객체를 반환하면 return문에 명시한 객체가, 명시적으로 원시값을 반환하면 무시되고 this가 반환됨)

프로토타입 메서드

• 클래스 몸체에서 정의한 메서드는 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식과는 다르게 클래스의 prototype 프로퍼티에 메서드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입 메서드가 됨
• 클래스가 생성한 인스턴스는 프로토타입 체인의 일원이 됨
• 클래스 몸체에서 정의한 메서드는 인스턴스의 프로토타입에 존재하는 프로토타입 메서드가 됨
• 클래스는 생성자 함수와 마찬가지로 프로토타입 기반의 객체 생성 매커니즘임

정적 메서드

• 정적 메서드: 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드
• 클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드(클래스 메서드)가 됨
• 정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출함
• 인스턴스의 프로토타입 체인 상에는 클래스가 존재하지 않기 때문에 인스턴스로 클래스의 메서드를 상속받을 수 없어 정적 메서드를 인스턴스로 호출할 수 없음

정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

정적 메서드	프로토타입 메서드
정적 메서드 내부의 this는 클래스를 가리킴	프로토타입 메서드 내부의 this는 프로토타입 메서드를 호출한 인스턴스를 가리킴
클래스로 호출	인스턴스로 호출
인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없음	인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있음
애플리케이션 전역에서 사용할 유틸리티 함수를 전역 함수로 정의하지 않고 메서드로 구조화할 때 유용함	-

 

클래스에서 정의한 메서드의 특징

• function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현 사용
• 객체 리터럴과는 다르게 클래스에 메서드를 정의할 때는 콤마가 필요 없음
• 암묵적으로 strict mode로 실행됨
• 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumable]]가 false 값을 가짐 (for ... in문이나 Object.keys 메서드 등으로 열거할 수 없음)
• 내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는 non-constructor (new 연산자와 함께 호출할 수 없음)

 

📌 클래스의 인스턴스 생성 과정

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩
   • new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 constructor의 내부 코드가 실행되기에 앞서 암묵적으로 빈 객체(클래스가 생성한 인스턴스)가 생성됨
   • 이때 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체가 설정되고 암묵적으로 생성된 빈 객체인 인스턴스는 this에 바인딩됨
   • constructor 내부의 this는 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킴
2. 인스턴스 초기화
   • constructor의 내부 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화함
   • this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티 값을 초기화함 (constructor가 생략된 경우 이 과정도 생략됨)
3. 인스턴스 반환
   • 클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환됨

 

📌 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티

• 인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 함
• constructor 내부에서 this에 인스턴스 프로퍼티를 추가함으로써 인스턴스에 프로퍼티가 추가되어 인스턴스가 초기화됨
• constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 언제나 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼티가 됨

접근자 프로퍼티

• 접근자 프로퍼티: 자체적으로는 값([[Value]] 내부 슬롯)을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수(getter, setter)로 구성된 프로퍼티
• getter: 인스턴스 프로퍼티에 접근할 때마다 프로퍼티 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용. 메서드 이름 앞에 get 키워드를 사용해 정의함
• setter: 인스턴스 프로퍼티에 값을 할당할 때마다 프로퍼티 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용. 메서드 이름 앞에 set 키워드를 사용해 정의함
• getter는 프로퍼티처럼 참조하는 형식으로 사용하며, 참조 시에 내부적으로 getter가 호출됨
• setter도 프로퍼티처럼 값을 할당하는 형식으로 사용하며, 할당 시에 내부적으로 setter가 호출됨
• 클래스의 메서드는 기본적으로 프로토타입 메서드가 되기 때문에 클래스의 접근자 프로퍼티 또한 인스턴스 프로퍼티가 아닌 프로토타입의 프로퍼티가 됨

클래스 필드 정의 제안

• 클래스 필드: 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어
• 자바스크립트의 클래스 몸체에는 메서드만 선언할 수 있기 때문에 클래스 몸체에 자바와 유사하게 클래스 필드를 선언하면 문법 에러가 발생함
• 자바스크립트에서도 인스턴스 프로퍼티를 마치 클래스 기반 객체지향 언어의 클래스 필드처럼 정의할 수 있는 새로운 표준 사양인 "Class field declarations"가 TC39 프로세스의 stage3(candidate)에 제안되어 있음 -> es2019부터 정식 표준으로 승급함

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

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

• 클래스 몸체에서 클래스 필드를 정의하는 경우 this에 클래스 필드를 바인딩해선 안됨 (this는 클래스의 constructor와 메서드 내에서만 유효함)
• 클래스 필드를 참조하는 경우 자바스크립트에서는 this를 반드시 사용해야 함
• 클래스 필드에 초기값을 할당하지 않으면 undefined를 가짐
• 인스턴스를 생성할 때 외부의 초기값으로 클래스 필드를 초기화해야 할 필요가 있다면 constructor에서 클래스 필드를 초기화해야 함
• 클래스 필드를 통해 메서드를 정의할 수 있지만 이 함수는 프로토타입 메서드가 아닌 인스턴스 메서드가 되기 때문에 권장하지 않음
• 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 방식
  1. 인스턴스를 생성할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 기존 방식 사용
  2. 인스턴스를 생성할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 없다면 기존 방식과 클래스 필드 정의 모두 사용 가능함

private 필드 정의 제안

• 인스턴스 프로퍼티는 언제나 public임
• 클래스 필드 정의를 사용하더라도 클래스 필드는 기본적으로 public 하기 때문에 외부에 그대로 노출됨
• TC39 프로세스의 stage3(candidate)에는 private 필드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양이 제안되어 있음 -> es2019부터 정식 표준으로 승급함

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 없음
console.log(me.#name); // SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class

• private 필드의 선두에는 #를 붙여주며, private 필드를 참조할 때도 #을 붙여주어야 함
• public 필드는 어디서든 참조할 수 있지만 private 필드는 클래스 내부에서만 참조할 수 있음
• 클래스 외부에서 접근자 프로퍼티를 통해 private 필드에 간접적으로 접근하는 것은 유효함
• private 필드는 반드시 클래스 몸체에 정의해야 함 (private 필드를 직접 constructor에 정의하면 에러가 발생함)

static 필드 정의 제안

• static public 필드, static private 필드, static private 메서드를 정의할 수 있는 새로운 표준 사양인 "Static class features"가 TC39 프로세스의 stage3(candidate)에 제안되어 있음 -> es2019부터 정식 표준으로 승급함

class MyMath {
  // static public 필드 정리
  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 것
• 클래스는 상속을 통해 기존 클래스를 확장할 수 있는 문법(extends 키워드)이 기본적으로 제공되지만 생성자 함수는 그렇지 않음
• 상속에 의한 클래스 확장은 코드 재사용 관점에서 매우 유용함

 

extends 키워드

• extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의하고 상속을 통해 클래스를 확장할 수 있음
• 수퍼클래스: 서브클래스에게 상속된 클래스
• 서브클래스: 상속을 통해 확장된 클래스
• extends 키워드의 역할은 수퍼클래스와 서브클래스 간의 상속 관계를 설정하는 것
• 수퍼클래스와 서브클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성함 (프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속 가능)

// 수퍼클래스(부모클래스)
class Base {}

// 서브클래스(자식클래스)
class Derived extends Base {}

 

동적 상속

• extends 키워드는 클래스뿐 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수도 있음
• extends 키워드 다음에는 클래스뿐 아니라 [[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있음

function Base1() {}

class Base2 {}

let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브클래스
class Derived extends (condition ? Base1 : Base2) {}

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

console.log(derived instanceof Base1); // true
console.log(derived instanceof Base2); // false

 

서브클래스의 constructor

• 서브클래스에서 constructor를 생략하면 클래스에 다음과 같은 constructor가 암묵적으로 정의됨

// args는 new 연산자와 함께 클래스를 호출할 때 전달한 인수의 리스트
constructor(...args) { super(...args); }

• super()는 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출하여 인스턴스를 생성함

 

super 키워드

• super: 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드
• super 호출
  • super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출함
  • 수퍼클래스의 constructor 내부에서 추가한 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 있음
  • 수퍼클래스에서 추가한 프로퍼티와 서브클래스에서 추가한 프로퍼티를 모두 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 없음
  • 인스턴스 초기화를 위해 전달한 인수는 수퍼클래스와 서브클래스에 배분되고 상속 관계의 두 클래스는 서로 협력하여 인스턴스를 생성함

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

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

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

• super 호출 시 주의사항
  1. 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않는 경우 서브클래스의 constructor에서 반드시 super를 호출해야 함
  2. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없음
  3. super는 반드시 서브클래스의 constructor에서만 호출해야함 (서브클래스가 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 호출 시 에러 발생)
• super 참조
  • 메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있음
  • super 참조를 통해 수퍼클래스의 메서드를 참조하려면 super가 수퍼클래스의 메서드가 바인딩된 객체, 즉 수퍼클래스의 prototype 프로퍼티에 바인딩된 프로토타입을 참조할 수 있어야 함
  • 내부 슬롯 [[HomeObject]]를 가지는 함수만이 super 참조를 할 수 있으며, ES6의 메서드 축약 표현으로 정의된 함수만이 [[HomeObject]]를 가짐
  • super 참조는 수퍼클래스의 메서드를 참조하기 위해 사용하므로 서브클래스의 메서드에서 사용해야 함

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  
  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

// 서브클래스
class Dervied extends Base {
  sayHi() {
    // super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드를 가리킴
    return `${super.sayHi()}. How are you doing?`;
  }
}

const derived = new Derived('Kim');
console.log(derived.sayHi()); // Hi Kim. How are you doing?

 

상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

1. 서브클래스의 super 호출
   • 서브클래스가 new 연산자와 함께 호출되면 서브클래스 constructor 내부의 super 키워드가 함수처럼 호출되고 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)가 호출됨
   • 자바스크립트 엔진은 클래스를 평가할 때 수퍼클래스와 서브클래스를 구분하기 위해 "base" 또는 "derived"를 값으로 갖는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]를 가짐
   • 서브클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼클래스에게 인스턴스 생성을 위임하기 때문에 constructor에서 반드시 super를 호출해야 함
2. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩
   • 수퍼클래스의 constructor 내부 코드가 실행되기 전에 암묵적으로 객체(인스턴스)를 생성하고 이를 this에 바인딩함
   • 인스턴스는 수퍼클래스가 생성했지만 new.target은 서브클래스를 가리키기 때문에 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리됨
3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화
   • 수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화함
   • this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 프로퍼티를 초기화함
4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩
   • super의 호출이 종료되고 제어 흐름이 서브클래스의 constructor로 돌아오고 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩됨
   • 서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그대로 사용
   • super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않으며, this 바인딩도 할 수 없기 때문에 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없음
5. 서브클래스의 인스턴스 초기화
   • 서브클래스의 constructor에 기술되어 있는 인스턴스 초기화
   • this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 프로퍼티를 초기화함
6. 인스턴스 반환
   • 클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환됨

 

표준 빌트인 생성자 함수 확장

• extends 키워드를 다음에는 클래스뿐만 아니라 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있음
• String, Number, Array와 같은 표준 빌트인 객체도 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 생성자 함수이므로 extends 키워드를 사용하여 확장할 수 있음

 

 

참고문헌 및 출처 : 모던 자바스크립트 Deep Dive (이웅모)