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[자바스크립트 딥다이브] 17. 생성자 함수에 의한 객체 생성

#0. 생성자 함수

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

 

 

#1. Object 생성자 함수

1-1. Object 생성자 함수

1. new 연산자와 함께 Object 생성자 함수를 호출

2. 빈 객체를 생성하여 반환

3. 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 또는 메서드를 추가하여 객체 완성.

// 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

 

1-2. 이외 나머지 생성자 함수 (String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise)

- 자바스크립트는 Object 생성자 함수 이외에도 String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등의 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);  // function

// Array 생성자 함수에 의한 Array 객체(배열) 생성
const arr = new Array(1,2,3);
console.log(typeof arr); // object
console.log(arr);  // (3) [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); // Fri Nov 25 2022 13:48:39 GMT+0900 (한국 표준시)

- 생성자 함수를 사용해 객체를 생성하는 것보다는, 객체 리터럴을 사용하는 것이 더 간편하긴 하다. 

- 하지만 생성자 함수는 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 만들때 간편 (2-2 에서 설명)

 

 

#2. 생성자 함수

2-1. 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

- 객체 리터럴에 의한 객체 생성방식은 직관적, 간편

- 하지마나 객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 단 하나의 객체만 생성

-> 동일한 프로퍼티를 갖는 객체를 여러개 생성해야 하는 경우 매번 같은 프로퍼티를 기술해야하기 떄문에 비효율적이다.

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

- 원을 표현한 객체인 circle1, circle2 객체의 프로퍼티 구조는 동일한다. 객체 고유 상태 데이터인 radius 의 프로퍼티 값은 다를수 잇지만, getDiameter 메서드는 동일한다.

- 객체 리터럴에 의해 객체를 생성하는 경우 프로퍼티 구조가 동일해도 매번 같은 프로퍼티와 메서드를 기술해야 한다.

 

 

 

2-2. 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

- 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식은 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 간편하게 생성할 수 있다.

- 객체(인스턴스)를 생성하기 위한 템플릿(클래스)처럼 생성자 함수를 사용 

// 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

- this가 가리키는 값, 즉 this 바인딩함수 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

const obj = {foo};  // ES6 축약표현

// 메서드로서 호출
obj.foo();


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

 

- 생성자 함수는 객체(인스턴스)를 생성하는 함수

- 일반 함수와 동일한 방법으로 생성자 함수를 정의하고,

new 연산자와 함께 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다.

cf) 자바와 같은 클래스 기반 객체지향 언어의 생성자는 형식이 정해져 있음.

* 만약 new연산자와 함께 생성자 함수를 호출하지 않으면 생성자 함수가 아니라 일반함수로 동작. 

// new 연산자와 함께 호출하지 않으면 생성자 함수로 동작하지 않는다. -> 일반 함수로 호출
const circle3 = Circle(15);

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

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

 

 

 

2-3. 생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

- 생성자 함수의 역할 2가지

: 1. 인스턴스 생성  -> 필수

: 2. 생성된 인스턴스 초기화(인스턴스 프로퍼티 추가 및 초기값 할당)  -> 옵션

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

// 인스턴스 생성
const circle1 = new Circle(5);
console.log(circle1); // Circle {radius: 5, getDiameter: ƒ}

- 생성자 함수 내부에서 this에 프로퍼티 추가,

  필요에 따라 전달된 인수를 프로퍼티의 초기값으로서 할당 ->  인스턴스 초기화 

* 하지만 인스턴스를 생성하고 반환하는 코드는 보이지 않는다.

   -> 자바스크립트 엔진은 암묵적인 처리를 통해 인스턴스를 생성하고 반환한다.

- new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하면 자바스크립트 엔진은 다음과 같은 과정을 거쳐 인스턴스를 생성하고 인스턴스를 초기화한 후 암묵적으로 인스턴스를 반환한다.

 

 

1) 인스턴스 생성과 this 바인딩

- 암묵적으로 빈 객체가 생성 -> 이 객체는 생성자 함수가 생성한 인스턴스 -> 이 인스턴스는 this에 바인딩 된다. 

- 생성자 함수 내부의 this가 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리키는 이유가 바로 이것이다. 

- 이 처리는 런타임 이전에 실행.

 

* 바인딩

- 식별자와 값을 연결하는 과정을 의미

ex ) 변수선언은 변수 이름(식별자)과 메모리 공간의 주소를 바인딩 하는 것

- this 바인딩은 this(키워드로 분류되지만 식별자 역할)와 this가 가리킬 객체를 바인딩 하는 것이다. 

 

function Circle(radius) {
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 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 바인딩 되어있는 인스턴스를 초기화 한다.

- this에 바인딩 되어있는 인스턴스에 프로퍼티나 메서드를 추가, 생성자 함수가 인수로 전달받은 초기값을 인스턴스 프로퍼티에 할당하여 초기화 하거나 고정값을 할당 

function Circle(radius) {
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // Circle {}
    
    // 2. this에 바인딩 되어있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function() {
    	return 2 * this.radius;
    };
}

 

3) 인스턴스 반환

- 생성자 함수 내부에서 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this를 암묵적으로 변환한다.

function Circle(radius) {
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // Circle {}
    
    // 2. this에 바인딩 되어있는 인스턴스를 초기화 한다.
    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 명식적으로 반환하면 this는 반환되지 못하고 return 문에 명시한 객체가 반환

function Circle(radius) {
	// 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // Circle {}
    
    // 2. this에 바인딩 되어있는 인스턴스를 초기화 한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function() {
    	return 2 * this.radius;
    };
    
    // 3. 명시적으로 this를 반환환다.
    // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다.
    return{}
}

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

- 이처럼 생성자 함수 내부에서 명시적으로 this가 아닌 다른 값을 반환하는 것은 함수의 기본 동작을 훼손한다.

- return 에 객체가 있으면, 그 객체를 반환하고, 원시값이 있으면 this를 반환함

- 따라서 생성자 함수에는 return문을 반드시 생략!

 

 

2-4. 내부 메서드 [[Call]], [[Construct]] 

- 함수 선언문 또는 함수 표현식으로 정의한 함수생성자 함수로도 호출가능

* 생성자 함수로서 호출한다? -> new 연산자와 함께 호출하여 객체 생성

- 함수는 일반 객체가 가지고 있는 내부슬롯, 내부 메서드는 물론, 함수로서 동작하기 위해 함수 객체만을 위한 [[Enviroment]], [[FormalParameters]]] 등의 내부슬롯과  [[Call]], [[Construct]] 같은 내부 메서드를 추가로 가지고 있다. 

- 함수가 일반함수로 호출되면 -> [[Call]] 호출

- new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 -> [[Construct]] 호출

function foo() {}

// 일반적은 함수로서 호출 : [[Call]] 이 호출된다.
foo();

// 생성자 함수로서 호출 : [[Constuct]]가 호출된다.
new foo();

- 내부메서드 [[Call]]을 갖는 함수 객체 : callabel

: 호출할수 있는 객체, 즉 함수를 말함.

- 내부메서드 [[Construct]]를 갖는 함수 객체 : non-constructor

: 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수를 의미

 

- 호출할 수 없는 객체는 함수 객체가 아니므로 함수객체는 반드시 callable이어야한다.

- 모든 함수 객체는 내부 메서드 [[Call]]을 갖고 있으므로 호출할 수 있다.

- 하지만 모든 함수 객체가 [[Construnct]]를 갖는 것은 아니다.

- 결론적으로 함수 객체는 callable이면서 constructor이거나 callable이면서 non-constuctor이다. 

- 즉 모든 함수 객체는 호출할 수 있지만 , 모든 함수 객체를 생성자 함수로 호출할 수 있는 것은 아니다.

 

 

2-5. constuctor와 non-constuctor의 구분

- 자바스크립트 엔진은 함수 객체를 생성할 때 함수 정의 방식에 따라 constructor와 non-constructor로 구분

1. constructor : 함수, 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수다)

2. non-constructor : 메서드(ES6 메서드 축약표현), 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 constructor다.
new foo(); // foo {};
new bar(); // bar {};

new baz.x();  // x {}

// 화살표 함수 정의
const arrow = () => {};

new arrow();  // Uncaught TypeError: arrow is not a constructor

// 메서드 정의 : ES6의 메서드 축약 표현만 메서드로 인정한다.
const obj = {
	x(){}
};

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

- 함수를 프로퍼티 값으로 사용하면 일반적으로 메서드로 통칭한다.

** 하지만 ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6의 축약 표현만을 의미한다. 함수 정의 방식에 따라 constructor와 non-constructor를 구분한다. (함수가 어디에 할당되어있는지 중요하지 않음)

- 일반함수로 호출하면 객체의 내부 메서드 [[Call]]호출 

- new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출하면 내부메서든 [[Constructor]] 호출

- non-constructor 객체는 내부 메서드 [[Constructor]]를 갖지 않는다. -> non-construnctor인 함수를 객체 생성자 함수로서 호출하면 에러가 발생 

 

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();

- 주의 ) 생성자 함수로서 호출될 것을 기대하고 정의하지 앟은 일반 함수(callable 이면서 construstor)에 new 연산자를 붙여 호출하면 생성자 함수처럼 동작할 수 있다. 

 

 

2-6. new 연산자

- new연산자와 함께 함수를 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작.

- 함수 객체 내부 메서드 [[Call]]이 호출 되는 것이 아니라 [[Construct]]가 호출된다.

* 단, new 연산자와 함께 호출하는 함수는 construct이어야한다. 

// 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 무신된다. 따라서 빈 객체가 생성되어 반환된다.
console.log(inst);  // add {}

// 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 호출된다.

- 내부메서드 [[Construct]]가 호출되는 것이 아니라 [[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);  // undifined;

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

circle.getDiameter();
// Uncaught TypeError: Cannot read properties of undefined (reading 'getDiameter')

- Circle 함수를 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출하면 함수 내부의 this는 Circle 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리킨다.

- 하지만 Circle 함수를 일반적인 함수로서 호출하면 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.

- 위 Circle 은 일반함수로 호출되었기 때문에 Circle 함수의 내부의 this는 전역객체 window

-> radius 프로퍼티와 getDiameter메서드는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다. 

-  일반함수와 특별한 형식적 차이가 없으므로, 생성자 함수는 파스칼 케이스(일반적으로 첫 문자를 대문자로 기술)로 기술

 

 

2-7. new.target

- 생성자 함수가 new 연산자 없이 호출되는것을 방지하기 위한 ES6의 대안 new.target

- new.target은 this와 유사하게 constructor인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역 변수와 같이 사용됨.

- 메타프로퍼티라고도 부름 

- 함수 내부에서 new.target을 사용하면 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되었는지 확인가능 

- new 연산자와 함께 생성자 함수로써 호출된 함수 -> new.target = 함수 자신

- new연산자 없이 일반 함수로서 호출된 함수 -> new.target = undifined

- 따라서 함수 내부에서 new.target을 사용하여 new 연산자와 생성자 함수로서 호출했는지 확인하여 그렇지 않은 경우 new 연산와 함께 재귀 호출을 통해 생성자 함수로서 호출할 수 있다. 

 

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	// 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 new.target은 undifined다. 
    if(!new.target){
    	// new 연산자와 함께 생성자 함수를 재귀 호출하며 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());

- 참고로 대부부의 빌트인 생성자 함수(Object, String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등)는 new연산자와 함께 호출되었는지를 확인한 후 적절한 값을 반환한다. 

- 예를 들어, Object와 Function 생성자 함수는 new 연산자 없이 호출해도 new 연산자와 함께 호출했을때와 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}

- String, Number, Boolean 생성자 함수는 new 연산자 없이 호출했을 때 String, Number, Boolean 객체를 반환하지만 

- new 연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 값을 반환한다. 이를 통해 데이터 타입을 변환하기도 한다.

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'