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javascript 24강(Class)

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JavaScript 24강 예습

  • 24강 : 클래스
    • 클래스 vs 생성자 함수
    • 클래스 정의
    • 클래스 호이스팅
    • 인스턴스 생성
    • 메소드
      • constructor
      • 프로토타입 메소드
      • 정적 메소드
    • 정적 메소드와 프로토타입 메소드의 차이
    • 클래스에서 정의한 메소드의 특징
    • 클래스의 인스턴스 생성 과정
    • 프로퍼티
      • 인스턴스 프로퍼티
      • 접근자 프로퍼티
      • 클래스 필드 정의 제안
      • private 필드 정의 제안
      • static 필드 정의 제안
    • 상속
      • 클래스 상속과 생성자 함수 상속
      • extends 키워드
      • 동적 상속
      • 서브 클래스의 constructor
      • super 키워드
      • super 참조
      • 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

24강

클래스


ES5에서는 클래스 없이 생성자함수와 프로토타입 체인, 클로저를 이용하여 객체 지향 언어의 상속, 캡슐화(정보은닉) 등의 개념을 구현할 수 있다.

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// ES5 생성자 함수
var Person = (function () {
  // 자유 변수이며 private하다
  var _name = '';

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

  // 프로토타입 메소드. 이 메소드는 클로저이다.
  Person.prototype.sayHi = function () {
    console.log('Hi! My name is ' + _name);
  };

  // 생성자 함수 반환
  return Person;
}());

// 인스턴스 생성
var me = new Person('Lee');

// _name은 지역 변수이므로 외부에서 접근하여 변경할 수 없다. 즉, private하다.
// me 객체에는 _name 프로퍼티가 존재하지 않기 때문에 me._name 프로퍼티를 동적 추가뿐이다.
me._name = 'Kim';
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee

ES6에서 새롭게 도입된 클래스는 기존 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍보다 Java나 C#과 같은 클래스 기반 객체지향 프로그래밍에 익숙한 프로그래머가 보다 빠르게 학습할 수 있도록 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어와 매우 흡사한 새로운 객체 생성 매카니즘을 제시하고 있다.

클래스는 함수이며 기존 프로토타입 기반 패턴을 클래스 기반 패턴처럼 사용할 수 있도록 한다.

클래스 vs 생성자 함수

클래스는 생성자 함수와 매우 유사하게 동작하지만 아래와 같이 몇가지 차이가 있다.

  1. 클래스는 new 연산자를 사용하지 않고 호출하면 에러가 발행한다. 하지만 생성자 함수는 new 연산자를 사용하지 않고 호출하면 일반 함수로서 호출된다.
  2. 클래스는 상속을 지원하는 extentds와 super 키워드를 제공한다. 하지만 생성자 함수는 extentds와 super 키워드를 지원하지 않는다.
  3. 클래스는 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다. 하지만 생성자 함수는 함수 호이스팅이 발생한다.
  4. 클래스의 모든 코드는 암묵적으로 strict 모드가 지정되어 실행되며 strict 모드를 해지할 수 없다. 하지만 생성자 함수는 암묵적으로 strict 모드가 지정되지 않는다.
  5. 클래스의 constructor, 프로토타입 메소드, 정적 메소드는 모두 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false이다. 다시 말해, 열거되지 않는다.

클래스 정의

​ 클래스는 class 키워드를 사용하여 정의한다.

클래스 이름은 생성자 함수와 마찬가지로 파스칼 케이스를 사용하는 것이 일반적이다.

파스칼 케이스를 사용하지 않아도 에러가 발생하지는 않는다.

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// 클래스 선언문
class Person {}

일반적이지는 않지만, 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 일급 객체이다. 따라서 다음과 같은 특징을 지니고 있다.

  1. 무명 리터럴로 생성할 수 있다. 런타임에 생성이 가능하다.
  2. 변수나 자료 구조(객체, 배열 등)에 저장할 수 있다.
  3. 함수의 매개변수에 값으로서 전달이 가능하다.
  4. 함수의 반환값으로 사용이 가능하다.

클래스 몸체에는 0개 이상의 메소드만을 선언할 수 있다.

클래스 몸체에서 정의할 수 있는 메소드는 construnctor(생성자), 프로토타입 메소드, 정적 메소드 3가지가 있다.

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

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

  // 정적 메소드
  static sayHello() {
    console.log('Hello!');
  }
}

// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');

// 인스턴스의 프로퍼티 참조
console.log(me.name); // Lee
// 프로토타입 메소드 호출
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee
// 정적 메소드 호출
Person.sayHello(); // Hello!

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클래스 호이스팅

클래스는 클래스 정의 이전에 참조할 수 없다.

클래스도 호이스팅이 된다. (단, let , const 처럼 일시적 사각지대에 빠지게 된다.)


인스턴스 생성

클래스의 정의는 함수다. (typeof시 함수로 찍힌다.)

클래스는 인스턴스를 생성하는 생성자 함수이며 new 연산자와 함께 호출되어 인스턴스를 생성한다.

생성자 함수는 new키워드 없이 호출하게 될 경우, 일반함수로서 호출이 되지만, 클래스는 에러를 일으킨다.

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class Person {}

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

메소드

클래스의 몸체에는 메소드만을 정의할 수 있으며

  1. constructor(생성자) : 인스턴스를 만들경우 해당 인스턴스의 프로퍼티들을 정의한다.
  2. 프로토타입 메소드 : 프로토타입 메소드를 정의한다.
  3. 정적 메소드 : 해당 클래스만의 메소드를 정의한다.
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class Person {
  constructor(name) {  // 생성자
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다.
  }
  sayHi() {  // 프로토타입 메소드
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }
  static sayHello() {   // 정적 메소드
    console.log('Hello!');
  }
}

클래스 정의에 대한 새로운 제안 사양

​ 2019년 8월 현재, 클래스 몸체에 메소드 뿐만이 아니라 프로퍼티를 직접 정의할 수 있는 새로운 표준 사양이 제안되어 있다. 현재 ECMAScript 사양에 따르면 인스턴스 프로퍼티는 반드시 constructor 내부에서 정의해야 한다. 하지만 제안된 새로운 표준 사양에 의해 머지않아 클래스 몸체에 프로퍼티도 정의할 수 있게 될 것으로 보인다.(현재 크롬과 같은 모던 브라우저는 사용 가능하다.) 이에 대해서는 “24.7.3 클래스 필드 정의 제안”에서 살펴볼 것이다.


constructor

  • constructor는 인스턴스를 생성하고 초기화하기 위한 특수한 메소드이다.
  • constructor는 이름을 변경할 수 없다.
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class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }
}

모든 함수 객체가 가지고 있는 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체의 constructor 프로퍼티는 클래스 자신을 가리키고 있다.

constructor 내부에서 this에 추가한 name 프로퍼티가 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼터로 추가된 것을 확인할 수 있다.

즉, 생성자 함수와 마찬가지로 constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 인스턴스 프로퍼티가 된다. constructor 내부의 this는 생성자 함수와 마찬가지로 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킨다.

constructor는 메소드로 해석되는 것이 아니라 클래스가 평가되어 생성한 함수 객체 코드의 일부가 된다. 다시 말해, 클래스 정의가 평가되면 constructor의 기술된 동작을 하는 함수 객체가 생성된다.

constructor는 생성자 함수와 유사하지만 몇가지 차이가 있다.

constructor는 클래스 내에 최대 한 개만 존재할 수 있다. 만약 클래스가 2개 이상의 constructor를 포함하면 문법 에러(SyntaxError)가 발생한다.

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class Person {
  constructor() {}
  constructor() {}
}
// SyntaxError: A class may only have one constructor

constructor는 생략할 수 있다.

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class Person {}

constructor를 생략하면 클래스에 아래와 같이 디폴트 constructor가 암묵적으로 정의된다.

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class Person {
// constructor는 생략하면 암묵적으로 디폴트 constructor가 정의된다.
  constructor() {}
}

// 빈 객체가 생성된다.
const me = new Person();
console.log(me); // Person {}

constructor를 생략한 클래스는 빈 객체를 생성한다.

프로퍼티가 추가되어 초기화된 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 this에 인스턴스 프로퍼티를 추가한다.

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

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

인스턴스를 생성할 때, 클래스 외부에서 인스턴스 프로퍼티의 초기값을 전달하려면 아래와 같이 constructor에 매개변수를 선언하고 인스턴스를 생성할 때 초기값을 전달한다. 이때 초기값은 constructor의 매개변수로 전달된다.

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class Person {
  constructor(name, address) {
    // 인스턴스 초기화
    this.name = name;
    this.address = address;
  }
}

// 초기값을 전달한다. 초기값은 constructor에 전달된다.
const me = new Person('Lee', 'Seoul');
console.log(me); // Person {name: "Lee", address: "Seoul"}

constructor 내부에서 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것은 클래스의 기본 동작을 훼손한다.

따라서 constructor 내부에서 return 문을 반드시 생략해야 한다.(생성자 함수와 동일하다.)


프로토타입 메소드

생성자 함수를 사용하여 인스턴스를 생성하는 경우, 프로토타입 메소드를 생성하기 위해서는 아래와 같이 명시적으로 프로토타입에 메소드를 추가해야 한다.

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

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

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

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

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

클래스 몸체에서 정의한 메소드는 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식과는 다르게 클래스의 prototype 프로퍼티에 메소드를 추가하지 않아도 기본적으로 프로토타입 메소드가 된다.


정적 메소드

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

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

// 정적 메소드 호출
Person.sayHi(); // Hi!
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class Person {
  // 생성자
  constructor(name) {
    // 인스턴스 생성 및 초기화
    this.name = name;
  }

  // 정적 메소드
  static sayHi() {
    console.log('Hi!');
  }
}

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정적 메소드는 인스턴스 없이 클래스만 가지고 호출이 가능하다.( Person.sayHi() )

반대로, 인스턴스로는 정적메소드를 호출할 수 없다. ( me.sayHi() 불가능 )


정적 메소드와 프로토타입 메소드의 차이

정적 메소드와 프로토타입 메소드는 무엇이 다르며 무엇을 기준으로 구분하여 정의하여야 할 지 생각해 보자. 정적 메소드와 프로토타입 메소드의 차이는 아래와 같다.

  1. 정적 메소드와 프로토타입 메소드가 속해 있는 프로토타입 체인이 다르다.
  2. 정적 메소드는 클래스로 호출하고 프로토타입 메소드는 인스턴스로 호출한다.
  3. 정적 메소드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 없지만 프로토타입 메소드는 인스턴스 프로퍼티를 참조할 수 있다.

클래스에서 정의한 메소드의 특징

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

클래스의 인스턴스 생성 과정

클래스는 new 연산자 없이 호출할 수 없다.

new연산자와 함꼐 클래스를 호출 시 인스턴스를 생성하면 클래스의 내부 메소드 [[Construnct]]가 호출된다.

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

  1. 암묵적으로 빈객체가 생성된다.
  2. 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체가 설정된다.
  3. 인스턴스는 빈객체(this)에 바인딩 된다.

2. 인스턴스 초기화

  1. constructor에 기술되어 있는 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
  2. this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가한다.
  3. constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

3. 프로토타입 / 정적 메소드 추가

클래스 몸체에 프로토타입 메소드가 존재하면

  1. 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체에 메소드로 추가된다.
  2. 클래스 몸체에 정적 메소드가 존재하면 클래스에 메소드로 추가된다.

4. 인스턴스 반환

  1. 클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
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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;

    // 4. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
  }

  // 3. 프로토타입 메소드는 클래스의 prototype에 메소드로 추가된다.
  sayHi() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }

  // 3. 정적 메소드는 클래스에 메소드로 추가된다.
  static sayHello() {
    console.log('Hello!');
  }
}

프로퍼티

인스턴스 프로퍼티

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

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

constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 언제나 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼티가 된다.

인스턴스 프로퍼티는 언제나 public하다. 다행히도 private한 프로퍼티를 정의할 수 있는 사양이 현재 제안 중에 있다.


접근자 프로퍼티

접근자 프로퍼티(Accessor property)는 자체적으로는 값을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수(Accessor function)로 구성된 프로퍼티다.

접근자 프로퍼티는 클래스에서도 사용할 수 있다. 위 예제의 객체 리터럴을 클래스로 표현하면 아래와 같다.

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class Person {
  constructor(firstName, lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
  }

  // fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티이다.
  // getter 함수
  get fullName() {
    return this.firstName + ' ' + this.lastName;
  }

  // setter 함수
  set fullName(name) {
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
}

const me = new Person('Ungmo', 'Lee');

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

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

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

// fullName는 접근자 프로퍼티이다.
// 접근자 프로퍼티는 get, set, enumerable, configurable 프로퍼티 어트리뷰트를 갖는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Person.prototype, 'fullName'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true}

클래스의 메소드는 기본적으로 프로토타입 메소드가 되므로 클래스의 접근자 프로퍼티 또한 인스턴스 프로퍼티가 아닌 프로토타입의 프로퍼티가 된다.

클래스의 접근자 프로퍼티는 프로토타입 프로퍼티이다.

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클래스 필드 정의 제안

클래스 필드(필드 또는 멤버)는 클래스 기반 객체지향 언어에서 클래스가 생성할 인스턴스의 프로퍼티를 가리키는 용어

전까지는 분명 클래스 몸체에는 3종류의 메서드(생성자, 정적, 프로토타입)만이 들어올수 있다고 하였다. 하지만 새로운표준상양이 추가되어(19년 8월) 클래스필드를 선언할 수 있게 되었다.

클래스 몸체에서 클래스 필드를 정의할 수 있는 클래스 필드 정의(Class field definitions) 제안은 아직 ECMAScript의 정식 표준 사양으로 승급 되지 않았다. 하지만 최신 브라우저(Chrome 72 이상)와 최신 Node.js(버전 12 이상)는 표준 사양으로 승급이 확실시되는 이 제안을 미리 구현해 놓았다. 따라서 최신 브라우저와 최신 Node.js에서는 아래 예제와 같이 클래스 필드를 클래스 몸체에 정의할 수 있다.

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

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

클래스 몸체에서 클래스 필드를 정의하는 경우, this에 클래스 필드를 바인딩해서는 안된다. this는 클래스의 메소드 내에서만 유효하다.

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

클래스 필드에 초기값을 할당하지 않으면 undefined를 갖는다.

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class Person {
  // 클래스 필드를 초기화하지 않으면 undefined를 갖는다.
  name;
}

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

인스턴스를 생성할 때, 외부의 초기값으로 클래스 필드를 초기화해야 할 필요가 있다면 constructor에서 클래스 필드를 초기화해야 한다.

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class Person {
  name;

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

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

이처럼 인스턴스를 생성할 때, 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 constructor 밖에서 클래스 필드를 정의할 필요가 없다. 클래스 필드를 초기화할 필요가 있다면 어차피 constructor 내부에서 클래스 필드를 참조하여 초기값을 할당해야 한다. 이때 this, 즉 클래스가 생성한 인스턴스에 클래스 필드에 해당하는 프로퍼티가 없다면 자동 추가되기 때문이다.

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

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

함수는 일급 객체이므로 클래스 필드에 할당할 수 있으므로 클래스 필드를 통해 메소드를 정의할 수도 있다.

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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

클래스 필드에 함수는 프로퍼티 메소드가 아닌 인스턴스의 메소드가 된다.


private 필드 정의 제안

constructor 내부에서 this를 통해 정의한 인스턴스 프로퍼티는 인스턴스를 통해 클래스 외부에서 언제나 참조할 수 있다. 즉, 언제나 public이다.

클로저를 사용하여 private한 프로퍼티를 흉내낼 수 있었다. 단 private한 프로퍼티를 흉내낸 자유 변수에 접근하면 에러가 발생하지 않고 undefined를 반환하므로 아쉬움이 남는다.

private 필드의 선두에는 #을 붙여준다. private 필드를 참조할 때도 #을 붙어주어야 한다.

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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

접근 프로퍼티를 이용하여 간접적으로 접근할 수 있다.

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class Person {
  // private 필드 정의
  #_name = '';

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

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

const me = new Person(' Lee ');

console.log(me.name); // "Lee"

private 필드는 반드시 클래스 몸체에 정의해야 한다. private 필드를 직접 constructor에 정의하면 에러가 발생한다.

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class Person {
  constructor(name) {
    // private 필드는 클래스 몸체에서 정의해야 한다.
    this.#name = name;
    // SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class
  }
}

static 필드 정의 제안

지금까지 static메소드를 정의는 되었지만, static 필드는 불가능했다.

하지만 최근 버전에 static 필드 또한 제한이 되었다.

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class MyMath {
  // static public 필드 정의
  static PI = 22 / 7;

  // static private 필드 정의
  static #num = 10;

  // static 메소드
  static increment() {
    return ++MyMath.#num;
  }
}

console.log(MyMath.PI); // 3.142857142857143
console.log(MyMath.increment()); // 11

상속

클래스 상속과 생성자 함수 상속

프로토타입 기반 상속은 프로토타입 체인에 의해 객체의 리소스를 상속받는 개념이.

상속에 의한 클래스 확장은 기존의 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

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동물이라는 클래스를 새라는 클래스에 상속하는 예제이다.

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

  eat() { return 'eat'; }

  move() { return 'move'; }
}

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
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클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확장할 수 있는 문법인 extends 키워드가 기본적으로 제공된다. 이를 통해 상속에 의한 클래스 확장이 간편하고 직관적이다.

하지만 생성자 함수는 클래와 같이 상속을 통해 다른 생성자 함수를 확장할 수 있는 문법이 제공되지 않는다.


extends 키워드

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

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// 수퍼(파생/부모) 클래스
class Base {}

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

extends 키워드의 역할은 수퍼 클래스와 서브 클래스 간의 상속 관계를 설정하는 것이다. 클래스도 프로토타입을 통해 상속 관계를 구현한다.

img

수퍼 클래스와 서브 클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인 뿐만이 아니라, 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메소드, 정적 메소드 모두 상속이 가능하다.


동적 상속

extends키워드 다음에는 클래스뿐만이 아니라 [[Construct]] 내부 메소드를 갖는 함수 객체를 반환하는 모든 표현식을 사용할 수 있다.

이를 통해 동적으로 상속받을 대상을 결정할 수 있다.

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function Base1() {}

class Base2 {}

let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브 클래스
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

서브 클래스의 constructor

서브 클래스에 constructor를 생략하면 클래스에 아래와 같이 디폴트 constructor가 암묵적으로 정의된다.

args는 new 연산자와 함께 클래스를 호출할 때 전달한 인수의 리스트이다.

super()는 수퍼 클래스의 constructor(super-constructor)를 호출하여 인스턴스를 생성한다.

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constructor(...args) { super(...args); }
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// 수퍼 클래스
class Base {
  constructor() {}
}

// 서브 클래스
class Derived extends Base {
  constructor() { super(); }
}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

위 예제와 같이 수퍼 클래스와 서브 클래스 모두 constructor를 생략하면 빈객체가 생성된다.

프로퍼티를 소유하는 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 인스턴스에 프로퍼티를 추가해야 한다.


super 키워드

super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같은 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드이다.

super는 아래와 같이 동작한다.

  • super를 호출하면 수퍼 클래스의 constructor(super-constructor)를 호출한다.
  • super를 참조하면 수퍼 클래스의 메소드를 호출할 수 있다.
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// 수퍼 클래스
class Base {
  constructor(a, b) {
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브 클래스
class Derived extends Base {
  // 아래와 같이 암묵적으로 디폴트 constructor가 정의된다.
  // constructor(a, b) { super(a, b); }
}

const derived = new Derived(1, 2);
console.log(derived); // Derived {a: 1, b: 2}
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// 수퍼 클래스
class Base {
  constructor(a, b) { // ④
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브 클래스
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}

new 연산자와 함께 Derived 클래스를 호출하면서 전달한 인수(①)는 Derived 클래스의 constructor(②)에게 전달되고 super 호출(③)을 통해 Base클래스의 constructor(④)에게 전달된다.


super 호출 주의사항

1. 서브 클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야 한다.

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class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    console.log('constructor call');
  }
}

const derived = new Derived();

2. 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.

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class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    this.a = 1;
    super();
  }
}

const derived = new Derived(1);

3. super는 반드시 서브 클래스의 constructor에서만 호출한다. 서브 클래스가 아닌 클래스 또는 함수에서 호출하면 에러를 발생시킨다.

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class Base {
  constructor() {
    super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
  }
}

function Foo() {
  super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
}

super 참조

메소드 내에서 super를 참조하면 수퍼 클래스의 메소드를 호출할 수 있다.

1. 서브 클래스의 프로토타입 메소드 내에서 super.prop는 수퍼 클래스의 프로토타입 메소드 prop를 가리킨다.

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// 수퍼 클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

// 서브 클래스
class Derived extends Base {
  sayHi() {
    // super.getName은 수퍼 클래스의 프로토타입 메소드를 가리킨다.
    return `${super.sayHi()}. how are you doing?`;
  }
}

const derived = new Derived('Lee');
console.log(derived.sayHi()); // Hi! Lee. how are you doing?

위 예제는 이 예제와 동일하다.

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// 수퍼 클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

class Derived extends Base {
  sayHi() {
    // __super는 Derived의 sayHi가 바인딩된 객체의 프로토타입을 가리킨다.
    // sayHi는 Derived.prototype에 바인딩되었으므로 __super는 Base.prototype을 가리킨다.
    const __super = Object.getPrototypeOf(Derived.prototype);
    return `${__super.sayHi.call(this)} how are you doing?`;
  }
}

super는 자신이 바인딩되어 있는 객체의 프로토타입을 가리킨다. 위 예제에서 Derived 클래스의 sayHi는 Derived.prototype에 바인딩되어 있고 super는 Derived.prototype의 프로토타입인 Base.prototype을 가리킨다. 따라서 super.sayHi는 Base.prototype.sayHi를 가리킨다. 단, super.sayHi, 즉 Base.prototype.sayHi를 호출할 때 call 메소드를 사용해 this를 전달하여야 한다. Base.prototype.sayHi에는 name 프로퍼티가 존재하지 않기 때문이다.

이처럼 super 참조가 동작하기 위해서는 메소드는 자신이 바인딩되어 있는 객체의 프로토타입을 기억해야 한다. 이를 위해 메소드는 내부 슬롯 [[HomeObject]]를 갖으며 자신이 바인딩된 객체를 가리킨다.

super 참조를 의사 코드로 표현하면 아래와 같다.

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super = Object.getPrototypeOf([[HomeObject]])

주의할 것은 ES6 사양에서 새롭게 정의한 메소드, 즉 ES6의 메소드 축약 표현으로 정의된 함수만이 [[HomeObject]]를 갖는다는 것이다.

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const obj = {
  // ES6 사양에서 정의한 메소드이다. [[HomeObject]]를 갖는다.
  foo() {},
  // ES6 사양에서 정의한 메소드가 아니라 일반 함수이다. [[HomeObject]]를 갖지 않는다.
  bar: function () {}
};

super 참조는 클래스의 전유물은 아니다. 객체 리터럴에서도 super 참조를 사용할 수 있다. 단, ES6의 메소드 축약 표현으로 정의된 함수만 가능하다.

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const base = {
  name: 'Lee',
  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
};

const derived = {
  __proto__: base,
  // ES6 사양에서 정의한 메소드이다. [[HomeObject]]를 갖는다.
  sayHi() {
    return `${super.sayHi()}. how are you doing?`;
  }
};

console.log(derived.sayHi()); // Hi! Lee. how are you doing?

2. 서브 클래스의 정적 메소드 내에서 super.prop는 수퍼 클래스의 정적 메소드 prop를 가리킨다.

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// 수퍼 클래스
class Base {
  static sayHi() {
    return 'Hi!';
  }
}

// 서브 클래스
class Derived extends Base {
  static sayHi() {
    // super.sayHi는 수퍼 클래스의 정적 메소드를 가리킨다.
    return `${super.sayHi()} how are you doing?`;
  }
}

console.log(Derived.sayHi()); // Hi! how are you doing?

상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

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// 수퍼 클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  getArea() {
    return this.width * this.height;
  }

  toString() {
    return `width = ${this.width}, height = ${this.height}`;
  }
}

// 서브 클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);
    this.color = color;
  }

  // 메소드 오버라이딩
  toString() {
    return super.toString() + `, color = ${this.color}`;
  }
}

const colorRectangle = new ColorRectangle(2, 4, 'red');
console.log(colorRectangle); // Rectangle { width: 2, height: 4, color: 'red' }

// 상속을 통해 getArea 메소드를 호출
console.log(colorRectangle.getArea()); // 8
// 오버라이딩된 toString 메소드를 호출
console.log(colorRectangle.toString()); // width = 2, height = 4, color = red

ColorRectangle 클래스에 의해 생성된 인스턴스의 프로토타입 체인은 아래와 같다.

rectangle

서브 클래스(ColorRectangle)가 new 연산자와 함께 호출되면 아래의 과정을 통해 인스턴스를 생성한다.

1. 서브 클래스의 super 호출

자바스크립트 엔진은 클래스를 평가할 때, 수퍼 클래스와 서브 클래스를 구분하기 위해 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]를 갖는다. 다른 클래스를 상속받지 않는 클래스(그리고 생성자 함수)는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]의 값이 “base”로 설정되지만 다른 클래스를 상속받는 서브 클래스는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]의 값이 “derived”로 설정된다. 이를 통해 수퍼 클래스와 서브 클래스는 new 연산자와 함께 호출되었을 때의 동작이 구분된다.

다른 클래스를 상속받지 않는 클래스(그리고 생성자 함수)는 new 연산자와 함께 호출되었을 때 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스를 생성하고 이를 this에 바인딩한다.

하지만 서브 클래스는 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스를 생성하지 않고 인스턴스 생성을 수퍼 클래스에게 위임한다. 이것이 바로 서브 클래스의 constructor에서 반드시 super를 호출해야하는 이유이다.

서브 클래스(ColorRectangle)가 new 연산자와 함께 호출되면 서브 클래스 constructor 내부의 super 키워드가 함수처럼 호출된다. super를 호출하면 수퍼 클래스의 constructor(super-constructor)가 호출된다. 좀 더 정확히 말하자면 수퍼 클래스가 평가되어 생성된 함수 객체의 코드가 실행되기 시작한다.

만약 서브 클래스 constructor 내부에 super 호출이 없으면 에러가 발생한다. 실제로 인스턴스를 생성하는 주체는 수퍼 클래스이므로 수퍼 클래스의 constructor를 호출하는 super가 호출되지 않으면 인스턴스를 생성할 수 없기 때문이다.


2. 수퍼 클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼 클래스가 실행되기 시작하여 암묵적으로 빈 객체를 생성한다. 이 빈 객체가 바로 (아직 완성되진 않았지만) 클래스가 생성한 인스턴스이다. 그리고 암묵적으로 생성된 빈 객체, 즉 인스턴스는 this에 바인딩된다. 따라서 수퍼 클래스의 constructor 내부의 this는 생성된 인스턴스를 가리킨다.

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// 수퍼 클래스
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
...

이때 인스턴스는 수퍼 클래스가 생성한 것이다. 하지만 new 연산자와 함께 호출된 클래스가 서브 클래스라는 것이 중요하다. 즉, new 연산자와 함께 호출된 함수를 가리키는 new.target은 서브클래스를 가리킨다. 따라서 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브 클래스가 생성한 것으로 처리된다.

따라서 생성된 인스턴스의 프로토타입은 수퍼 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체(Rectangle.prototype)가 아니라 new.target, 즉 서브 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체(ColorRectangle.prototype)이다.

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// 수퍼 클래스
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.prototype가 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true
...

3. 수퍼 클래스의 인스턴스 초기화

수퍼 클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

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// 수퍼 클래스
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.prototype가 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}
  }
...

4. 수퍼 클래스의 프로토타입 / 정적 메소드 추가

수퍼 클래스 몸체에 프로토타입 메소드가 존재하면 수퍼 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체에 메소드로 추가된다. 수퍼 클래스 몸체에 정적 메소드가 존재하면 클래스에 메소드로 추가된다.


5. 서브 클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

super의 호출이 종료되고 컨트롤이 서브 클래스 constructor로의 복귀한다. 이때 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.

super 호출이 종료하기 전에는 this를 참조할 수 없다.

서브 클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그대로 사용한다.

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

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

이처럼 super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않는다. 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없는 이유는 바로 이 때문이다. 따라서 서브 클래스 constructor 내부의 인스턴스 초기화는 반드시 super 호출 이후에 처리되어야 한다.


6. 서브 클래스의 인스턴스 초기화

super 호출 이후, 서브 클래스의 constructor에 기술되어 있는 인스턴스 초기화가 실행된다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.


7. 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

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// 서브 클래스
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"}
  }
...

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