[모딥다]17. 생성자 함수에 의한 객체 생성
2024-05-25

생성자 함수에 의한 객체 생성

Object 생성자 함수

new 연산자와 함께 Object 생성자 함수를 호출하면 빈 객체를 생성하여 반환합니다. 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 또는 메서드를 추가하여 객체를 완성할 수 있습니다.

const person = new Object();

person.name = 'Kim';
person.sayHello = function () {
  console.log('Hi! My name is ' + this.name);
};

console.log(person);
person.sayHello();

console-result

  • 생성자 함수(constructor)란 new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수를 말합니다. 생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스(instance)라고 합니다.
  • 자바스크립트는 Object, String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등의 빌드인 생성자 함수를 제공합니다.
const strObj = new String('Lee');
console.log(typeof strobj); // object
console.log(strObj); // String { "Lee" }

const numObj = new Number(123);
console.log(typeof numObj); // object
console.log(numObj); // Number { 123 }

const boolObj = new Boolean(true);
console.log(typeof boolObj); // object
console.log(boolObj); // Boolean { true }

const func = new Function('x', 'return x * x');
console.log(typeof func); // function
console.dir(func); // f anonymous(x)

const arr = new Array(1, 2, 3);
console.log(typeof arr); // object
console.log(arr); // [1, 2, 3]

const regExp = new RegExp(/ab+c/i);
console.log(typeof regExp); // object
console.log(regExp); // /ab+c/i

const date = new Date();
console.log(typeof date); // object
console.log(date); // Mon May 04 2020 08:36:33 GMT+0900 (대한민국 표준시)

사용예시를 보면 특별한 이유가 있지 않은 이상 Object 생성자 함수를 사용하는 것보다는 객체 리터럴을 이용하여 객체를 생성하는 것이 간편한 것으로 보인다.

생성자 함수

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴을 사용한 객체 생성 방식은 직관적이고 간편하긴 하나 한번에 하나의 객체만 생성할 수 있다는 단점이 있습니다. 따라서 동일한 프로퍼티를 갖는 객체를 여러 개 생성해야 하는 경우애는 매번 프로퍼티를 기술해야하기 때문에 비효율적입니다.

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

객체는 프로퍼티를 통해 객체 고유의 상태를 표현하고, 메서드를 통해 객체의 상태인 프로퍼티를 참조하고 조작하는 동작을 표현합니다. 그래서 프로퍼티는 객체마다 다를 수 있지만 메서드는 동일한 경우가 일반적입니다.

위 예시의 경우가 그러한데, 객체 리터럴로 객체를 생성했기 때문에 매번 불필요하게 메서드를 여러번 기술해주어야 하는 문제가 있습니다.

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

생성자 함수를 이용하여 객체를 만들게 되면 동일한 프로퍼티 구조의 객체를 여러 개 만들어야 할 때 간편하게 생성할 수 있습니다.

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

const circle1 = new Circle(5);
const circle2 = new Circle(10);

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

자바스크립트에서의 생성자 함수는 자바 같은 클래스 기반 객체지향 언어의 생성자와는 다르게 그 형식이 정해져 있지는 않아 일반 함수와 동일한 방법으로 정의하고 new 연산자와 함께 호출하면 해당 함수가 생성자 함수로 동작하게 됩니다. 만약 new 연산자와 함꼐 생성자 함수를 호출하지 않으면 일반 함수로 동작합니다.

생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

  • 생성자 함수의 역할
    • 프로퍼티 구조가 동일한 인스턴스를 생성하기 위한 템플릿
    • 인스턴스를 생성 (필수)
    • 생성된 인스턴스를 초기화(인스턴스 프로퍼티 추가 및 초기값 할당) (선택)

생성자 함수 내부의 코드를 보면 this에 프로퍼티를 추가하고 전달된 인수를 프로퍼티의 초기값으로 할당하여 인스턴스를 초기화한다. 하지만 인스턴스를 생성하고 반환하는 코드는 보이지 않는다.

이는 new 연산자와 함꼐 생성자 함수를 호출하면 자바스크립트 엔진이 암묵적인 처리를 통해 인스턴스를 생성하고 반환하기 때문이다.

다음은 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 인스턴스를 생성하고 초기화하여 반환하는 과정이다.

function Circle(radius) {
  // 1. 암묵적으로 인스턴스를 생성하고 this 바인딩
  //    런타임 이전에 암묵적으로 빈 객체가 생성되고 이 빈 객체에 this가 바인딩 됩니다.
  //    이 때문에 생성자 함수 내부의 this가 생성자가 생성할 인스턴스를 가리키게 됩니다.

  // 2. 코드가 실행되어 프로퍼티나 메서드를 추가하면서 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화
  this.radius = radius;
  this.getDiameter = function () {
    return 2 * this.radius;
  };

  // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환
  //    다른 객체를 명시적으로 반환하면(return) this가 반환되지 못하고 명시한 객체가 반환됩니다. 원시값 반환은 무시함
  return {}; // 객체를 명시적으로 반환하면 return 문에 명시한 객체가 반환
  return 0; // 원시값을 명시적으로 반환하면 원시값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환

  // 때문에 생성자 함수에서는 return 문을 반드시 생략해야한다.
}

내부 메서드 [[Call]]과 [[Constructor]]

  • 함수 선언문, 함수 표현식으로 정의한 함수로 정의한 함수는 일반 함수로 호출할수도 있고 생성자 함수로서도 호출할 수 있다.
  • 자바스크립트에서 함수는 호출할 수 있는 객체이다. 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드들은 물론 함수로서 동작하기 위한 [[Environment]], [[FormalParameters]] 등의 내부 슬롯과 [[Call]], [[Construct]] 같은 내부 메서드를 가지고 있다.
  • 일반함수로서 호출되면 내부 메서드 [[Call]]가 호출되고, new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 [[Construct]]가 호출된다.

내부 메서드 [[Call]], [[Construct]]의 유무에 따라 함수 객체를 부르는 명칭이 달라진다.

  • callable: 내부 메서드 [[Call]]을 갖는 함수 객체
    • 호출할 수 있는 객체 즉, 함수를 말한다.
  • constructor: 내부 메서드 [[Construct]]를 갖는 함수 객체
    • 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수
  • non-constructor: [[Construct]]를 갖지 않는 함수 객체
    • 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수

호출할 수 없는 객체는 일반 객체이므로 함수는 반드시 callable 이어야 한다. 따라서 모든 함수 객체는 내부 메서드 [[Call]]을 가지고 있다. 하지만 모든 함수 객체가 [[Construct]]를 가지는 것은 아니다. 즉, 함수 객체는 constructor일수도, non-constructor 일수도 있다.

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, 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

함수를 프로퍼티 값으로 사용하면 일반적으로 메서드로 통칭하지만 ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6 메서드 축약 표현만을 의미한다.

생성자 함수로서 호출될 것을 기대하고 정의한 것이 아닌 일반함수에 new 연산자를 붙여 호출하면 생성자 함수처럼 동작할 수 있으므로 주의해야한다.

new 연산자

일반 함수와 생성자 함수에 특별한 형식 차이는 없고, new 연산자와 함께 함수를 호출하면 함수가 생성자 함수로 동작하게 된다. 이 때 내부 메서드 [[Construct]]가 호출된다. 단, new 연산자와 함꼐 호출하는 함수는 non-constructor가 아니라 constructor이어야 한다.

// 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"}

new 연산자 없이 생성자 함수를 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

일반 함수로서 호출되면 함수 내부의 this는 전역 객체 window를 가리킨다.

이처럼 일반 함수와 생성자 함수에 특별한 형식적 차이가 없기 때문에 생성자 함수는 일반적으로 파스칼 케이스로 명명하여 일반 함수와 구별한다.

new.target

  • 함수 내부에서 new.target을 사용하면 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되었는지 확인할 수 있다.
    • new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출되었으면 함수 내부의 new.target은 자기 자신을 가리킨다.
    • 일반 함수로 호출되었으면 함수 내부의 new.target은 undefined이다.
// 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

ES6의 문법이라 IE에서는 지원하지 않는다. 때문에 new.target을 사용할 수 없는 환경에서는 스코프 세이프 생성자 패턴을 사용할 수 있다.

function Circle(radius) {
  // new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 this는 전역객체 window을 가리키게 된다.
  // 즉, this와 Circle이 프로토타입에 의해 연결되어 있지 않게 된다.
  if (!(this instanceof Circle)) {
    return new Circle(radius);
  }
  // ...
}

대부분의 빌트인 생성자 함수(Object, String, Number, Boolean, Function, Array, Date, RegExp, Promise 등)는 new 연산자와 함께 호출되었는지 확인한 후 적절한 값을 반환한다.

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 연산자와 함께 호출하면 String, Number, Boolean 객체를 생성하여 반환하지만 new 연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 값을 반환한다는 것에서 다른 생성자 함수들과 다른 동작하는데, 이를 통해 데이터타입을 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