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Study/Javascript 왕초보

[Javascript] 17장 생성자 함수에 의한 객체 생성 (deep dive)

by jeongwle 2022. 5. 30.
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10장 객체 리터럴에서 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식을 살펴 보았다. 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 가장 일반적이고 간단한 객체 생성 방식이다. 이번 장에서는 다양한 객체 생성 방식 중에서 생성자 함수를 사용하여 객체를 생성하는 방식을 살펴본다. 객체 리터럴을 사용하는 것과 생성자 함수를 사용하는 것의 장단점을 살펴보자.

 

Object 생성자 함수

new 연산자와 함께 object 생성자 함수를 호출하면 빈 객체를 생성하여 반환한다. 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 또는 메서드를 추가하여 객체를 완성할 수 있다.

// 빈 객체 생성
const person = new Object();

// 프로퍼티 추가
person.name = 'Lee';
person.sayHello = function () {
    console.log('Hi! My name is ' + this.name);
};

console.log(person); // {name: "Lee", sayHello: Function}
person.sayHello(); // Hi! My name is Lee

 

 

생성자 함수란 new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수를 말한다. 생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스라 한다.

자바스크립트는 Object 생성자 함수 이외에도 String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등의 빌트인 생성자 함수를 제공한다.

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

// 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(함수) 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 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 30 2022 17:30:00 GMT+0900 (대한민국 표준시)

 

반드시 Object 생성자 함수를 사용해 빈 객체를 생성해야 하는 것은 아니다. 객체를 생성하는 방법은 객체 리터럴을 사용하는 것이 더 간편하다. 특별한 이유가 없다면 유용해 보이지 않는다.

 

생성자 함수

1. 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 직관적이고 간편하다. 하지만 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 단 하나의 객체만 생성한다. 동일한 프로퍼티를 갖는 객체를 여러 개 생성해야 하는 경우 매번 같은 프로퍼티를 기술해야 하기 때문에 비효율적이다.

 

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

 

원을 표현한 객체인 circle1과 circle2 객체의 경우 프로퍼티 구조가 동일하다. 객체 고유의 상태 데이터인 radius 프로퍼티의 값은 객체마다 다를 수 있지만 getDiameter 메서드는 완전히 동일하다. 이러한 객체 수십 개를 객체 리터럴로 생성하는 것은 비효율적이다.

 

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 있다.

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

const circle1 = new Circle(5);
const circle2 = new Circle(10);

console.log(circle1.getDiameter()); // 10
console.log(circle2.getDiameter()); // 20

생성자 함수는 그 형식이 정해져 있지 않다. 일반 함수와 동일한 방법으로 생성자 함수를 정의하고 new 연산자와 함께 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다. new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로 동작한다.

 

※ this 키워드 (간략하게 살펴보고 가자 22장에서 자세하게 다룬다)

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

함수 호출 방식 this가 가리키는 값(this 바인딩)
일반 함수로서 호출 전역 객체
메서드로서 호출 메서드를 호출한 객체(마침표 앞의 객체)
생성자 함수로서 호출 생성자 함수가(미래에) 생성할 인스턴스
function foo() {
    console.log(this);
}

// 일반적인 함수로서 호출
// 전역 객체는 브라우저 환경에서는 window, Node.js 환경에서는 global을 가리킨다.
foo();

const obj = { foo }; // ES6 프로퍼티 축약 표현

// 메서드로서 호출
obj.foo(); // obj         node.js 실행값 {foo: [Function: foo]}

// 생성자 함수로서 호출
const inst = new foo(); // inst     node.js 실행값 foo {}

 

3. 생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

생성자 함수의 역할은 프로퍼티 구조가 동일한 인스턴스를 생성하기 위한 템플릿(클래스)으로서 동작하여 인스턴스를 생성하는 것과 생성된 인스턴스를 초기화 하는 것이다. 생성자 함수가 인스턴스를 생성하는 것은 필수이고, 생성된 인스턴스를 초기화하는 것은 옵션이다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
    // 인스턴스 초기화
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
}

// 인스턴스 생성
const circle1 = new Circle(5);

 

생성자 함수 내부의 코드를 살펴보면 this에 프로퍼티를 추가하고 필요에 따라 전달된 인수를 프로퍼티의 초기값으로서 할당하여 인스턴스를 초기화한다. 하지만 인스턴스를 생성하고 반환하는 코드는 보이지 않는다.

자바스크립트 엔진은 다음과 같은 암묵적인 처리를 통해 인스턴스를 생성하고 반환한다.

 

● 인스턴스 생성과 this 바인딩

암묵적으로 빈 객체가 생성된다. 이 빈 객체가 바로 생성자 함수가 생성한 인스턴스다. 그리고 이 인스턴스는 this에 바인딩된다. 이 처리는 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 실행되는 런타임 이전에 실행된다.

 

●인스턴스 초기화

생성자 함수에 기술되어 있는 코드가 한 줄씩 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가하고 생성자 함수가 인수로 전달받은 초기값을 인스턴스 프로퍼티에 할당하여 초기화하거나 고정값을 할당한다. 이 처리는 개발자가 기술한다.

 

● 인스턴스 반환

생성자 함수 내부의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다. 만약 this가 아닌 다른 객체를 명시적으로 반환하면 this가 반환되지 못하고 return 문에 명시한 객체가 반환된다. 하지만 명시적으로 원시 값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다.

 

function Circle(radius) {
    // 1. 암묵적으로 빈 객체가 생성되고 this에 바인딩된다.
    
    // 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
    
    // 3. 암묵적으로 this를 반환한다.
    // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다. ex) return {};
    // 명시적으로 원시 값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다. ex) return 100;
}

const circle = new Circle(1);
console.log(circle);

 

생성자 함수 내부에서 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것은 생성자 함수의 기본 동작을 훼손한다. 따라서 생성자 함수 내부에서 return 문을 반드시 생략해야 한다!!

 

4. 내부 메서드 [[Call]]과 [[Construct]]

함수 선언문 또는 함수 표현식으로 정의한 함수는 일반적인 함수로서 호출할 수 있는 것은 물론 생성자 함수로서 호출할 수 있다. 생성자 함수로서 호출한다는 것은 new 연산자와 함께 호출하여 객체를 생성하는 것을 의미한다.

 

함수는 객체이므로 일반 객체와 동일하게 동작할 수 있다. 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드를 모두 가지고 있기 때문이다.

// 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

 

함수는 객체이지만 일반 객체와는 다르다. 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다. 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 있다. -> 내부 슬롯과 내부 메서드를 다시 살펴봐야겠다... 그냥 읽고 넘겼는데 다시 정리해야 느낌적으로 말고 제대로 이해할 수 있을 것 같다.

 

함수가 일반 함수로서 호출되면 함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되고 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 내부 메서드 [[Construct]]가 호출된다.

function foo () {}

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

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

 

내부 메서드 [[Call]]을 갖는 함수 객체를 callable이라 하며, 내부 메서드 [[Construct]]를 갖는 함수 객체를 constructor, [[Construct]]를 갖지 않는 함수 객체를 non-constructor라고 부른다. callable은 호출할 수 있는 객체, 즉 함수를 말한다. constructor는 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, non-constructor는 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수를 의미한다.

 

호출할 수 없는 객체는 함수 객체가 아니므로 함수로서 기능하는 객체, 즉 함수 객체는 반드시 callable이어야 한다. 따라서 모든 함수 객체는 내부 메서드 [[Call]]을 갖고 있으므로 호출할 수 있다. 하지만 모든 함수 객체가 [[Constructor]]를 갖는 것은 아니다. 다시 말해, 함수 객체는 constructor일 수도 있고 non-constructor일 수도 있다.

 

즉, 모든 함수 객체는 호출할 수 있지만 모든 함수 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 있는 것은 아니다.

 

5. constructor와 non-constructor의 구분

자바스크립트 엔진은 함수 정의를 평가하여 함수 객체를 생성할 때 함수 정의 방식에 따라 함수를 constructor와 non-constructor로 구분한다.

 

  • constructor: 함수 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수다)
  • non-constructor: 메서드(ES6 메서드 축약 표현), 화살표 함수

이 때 주의할 것은 ECMAScript 사양에서 메서드로 인정하는 범위가 일반적인 의미의 메서드보다 좁다는 것이다.

// 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 constructor이다.
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 통칭한다. 하지만 ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6의 메서드 축약 표현만을 의미한다. 

 

6. new 연산자

 

다시 나중으로 ....

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