[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 25. 클래스

클래스 정의

클래스는 class 키워드를 사용하여 정의

• 클래스 이름은 생성자 함수와 마찬가지로 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다. 

// 클래스 선언문
class Person {}

• 함수와 마찬가지로 표현식으로 클래스를 정의할 수도 있다. 
  • 이때 클래스는 함수와 마찬가지로 이름을 가질 수도 있고, 갖지 않을 수도 있다. 

// 익명 클래스 표현식
const Person = class {};

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

• 클래스는 함수이다.
  • 따라서 클래스는 값처럼 사용할 수 있는 일급 객체이다. 
• 클래스 몸체에는 0개 이상의 메서드만 정의할 수 있다. 
• 클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메서드는 constructor(생성자), 프로토타입 메서드, 정적 메서드의 세 가지가 있다. 

✅일급 객체로서 클래스의 특징

• 무명의 리터럴로 생성할 수 있다. 즉, 런타임에 생성이 가능하다.
• 변수나 자료구조(객체, 배열 등)에 저장할 수 있다.
• 함수의 매개변수에 전달할 수 있다.
• 함수의 반환값으로 사용할 수 있다. 

클래스 호이스팅

• 클래스 선언문으로 정의한 클래스는 함수 선언문과 같이 소스코드 평가 과정, 즉 런타임 이전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성한다.

// 클래스 선언문 
class Person {} 

console.log(typeof Person); // function

• 이때 클래스가 평가되어 생성된 함수 객체는 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor이다.
• 단, 클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다. 

const Person = ''; 
{ 
	// 호이스팅이 발생하지 않는다면 ''이 출력되어야 한다.
	console.log(Person); 
	// ReferenceError: Cannot access 'Person' before initialization
    
    // 클래스 선언문
    class Person {}
}

• 클래스 선언문도 변수 선언, 함수 정의와 마찬가지로 호이스팅이 발생한다.
• 단, 클래스는 let, const 키워드로 선언한 변수처럼 호이스팅된다.
• 클래스 선언문 이전에 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다. 
• 모든 선언문은 런타임 이전에 먼저 실행되기 때문에 var, let, const, function, function*, class 키워드를 사용하여 선언된 모든 식별자는 호이스팅된다. 

인스턴스 생성

• 클래스는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다. 
• 함수는 new 연산자의 사용 여부에 따라 일반 함수로 호출되거나 인스턴스 생성을 위한 생성자 함수로 호출되지만 클래스는 인스턴스를 생성하는 것이 유일한 존재 이유이므로 반드시 new 연산자와 함께 호출해야 한다. 
• 클래스 표현식으로 정의된 클래스의 경우 다음 예제와 같이 클래스를 가리키는 식별자(Person)를 사용해 인스턴스를 생성하지 않고 기명 클래스 표현식의 클래스 이름(MyClass)을 사용해 인스턴스를 생성하면 에러가 발생한다. 

class Person {} 

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

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

const Person = class MyClass {};

// 함수 표현식과 마찬가자로 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: MyCass is not defined

메서드

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

1️⃣ constructor 

인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수 메서드

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

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

• constructor는 이름을 변경할 수 없다. 
• constructor는 생성자 함수와 유사하지만 몇 가지 차이가 있다.
• constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다. 
• 만약 클래스가 2개 이상의 constructor를 포함하면 문법 에러가 발생한다.
• constructor는 생략할 수 있다.
  • 이 경우 클래스에 빈 constructor가 암묵적으로 정의된다. 

2️⃣ 프로토타입 메서드

• 생성자 함수를 사용하여 인스턴스를 생성하는 경우 프로토타입 메서드를 생성하기 위해서는 명시적으로 프로토타입에 메서드를 추가해야 한다. 
• 클래스 몸체에서 정의한 메서드는 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식과는 다르게 클래스의 prototype 프로퍼티에 메서드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입 메서드가 된다. 
• 생성자 함수와 마찬가지로 클래스가 생성한 인스턴스는 프로토타입 체인의 일원이 된다. 

3️⃣ 정적 메서드

• 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 메서드
• 생성자 함수의 경우 정적 메서드를 생성하기 위해서는 명시적으로 생성자 함수에 메서드를 추가해야 한다. 
• 클래스에서는 메서드에 static 키워드를 붙이면 정적 메서드(클래스 메서드)가 된다. 
• 정적 메서드는 프로토타입 메서드처럼 인스턴스로 호출하지 않고 클래스로 호출한다. 

class Person { 
    // 생성자 
    constructor(name) { 
        // 인스턴스 생성 및 초기화 
        this.name = name; 
    } 
    
    // 정적 메서드 
    static sayHi() { 
    console.log( 'Hi! '); 
    } 
}

• 위의 Person 클래스는 다음과 같이 프로토타입 체인을 생성한다. 

📍 정적 메서드와 프로토타입 메서드의 차이

1. 정적 메서드와 프로토타입 메서드는 자신이 속해 있는 프로토타입 체인이 다르다.
2. 정적 메서드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메서드는 인스턴스로 호출한다.
3. 정적 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만 프로토타입 메서드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있다. 

📍 클래스에서 정의한 메서드의 특징

1. function 키워드를 생략한 메서드 축약 표현을 사용한다.
2. 객체 리터럴과는 다르게 클래스에 메서드를 정의할 때는 콤마가 필요 없다.
3. 암묵적으로 strict mode로 실행된다.
4. for ... in 문이나 Object.keys 메서드 등으로 열거할 수 없다. 즉, 프로퍼티의 열거 가능 여부를 나타내며, 불리언 값을 갖는 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false다.
5. 내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는 non-constructor이다. 따라서 new 연산자와 함께 호출할 수 없다. 

클래스의 인스턴스 생성 과정

1️⃣ 인스턴스 생성과 this 바인딩

• new 연산자와 함께 클래스를 호출하면 constructor 내부 코드가 실행되기에 앞서 암묵적으로 빈 객체가 생성되고, 이 인스턴스는 this에 바인딩된다. 
• 따라서 constructor 내부의 this는 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킨다. 

 2️⃣ 인스턴스 초기화

• constructor의 내부 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다. 
• this에 바인딩되어있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티 값을 초기화한다. 
• constructor가 생략되었다면 이 과정도 생략된다. 

3️⃣ 인스턴스 반환

• 클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

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 초기화힌다． 
        this.name = name; 
        
        // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다． 
    } 
}

프로퍼티

✅ 인스턴스 프로퍼티

• 인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 한다. 

✅ 접근자 프로퍼티

• 접근자 프로퍼티는 자체적으로는 값을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수로 구성된 프로퍼티이다.
• 접근자 프로퍼티는 클래스에서도 사용할 수 있다. 

✅ 클래스 필드 정의 제안

• 클래스 필드는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어이다. 
• 인스턴스를 생성할 때 외부 초기값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 기존 방식을 사용한다. 
• 외부 초기 값으로 클래스 필드를 초기화할 필요가 없다면 기존의 constructor에서 인스턴스 프로퍼티를 정의하는 방식과 클래스 필드 정의 제안 모두 사용할 수 있다. 

✅ private 필드 정의 제안

• 자바스크립트는 캡슐화를 완전하게 지원하지 않아 인스턴스 프로퍼티는 인스턴스를 통해 클래스 외부에서 언제나 참조할 수 있는 public이다. 
• private 필드를 사용할 때에는 선두에 #을 붙여준다.
• private 필드를 참조할 때에도 #을 붙여줘야 한다. 

접근 가능성	public	private
클래스 내부	O	O
자식 클래스 내부	O	X
클래스 인스턴스를 통한 접근	O	X

• private 필드는 반드시 클래스 몸체에 정의해야 한다.
  • 직접 constructor에 정의할 경우 에러가 발생한다. 

✅ static 필드 정의 제안

• TC39 프로세스의 stage 3(candidate)에서는 static public 필드, static private 필드, static private 메서드를 정의할 수 있다. 

상속에 의한 클래스 확장

✅ 클래스 상속과 생성자 함수 상속

• 상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다. 

• 클래스와 생성자 함수는 인스턴스를 생성할 수 있는 함수라는 점에서 매우 유사하다. 
  • 클래스는 상속을 통해 기존 클래스를 확장할 수 있는 문법이 기본적으로 제공되지만 생성자 함수는 그렇지 않다. 

✅ extends 키워드

• 상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다. 
• 상속을 통해 확장된 ㅣ클래스를 서브클래스라 부르고, 서브클래스에게 상속된 클래스를 수퍼클래스라 부른다. 

✅ 동적 상속

• extends 키워드는 클래스뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수도 있다.
  • 단, extends 키워드 앞에는 반드시 클래스가 와야한다.
• extends 키워드 다음에는 클래스뿐만이 아니라 [[Construct]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다 .
  • 이를 통해 동적으로 상속받을 대상을 결정할 수 있다.

✅ 서브클래스의 constructor

• 서브클래스에서 constructor를 생략하면 클래스에 다음과 같은 constructor가 암묵적으로 정의된다.
• args는 new 연산자와 함께 클래스를 호출할 때 전달한 인수의 리스트이다. 
• 수퍼클래스와 서브클래스 모두 constructor를 생략하면 빈 객제가 생성된다.
• 프로퍼티를 소유하는 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 인스턴스에 프로퍼티를 추가해야 한다.

✅ super 키워드

• super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수도 있는 특수한 키워드이다. 
• super 키워드는 아래와 같이 동작한다. 

📍super 호출

super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor를 호출한다. 

• 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않는 경우 서브클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야 한다.
• 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.
• super는 반드시 서브클래스의 constructor에서만 호출한다.
  • 서브클래스가 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 super를 호출하면 에러가 발생한다.

📍super 참조

메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

• 서브클래스의 프로토타입 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드 sayHi를 가리킨다. 
• 서브클래스의 정적 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 정적 메서드 sayHi를 가리킨다. 

✅ 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

1. 서브클래스의 super 호출
2. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩
3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화
4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩
5. 서브클래스의 인스턴스 초기화
6. 인스턴스 반환