[모던 자바스크립트 Deep Dive] 17장 생성자 함수에 의한 객체 생성

17장 생성자 함수에 의한 객체 생성

객체 리터럴을 사용하여 객체를 생성하는 방식과 생성자 함수를 사용하여 객체를 생성하는 방식과의 장단점을 살펴보자.

17-1 Object 생성자 함수

new연산자와 함께 Object생성자 함수를 호출하면 빈 객체를 생성하여 반환한다. 빈 객체에 프로퍼티나 메서드를 추가할 수 있다.

// 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 함수(constructor)
new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수.
생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스(instance)라고 한다.
Object 생성자 함수 외에도 String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise등의 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.dir(func);        // ƒ anonymous(x)

// Array 생성자 함수에 의한 Array 객체(배열) 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 04 2020 08:36:33 GMT+0900 (대한민국 표준시)

Object 생성자 함수보다 객체 리터럴을 사용하는 것이 더 간편한다.

17-2 생성자 함수

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 직관적이고 간편하다. 하지만 단 하나의 객체만 생성할 수 있다.
따라서 동일한 프로퍼티를 갖는 객체를 여러개 생성해야 하는 경우 객체 리터럴로 생성하는 방식은 비효율 적이다.

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

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

생성자 함수를 사용하면 템플릿(클래스)처럼 프로퍼티가 동일한 구조의 객체를 여러개 생성할 수 있다. 이런 경우 생성자 함수를 사용하는 것이 효율적이다.

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

// 인스턴스의 생성
const circle1 = new Circle(5);  // 반지름이 5인 Circle 객체를 생성
const circle2 = new Circle(10); // 반지름이 10인 Circle 객체를 생성

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

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

함수 호출 방식this가 가리키는 값(this 바인딩)

일반 함수로서 호출	전역 객체
메서드로서 호출	메서드를 호출한 객체(마침표 앞의 객체)
생성자 함수로서 호출	생성자 함수가 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 => {foo: f}

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

생성자 함수는 객체를 생성하는 함수다. 하지만 java와 같은 클래스 기반 객체지향 언어의 생성자와는 다르게 그 형식이 정해져 있는 것이 아니라 일반 함수와 동일한 방법으로 생성자 함수를 정의하고 new연산자와 함께 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  // 생성자 함수 내부의 this는 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리킨다.
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };
}
// new 연산자와 함께 호출하지 않으면 생성자 함수로 동작하지 않는다.
// 즉, 일반 함수로서 호출된다.
const circle3 = Circle(15);

// 일반 함수로서 호출된 Circle은 반환문이 없으므로 암묵적으로 undefined를 반환한다.
console.log(circle3); // undefined

// 일반 함수로서 호출된 Circle내의 this는 전역 객체를 가리킨다.
console.log(radius); // 15

생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

생성자 함수의 역할은 인스턴스를 생성하는 것과 생성된 인스턴스를 초기화 하는 것이다.

new연산자와 함께 생성자 함수를 호출하면 다음과 같은 과정을 거쳐 암묵적으로 인스턴스를 생성하고 초기화한뒤 반환한다.

1.인스턴스 생성과 this 바인딩
암묵적으로 빈 객체가 생성된다. 그리고 암묵적으로 생성된 빈 객체는 this에 바인딩된다.
이 처리는 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 실행되는 런타임 이전에 실행된다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 빈 객체가 생성되고 this에 바인딩된다.
  console.log(this); // Circle {}

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

2.인스턴스 초기화
생성자 함수에 기술되어 있는 코드가 한 줄씩 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가하고 생성자 함수가 인수로 전달받은 초기값을 할당한다.

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.인스턴스 반환
생성자 함수 내부의 모든 처리가 끝나면 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 this가 반환되지 못하고 return문에 명시한 객체가 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. 암묵적으로 this를 반환한다.
  // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다.
  return {};
}

// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 명시적으로 반환한 객체를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // {}

return {};으로 인해 다른 객체가 반환된다.

하지만 명시적으로 원시 값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 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. 암묵적으로 this를 반환한다.
  // 명시적으로 원시값을 반환하면 원시값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다.
  return 100;
}

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

return 100;이 있어도 원시값이라 무시되고 this객체가 리턴된다.

내부 메서드 [[Call]]과 [[Construct]]

함수는 일반함수로도 생성자 함수로도 호출할 수 있다.
함수는 객체이므로 일반객체와 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.

함수가 일반 함수로서 호출되면 [[Call]]이 호출되고, new연산자와 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 메서드함수 객체

[[Call]] O	callable
[[Construct]] O	constructor
[[Construct]] X	non-constructor

함수 객체는 반드시 callable이어야 한다. 따라서 모든 함수 객체는 내부 메서드 [[Call]]을 갖고 있으므로 호출할 수 있다.
하지만 모든 함수 객체가 [[Construct]]를 갖는 것은 아니다. 함수 객체는 constructor일 수도 있고 non-constructor일 수도 있다.

constructor와 non-constructor의 구분

non-constructor는 [[Construct]] 내부 메서드가 없는 함수 객체 즉, new연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없는 함수 객체이다.

구분예

constructor	함수 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수)
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

new 연산자

일반 함수와 생성자 함수에 특별한 형식적 차이는 없다. new연산자와 함께 함수를 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다.
함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되는 것이 아니라 [[Construct]]가 호출된다. 단 함수는 constructor이어야 한다. non-constructor는 안된다.

// 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 };
}

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

반대로 new연산자 없이 호출하면 일반 함수로 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

Circle함수를 new연산자와 함께 생성자 함수로서 호출하면 함수 내부의 this는 Circle 인스턴스를 가리킨다.
하지만 Circle함수를 일반 함수로 호출하면 함수 내부의 this는 window를 가리킨다.

new.target

ES6에서는 new.target을 지원한다.
생성자 함수가 new연산자 없이 호출되는 것을 방지하기 위해 파스칼 케이스 컨벤션을 사용하지만, 그래도 실수는 발생할 수 있다.

new.target연산자는 this와 유사하게 constructor인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역변수와 같이 사용되며 메타 프로퍼티라고 부른다.(IE는 지원안함)

new연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 함수 내부의 new.target은 함수 자신을 가리킨다. new연산자 없이 일반 함수로 호출되면 undefined를 반환한다.

// 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());

※ 스코프 세이프 생정자 패턴scope-safe constructor new.target을 사용할 수 없는 상황이라면 스코프 세이프 생성자 패턴을 사용할 수 있다. instanceof 연산자를 활용한다.

// 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

※ 빌트인 생성자 함수 참고로 대부분의 빌트인 생성자 함수(Object, String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise등)는 new연산자와 함께 호출되었는지를 확인한 후 적절한 값을 반환한다.
예를들어 Object와 Function함수는 new연산자 없이 호출해도 new연산자와 함께 호출한 경우와 동일하게 동작한다.

Object, Function

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 }

반면 String, Number, Boolean은 new연산자와 함께 호출했을 때 객체를 생성하여 반환하지만,
new연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 원시 값을 반환한다.

String, Number, Boolean

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