17장 생성자 함수에 의한 객체 생성

2023년 4월 8일 234p~248p

17장 생성자 함수에 의한 객체 생성

17.1 Object 생성자 함수

new 연산자와 함께 Object 생성자 함수를 호출하면 먼저 빈 객체를 생성하여 반환하고, 프로퍼티 또는 메서드를 추가한다.

// 빈 객체의 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: ƒ}
person.sayHello(); // Hi! My name is Lee

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

17.2 생성자 함수

17.2.1 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 단 하나의 객체만 생성하기 때문에 동일한 프로퍼티를 가지는 여러 개의 객체를 생성할 경우 비효율적이다.

17.2.2 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점은 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 간편하게 생성할 수 있는 것이다.

this란?
객체 자신의 프로퍼티나 메서드를 참조하기 위한 자기 참조 변수다. 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

// 함수는 다양한 방식으로 호출될 수 있다.
function foo() {
  console.log(this);
}

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

// 메서드로서 호출
const obj = { foo }; // ES6 프로퍼티 축약 표현
obj.foo(); // obj

// 생성자 함수로서 호출
const inst = new foo(); // inst

일반 함수와 동일한 방법으로 생성자 함수를 정의하고, new 연산자와 함께 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작하고, 그렇지 않으면 일반 함수로 동작한다.

17.2.3 생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

생성자 함수의 역할은 인스턴스를 생성하는 것과 생성된 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 초기값을 할당함으로써 인스턴스를 초기화하는 것이다.

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

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

this에 프로퍼티를 추가하고 필요에 따라 전달된 아규먼트를 프로퍼티의 초기값으로서 할당하여 인스턴스를 초기화한다. 하지만 코드에는 인스턴스를 생성하고 반환하는 부분은 보이지 않는다. 이는 자바스크립트 엔진이 암묵적인 처리를 통해 인스턴스를 생성하고 반환하기 때문이다. 자세한 과정을 살펴보자.

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

암묵적으로 빈 객체가 생성되고, 이 빈 객체 즉 인스턴스는 this에 바인딩 된다. 생성자 함수 내부의 this가 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리키는 이유가 바로 이것이다. 이 처리는 런타임 이전에 실행된다.

* 바인딩 : 식별자와 값을 연결하는 과정이다. this 바인딩은 this와 this가 가리킬 객체를 바인딩하는 것이다.

2. 인스턴스 초기화

생성자 함수에 기술되어 있는 코드가 한 줄씩 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화 한다. 즉 this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가하고, 생성자 함수가 아규먼트로 전달 받은 초기값을 인스턴스 프로퍼티에 할당하여 초기화하거나 고정값을 할당한다.

3. 인스턴스 반환

생성자 함수 내부의 모든 처리가 완료되면, 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.

  // 2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };

  // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다
}

// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 암묵적으로 this를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // Circle {radius: 1, getDiameter: ƒ}

만약 this가 아닌 다른 객체를 명시적으로 반환하면 그 객체가 반환되고, 원시값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다. 이처럼 생성자 함수 내부에서 다른 값을 반환하게되면 생성자 함수의 기본 동작이 회손되므로 생성자 함수 내부에서 return문은 반드시 생략해야 한다.

17.2.4 내부 메서드 [[Call]]과 [[Construct]]

함수 선언문 또는 함수 표현식으로 정의한 함수는 일반적인 함수로서 호출할 수 있는 것은 물론 생성자 함수로서 호출할 수 있다(new 연산자 사용하여). 함수는 객체이므로 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드를 모두 가지고 있기 때문에 일반 객체와 동일하게 동작할 수 있다. 함수는 객체이지만 호출할 수 있다는 점에서 일반 객체와는 다르다.

함수 객체는 함수로서 동작하기 위해 [[Environment]], [[FormalParameters]] 등의 내부 슬롯과 [[Call]], [[Construct]] 같은 내부 메서드를 추가로 가지고 있다. 함수가 일반 함수로서 호출되면 [[Call]]이, new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 [[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 callable, [[Construct]]를 갖는 함수 객체를 constructor, [[Construct]]를 갖지 않는 함수 객체를 non-constructor라고 부른다. callable은 호출할 수 있는 객체(함수)를 말하며 모든 함수 객체는 이를 갖고 있으므로 호출이 가능해진다. constructor는 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수를, non-constructor는 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수를 말한다.

function foo() {}

// 일반 함수로서 호출
// [[Call]]이 호출된다. 모든 함수 객체는 [[Call]]이 구현되어 있다.
foo();

// 생성자 함수로서 호출
// [[Construct]]가 호출된다. 이때 [[Construct]]를 갖지 않는다면 에러가 발생한다.
new foo();

17.2.5 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
non-constructor : 메서드(ES6 메서드 축약 표현), 화살표 함수

// 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 표현만을 메서드로 인정한다.
const obj = {
  x() {}
};

new obj.x(); // TypeError: obj.x is not a constructor

생성자 함수로서 호출될 것을 기대하고 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수에 new 연산자를 붙여 호출 시 생성자 함수처럼 동작된다.

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
let inst = new add();

// 함수가 객체를 반환하지 않았으므로 반환문이 무시된다. 따라서 빈 객체가 생성되어 반환된다.
console.log(inst); // {}

// 객체를 반환하는 일반 함수
function createUser(name, role) {
  return { name, role };
}

// 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
inst = new createUser('Lee', 'admin');
// 함수가 생성한 객체를 반환한다.
console.log(inst); // {name: "Lee", role: "admin"}

17.2.6 new 연산자

new 연산자와 함께 함수를 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다. 즉 내부 메서드 [[Call]]이 호출되는 것이 아닌 [[Construct]]가 호출된다.

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 생성자 함수로서 정의하지 않은 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
let inst = new add();

// 함수가 객체를 반환하지 않았으므로 반환문이 무시된다. 따라서 빈 객체가 생성되어 반환된다.
console.log(inst); // {}

// 객체를 반환하는 일반 함수
function createUser(name, role) {
  return { name, role };
}

// 일반 함수를 new 연산자와 함께 호출
inst = new createUser('Lee', 'admin');
// 함수가 생성한 객체를 반환한다.
console.log(inst); // {name: "Lee", role: "admin"}

반대로 new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하면 일반 함수로 동작하며 [[Call]]이 호출된다.

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

// new 연산자 없이 생성자 함수 호출하면 일반 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle); // undefined

// 일반 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.
console.log(radius); // 5
console.log(getDiameter()); // 10

circle.getDiameter();
// TypeError: Cannot read property 'getDiameter' of undefined

Circle 함수를 일반 함수로 호출하면 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다. 따라서 radius 프로퍼티와 getDiameter 메서드는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.

일반 함수와 생성자 함수를 구분하기 위해 생성자 함수는 첫 문자를 대문자로 기술하는 파스칼 케이스로 명명한다.

17.2.7 new.target

생성자 함수가 new 연산자 없이 호출되는 것을 방지하기 위해 ES6에서는 new.target을 지원한다. new.target은 this와 유사하게 constructor인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역 변수와 같이 사용되며 메타 프로퍼티라고 부른다(IE는 지원하지 않음).

함수 내부에서 new.target을 사용하면 new 연산자와 함께 생성자로서 호출되었는지 확인할 수 있다. new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 함수 내부의 new.target은 함수 자신을 가리킨다. new 연산자 없이 일반 함수로서 호출된 함수 내부의 new.target은 undefined다.

이러한 확인 과정을 통해 new 연산자를 통해 호출되지 않은 경우 재귀를 사용하여 생성자 함수로서 호출할 수 있다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  // 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 new.target은 undefined다.
  if (!new.target) {
    // new 연산자와 함께 생성자 함수를 재귀 호출하여 생성된 인스턴스를 반환한다.
    return new Circle(radius);
  }

  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

// new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하여도 new.target을 통해 생성자 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle.getDiameter());  // 10

만약 new.target을 사용할 수 없는 상황이라면 스코프 세이프 생성자 패턴을 사용할 수 있다.

// Scope-Safe Constructor Pattern
function Circle(radius) {
  // 생성자 함수가 new 연산자와 함께 호출되면 함수의 선두에서 빈 객체를 생성하고
  // this에 바인딩한다. 이때 this와 Circle은 프로토타입에 의해 연결된다.

  // 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 이 시점의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.
  // 즉, this와 Circle은 프로토타입에 의해 연결되지 않는다.
  if (!(this instanceof Circle)) {
    // new 연산자와 함께 호출하여 생성된 인스턴스를 반환한다.
    return new Circle(radius);
  }

  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}

// new 연산자 없이 생성자 함수를 호출하여도 생성자 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle.getDiameter()); // 10

new 연산자와 함께 생성자 함수에 의해 생성된 객체는 프로토타입에 의해 생성자 함수와 연결된다. 이를 통해 new 연산자와 함께 호출되었는지 확인할 수 있다.

Object와 Function 생성자 함수는 new 연산자 없이 호출해도 new 연산자와 함께 호출했을 경우와 동일하게 동작한다.

let obj = new Object();
console.log(obj); // {}

obj = Object();
console.log(obj); // {}

let f = new Function('x', 'return x ** x');
console.log(f); // ƒ anonymous(x) { return x ** x }

f = Function('x', 'return x ** x');
console.log(f); // ƒ anonymous(x) { return x ** x }

하지만 String, Number, Boolean 생성자 함수는 new 연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 값을 반환하며 이를 통해 데이터 타입 변환이 가능해진다.

const str = String(123);
console.log(str, typeof str); // 123 string

const num = Number('123');
console.log(num, typeof num); // 123 number

const bool = Boolean('true');
console.log(bool, typeof bool); // true boolean

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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

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