25장. 클래스

80721 단어 모던자바모던자바

1. 클래스의 정의

자바스크립트는 프로토타입기반 객체지향 언어이다
즉, 프로토타입 기반 객체지향 언어는 클래스가 필요없는 객체지향 언어 상속을 구현할 수 있다

클래스의 특징이 몇가지가 있다.

  • new 연산자 없이 호출하면 에러가 발생하며, new 연산자 없이 호출하면 일반 함수로서 호출된다

  • 클래스를 상속하기 위해서 extends 와 super 키워드를 사용한다
    단, 생성자 함수는 이를 지원하지 않는다

  • 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다
    하지만, 함수 선언문으로 정의된 생성자 함수는 함수 호이스팅이
    함수 표현식으로 정의된 생성자 함수는 변수 호이스팅이 발생

  • 클래스 내의 모든 코드에는 암묵적으로 strict mode가 적용된다
    생성자 함수는 그렇지 않다

  • 클래스의 contructor 프로토타입 메서드 정적 메서드 모두 [[Enumerable]]값이 false이다

따라서 클래스는 새로운 객체 생성 매커니즘으로 보는 것이 좋다

클래스 키워드를 사용해 정의 

//클래스 선언문
class Persoon { }
// 익명 클래스 표현식
const Person = class {};
// 기명 클래스 표현식
const Person = class MyClass {};

클래스의 몸체에는 0개 이상의 메서드만 정의할 수 있다

  • 생성자
  • 프로토타입 메서드
  • 정적 메서드
// 클래스 선언문
class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다.
  }

  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }

  // 정적 메서드
  static sayHello() {
    console.log('Hello!');
  }
}
// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');

// 인스턴스의 프로퍼티 참조
console.log(me.name); // Lee

// 프로토타입 메서드 호출
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

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

2. 클래스 호이스팅

클래스는 함수로 평가된다

// 클래스 선언문
class Person {}

console.log(typeof Person); // function

따라서 클래스 정의 이전에 참조 할 수 없다

console.log(Person);
// ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization

// 클래스 선언문
class Person {}

왜냐하면 클래스도 호이스팅이 발생하기 때문이다

const Person = '';

{
  // 호이스팅이 발생하지 않는다면 ''이 출력되어야 한다.
  console.log(Person);
  // ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization

  // 클래스 선언문
  class Person {}
}

단, 클래스는 let, const키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅이 된다
따라서 클래스 선언문 이전에 일시적 사각지대에 빠지게 되어 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다
모든 선언문은 런타임 이전에 실행된다

3. 인스턴스 생성

클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다

class Person {}

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

// 클래스를 new 연산자 없이 호출하면 타입 에러가 발생한다.
const other = Person();
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

클래스 표현식으로 정의된 클래스의 경우,

const Person = class MyClass {};

// 함수 표현식과 마찬가지로 클래스를 가리키는 식별자로 인스턴스를 생성해야 한다.
const me = new Person();

// 클래스 이름 MyClass는 함수와 동일하게 클래스 몸체 내부에서만 유효한 식별자다.
console.log(MyClass); // ReferenceError: MyClass is not defined

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

4. 메서드

클래스의 몸체에는 0개 이상의 메서드만 선언할 수 있다

📍 constructor 생성자

인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메서드 

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }
}
// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');

오로지 하나의 생성자만 정의할 수 있다.

class Person {
  constructor() {
    // 고정값으로 인스턴스 초기화
    this.name = 'Lee';
    this.address = 'Seoul';
  }
}

// 인스턴스 프로퍼티가 추가된다.
const me = new Person();
console.log(me); // Person {name: "Lee", address: "Seoul"}

객체를 반환하는 것도 가능하긴 하다

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

    // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다.
    return {};
  }
}

// constructor에서 명시적으로 반환한 빈 객체가 반환된다.
const me = new Person('Lee');
console.log(me); // {}

원신값을 반환하면 this가 반환된다

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

    // 명시적으로 원시값을 반환하면 원시값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다.
    return 100;
  }
}

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

즉, constructor 내부에서 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것도 가능하긴 하지만
이는 클래스의 기본 동작을 훼손시키는 것이므로 contructor 내부에서 return문은 반드시 생략해야 한다

📍 프로토타입 메서드

생성자 함수에서 프로토타입 메서드를 추가하는 방법은 다음과 같다

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

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

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

인스터스를 생성 및 초기화를 진행하면서 프로토타입 메서드를 정의할 수도 있다

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 프로토타입 메서드
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }
}

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

// me 객체의 프로토타입은 Person.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(me) === Person.prototype; // -> true
me instanceof Person; // -> true

// Person.prototype의 프로토타입은 Object.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(Person.prototype) === Object.prototype; // -> true
me instanceof Object; // -> true

// me 객체의 constructor는 Person 클래스다.
me.constructor === Person; // -> true

생성자 함수와 마찬가지고 클래스가 생성한 인스턴스는 프로토타입 체인의 일원이 된다

📍 정적 메서드

인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 정적 메서드
Person.sayHi = function () {
  console.log('Hi!');
};

// 정적 메서드 호출
Person.sayHi(); // Hi!

또는

class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 정적 메서드
  static sayHi() {
    console.log('Hi!');
  }
}
// 정적 메서드는 클래스로 호출한다.
// 정적 메서드는 인스턴스 없이도 호출할 수 있다.
Person.sayHi(); // Hi!
// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');
me.sayHi(); // TypeError: me.sayHi is not a function

정적 메서드가 존재하는 클래스는 인스턴스 프로토타입 체인상에 존재하지 않기에 인스턴스로 클래스의 메서드를 상속받을 수 없다

  • 정적메서드와 프로토타입 메서드가 속한 프로토타입 체인이 다르다
  • 정적메서드는 클래스로
    프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출
  • 정적메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만
    프로토타입 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있다.
class Square {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  // 프로토타입 메서드
  area() {
    return this.width * this.height;
  }
}

const square = new Square(10, 10);
console.log(square.area()); // 100

// 표준 빌트인 객체의 정적 메서드
Math.max(1, 2, 3);          // -> 3
Number.isNaN(NaN);          // -> true
JSON.stringify({ a: 1 });   // -> "{"a":1}"
Object.is({}, {});          // -> false
Reflect.has({ a: 1 }, 'a'); // -> true

5. 클래스의 인스턴스 생성 과정

  1. 인스턴스 생성과 this 바인딩
  2. 인스턴스 초기화
  3. 인스턴스 반환
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.
  }
}

6. 프로퍼티

📍 인스턴스 프로퍼티

contructor 내부에서 정의되어야 한다

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

const me = new Person('Lee');

// name은 public하다.
console.log(me.name); // Lee

📍 접근자 프로퍼티 get,set

getter는 인스턴스 프로퍼티에 접근할 때마다 프로퍼티의 값을 조작하거나 별도의 행위가 필요할 때 사용
setter는 프로퍼티처럼 값을할당하는 형식으로 사용

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(' ');
  }
};

// 데이터 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조.
console.log(`${person.firstName} ${person.lastName}`); // Ungmo Lee

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 저장
// 접근자 프로퍼티 fullName에 값을 저장하면 setter 함수가 호출된다.
person.fullName = 'Heegun Lee';
console.log(person); // {firstName: "Heegun", lastName: "Lee"}

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조
// 접근자 프로퍼티 fullName에 접근하면 getter 함수가 호출된다.
console.log(person.fullName); // Heegun Lee

// fullName은 접근자 프로퍼티다.
// 접근자 프로퍼티는 get, set, enumerable, configurable 프로퍼티 어트리뷰트를 갖는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(person, 'fullName'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: true, configurable: true}

📍 클래스 필드 정의 제안

클래스 필드는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어
자바스크립트의 클래스 몸체에는 메서드만 정의할 수 있다.
클래스 몸체에 클래스 필드를 선언하면 SyntaxError가 발생한다

class Person1 {
  // 클래스 필드 정의
  name = 'Lee';
}

const me = new Person1();
console.log(me); // Person {name: "Lee"}

class Person2 {
  // this에 클래스 필드를 바인딩해서는 안된다.
  this.name = ''; // SyntaxError: Unexpected token '.'
}

클래스 필드를 참조할 경우, 생성자 함수내에서 this를 반드시 사용해야 한다

class Person {
  name;

  constructor(name) {
    // 클래스 필드 초기화.
    this.name = name;
  }
}

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

함수는 일급 객체(다른 객체들에 일반적으로 적용 가능한 연산을 모두 지원하는 객체)이므로 클래스 필드에서 메서드를 정의할 수도 있다

class Person {
  // 클래스 필드에 문자열을 할당
  name = 'Lee';

  // 클래스 필드에 함수를 할당
  getName = function () {
    return this.name;
  }
  // 화살표 함수로 정의할 수도 있다.
  // getName = () => this.name;
}

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

자바스크립트는 private public protected 키워드와 같은 접근 제한자가 지원되지 않는다
따라서 기본적으로 public하며 #으로 private를 클래스 몸체에서만 정의할 수 있다

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 없다.
console.log(me.#name);
// SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class
            
            
            
            
class Person2 {
  // private 필드 정의
  #name = '';

  constructor(name) {
    this.#name = name;
  }

  // name은 접근자 프로퍼티다.
  get name() {
    // private 필드를 참조하여 trim한 다음 반환한다.
    return this.#name.trim();
  }
}

const me = new Person2(' Lee ');
console.log(me.name); // Lee

7. 상속에 의한 클래스 확장

상속에 의한 클래스 확장extends은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다

  • 상속을 통해 확장된 클래스를 서브 클래스
  • 서브 클래스에게 상속된 클래스를 수퍼 클래스 
// 수퍼(베이스/부모)클래스
class Base {}

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

📍 extends

class Animal {
  constructor(age, weight) {
    this.age = age;
    this.weight = weight;
  }

  eat() { return 'eat'; }

  move() { return 'move'; }
}

// 상속을 통해 Animal 클래스를 확장한 Bird 클래스
class Bird extends Animal {
  fly() { return 'fly'; }
}

const bird = new Bird(1, 5);

console.log(bird); // Bird {age: 1, weight: 5}
console.log(bird instanceof Bird); // true
console.log(bird instanceof Animal); // true

console.log(bird.eat());  // eat
console.log(bird.move()); // move
console.log(bird.fly());  // fly

extends 키워드는 클래스 뿐만아니라 생성자 함수를 상속받는 것도 가능하다
단, extends 앞에는 반드시 클래스가 와야 한다

// 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}

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

📍 super

super를 호출하면 수퍼클래스의 생성자를 호출한다

단, 서브 클래스에서 contructor를 생략하지 않는 경우,
super를 호출한 뒤에 this를 참조해야 한다

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(a, b) { // ④
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  constructor(a, b, c) { // ②
    super(a, b); // ③
    this.c = c;
  }
}

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

메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수도 있다

// 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?
  1. 서브 클래스의 super 호출
    서브클래스는 자신이 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼클래스에게 인스턴스 생성을 위임한다
  1. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩
    수퍼클래스의 constructor 내부의 코드가 실행되기 이전에는 암묵적으로 빈 객체를 생성하고,
    인스턴스는 this에 바인딩이 된다
// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true
...
  1. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화
    this가 바인딩 되어있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스 프로퍼티를 초기화 한다
// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true

    // 인스턴스 초기화
    this.width = width;
    this.height = height;

    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
  }
...
  1. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩
    super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩되고
    서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그대로 사용한다
// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
...

  1. 서브클래스의 인스턴스 초기화
    this에 바인딩된 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스 프로퍼티를 초기화

  2. 인스턴스 반환
    그렇게 처리가 끝난 this를 반환

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}

    // 인스턴스 초기화
    this.color = color;

    // 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4, color: "red"}
  }
...

8. 표준 빌트인 생성자 함수 확장

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
  // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다: [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
  uniq() {
    return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
  }

  // 모든 배열 요소의 평균을 구한다: [1, 2, 3] => 2
  average() {
    return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
  }
}

const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray); // MyArray(4) [1, 1, 2, 3]

// MyArray.prototype.uniq 호출
console.log(myArray.uniq()); // MyArray(3) [1, 2, 3]
// MyArray.prototype.average 호출
console.log(myArray.average()); // 1.75
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