30일 8월 2020

클래스와 기본 문법

클래스는 객체 지향 프로그래밍에서 특정 객체를 생성하기 위해 변수와 메소드를 정의하는 일종의 틀로, 객체를 정의하기 위한 상태(멤버 변수)와 메서드(함수)로 구성된다.

위키백과

실무에선 사용자나 물건같이 동일한 종류의 객체를 여러 개 생성해야 하는 경우가 잦습니다.

이럴 때 'new' 연산자와 생성자 함수에서 배운 new function을 사용할 수 있습니다.

여기에 더하여 모던 자바스크립트에 도입된 클래스(class)라는 문법을 사용하면 객체 지향 프로그래밍에서 사용되는 다양한 기능을 자바스크립트에서도 사용할 수 있습니다.

기본 문법

클래스는 다음과 같은 기본 문법을 사용해 만들 수 있습니다.

class MyClass {
  // 여러 메서드를 정의할 수 있음
  constructor() { ... }
  method1() { ... }
  method2() { ... }
  method3() { ... }
  ...
}

이렇게 클래스를 만들고, new MyClass()를 호출하면 내부에서 정의한 메서드가 들어 있는 객체가 생성됩니다.

객체의 기본 상태를 설정해주는 생성자 메서드 constructor()new에 의해 자동으로 호출되므로, 특별한 절차 없이 객체를 초기화 할 수 있습니다.

예시:

class User {

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

  sayHi() {
    alert(this.name);
  }

}

// 사용법:
let user = new User("John");
user.sayHi();

new User("John")를 호출하면 다음과 같은 일이 일어납니다.

  1. 새로운 객체가 생성됩니다.
  2. 넘겨받은 인수와 함께 constructor가 자동으로 실행됩니다. 이때 인수 "John"this.name에 할당됩니다.

이런 과정을 거친 후에 user.sayHi() 같은 객체 메서드를 호출할 수 있습니다.

메서드 사이엔 쉼표가 없습니다.

초보 개발자는 클래스 메서드 사이에 쉼표를 넣는 실수를 저지르곤 합니다. 이렇게 쉼표를 넣으면 문법 에러가 발생합니다.

클래스와 관련된 표기법은 객체 리터럴 표기법과 차이가 있습니다. 클래스에선 메서드 사이에 쉼표를 넣지 않아도 됩니다.

클래스란

이 시점에서 "클래스가 정확히 뭔가요?"라는 의문이 생기실 겁니다. 클래스는 자바스크립트에서 새롭게 창안 한 개체(entity)가 아닙니다.

클래스가 보여주는 다양한 마법의 원리를 하나씩 파헤치면서 클래스가 정확히 무엇인지 알아봅시다. 이 과정을 거치고 나면 자바스크립트의 복잡한 기능을 이해할 수 있을 겁니다.

자바스크립트에서 클래스는 함수의 한 종류입니다.

코드로 확인해봅시다.

class User {
  constructor(name) { this.name = name; }
  sayHi() { alert(this.name); }
}

// User가 함수라는 증거
alert(typeof User); // function

class User {...} 문법 구조가 진짜 하는 일은 다음과 같습니다.

  1. User라는 이름을 가진 함수를 만듭니다. 함수 본문은 생성자 메서드 constructor에서 가져옵니다. 생성자 메서드가 없으면 본문이 비워진 채로 함수가 만들어집니다.
  2. sayHi같은 클래스 내에서 정의한 메서드를 User.prototype에 저장합니다.

new User를 호출해 객체를 만들고, 객체의 메서드를 호출하면 함수의 prototype 프로퍼티에서 설명한 것처럼 메서드를 프로토타입에서 가져옵니다. 이 과정이 있기 때문에 객체에서 클래스 메서드에 접근할 수 있습니다.

class User 선언 결과를 그림으로 나타내면 아래와 같습니다.

지금까지 했던 설명을 코드로 표현하면 다음과 같습니다.

class User {
  constructor(name) { this.name = name; }
  sayHi() { alert(this.name); }
}

// 클래스는 함수입니다.
alert(typeof User); // function

// 정확히는 생성자 메서드와 동일합니다.
alert(User === User.prototype.constructor); // true

// 클래스 내부에서 정의한 메서드는 User.prototype에 저장됩니다.
alert(User.prototype.sayHi); // alert(this.name);

// 현재 프로토타입에는 메서드가 두 개입니다.
alert(Object.getOwnPropertyNames(User.prototype)); // constructor, sayHi

클래스는 단순한 편의 문법이 아닙니다

어떤 사람들은 class라는 키워드 없이도 클래스 역할을 하는 함수를 선언할 수 있기 때문에 클래스는 '편의 문법’에 불과하다고 이야기합니다. 참고로 기능은 동일하나 기존 문법을 쉽게 읽을 수 있게 만든 문법을 편의 문법(syntactic sugar, 문법 설탕)이라고 합니다.

// class User와 동일한 기능을 하는 순수 함수를 만들어보겠습니다.

// 1. 생성자 함수를 만듭니다.
function User(name) {
  this.name = name;
}
// 모든 함수의 프로토타입은 'constructor' 프로퍼티를 기본으로 갖고 있기 때문에
// constructor 프로퍼티를 명시적으로 만들 필요가 없습니다.

// 2. prototype에 메서드를 추가합니다.
User.prototype.sayHi = function() {
  alert(this.name);
};

// 사용법:
let user = new User("John");
user.sayHi();

위 예시처럼 순수 함수로 클래스 역할을 하는 함수를 선언하는 방법과 class 키워드를 사용하는 방법의 결과는 거의 같습니다. class가 단순한 편의 문법이라고 생각하는 이유가 여기에 있습니다.

그런데 두 방법에는 중요한 차이가 몇 가지 있습니다.

  1. class로 만든 함수엔 특수 내부 프로퍼티인 [[FunctionKind]]:"classConstructor"가 이름표처럼 붙습니다. 이것만으로도 두 방법엔 분명한 차이가 있음을 알 수 있습니다.

    자바스크립트는 다양한 방법을 사용해 함수에 [[FunctionKind]]:"classConstructor"가 있는지를 확인합니다. 이런 검증 과정이 있기 때문에 클래스 생성자를 new와 함께 호출하지 않으면 에러가 발생합니다.

    class User {
      constructor() {}
    }
    
    alert(typeof User); // function
    User(); // TypeError: Class constructor User cannot be invoked without 'new'

    대부분의 자바스크립트 엔진이 클래스 생성자를 문자열로 표현할 때 'class…'로 시작하는 문자열로 표현한다는 점 역시 다릅니다.

    class User {
      constructor() {}
    }
    
    alert(User); // class User { ... }

    또 다른 차이점들에 대해선 더 살펴볼 예정입니다.

  2. 클래스 메서드는 열거할 수 없습니다(non-enumerable). 클래스의 prototype 프로퍼티에 추가된 메서드 전체의 enumerable 플래그는 false입니다.

    for..in으로 객체를 순회할 때, 메서드는 순회 대상에서 제외하고자 하는 경우가 많으므로 이 특징은 꽤 유용합니다.

  3. 클래스는 항상 엄격 모드로 실행됩니다(use strict). 클래스 생성자 안 코드 전체엔 자동으로 엄격 모드가 적용됩니다.

이 외에도 class를 사용하면 다양한 기능이 따라오는데, 자세한 내용은 차차 다루겠습니다.

클래스 표현식

함수처럼 클래스도 다른 표현식 내부에서 정의, 전달, 반환, 할당할 수 있습니다.

먼저 클래스 표현식을 만들어보겠습니다.

let User = class {
  sayHi() {
    alert("Hello");
  }
};

기명 함수 표현식(Named Function Expression)과 유사하게 클래스 표현식에도 이름을 붙일 수 있습니다.

클래스 표현식에 이름을 붙이면, 이 이름은 오직 클래스 내부에서만 사용할 수 있습니다.

// 기명 클래스 표현식(Named Class Expression)
// (명세서엔 없는 용어이지만, 기명 함수 표현식과 유사하게 동작합니다.)
let User = class MyClass {
  sayHi() {
    alert(MyClass); // MyClass라는 이름은 오직 클래스 안에서만 사용할 수 있습니다.
  }
};

new User().sayHi(); // 제대로 동작합니다(MyClass의 정의를 보여줌).

alert(MyClass); // ReferenceError: MyClass is not defined, MyClass는 클래스 밖에서 사용할 수 없습니다.

아래와 같이 ‘필요에 따라’ 클래스를 동적으로 생성하는 것도 가능합니다.

function makeClass(phrase) {
  // 클래스를 선언하고 이를 반환함
  return class {
    sayHi() {
      alert(phrase);
    };
  };
}

// 새로운 클래스를 만듦
let User = makeClass("Hello");

new User().sayHi(); // Hello

getter와 setter

리터럴을 사용해 만든 객체처럼 클래스도 getter나 setter, 계산된 프로퍼티(computed property)를 포함할 수 있습니다.

getset을 이용해 user.name을 조작할 수 있게 해봅시다.

class User {

  constructor(name) {
    // setter를 활성화합니다.
    this.name = name;
  }

  get name() {
    return this._name;
  }

  set name(value) {
    if (value.length < 4) {
      alert("이름이 너무 짧습니다.");
      return;
    }
    this._name = value;
  }

}

let user = new User("John");
alert(user.name); // John

user = new User(""); // 이름이 너무 짧습니다.

이런 방법으로 클래스를 선언하면 User.prototype에 getter와 setter가 만들어지므로 get과 set을 사용할 수 있습니다.

계산된 메서드 이름 […]

대괄호 [...]를 이용해 계산된 메서드 이름(computed method name)을 만드는 예시를 살펴봅시다.

class User {

  ['say' + 'Hi']() {
    alert("Hello");
  }

}

new User().sayHi();

계산된 메서드 이름은 리터럴 객체와 유사한 형태를 띠기 때문에 사용법을 외우기 쉽다는 장점이 있습니다.

클래스 필드

구식 브라우저에선 폴리필이 필요할 수 있습니다.

클래스 필드는 근래에 더해진 기능입니다.

지금까지 살펴본 예시엔 메서드가 하나만 있었습니다.

'클래스 필드(class field)'라는 문법을 사용하면 어떤 종류의 프로퍼티도 클래스에 추가할 수 있습니다.

클래스 Username 프로퍼티를 추가해봅시다.

class User {
  name = "John";

  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.name}!`);
  }
}

new User().sayHi(); // Hello, John!

클래스를 정의할 때 '<프로퍼티 이름> = <값>'을 써주면 간단히 클래스 필드를 만들 수 있습니다.

클래스 필드의 중요한 특징 중 하나는 User.prototype이 아닌 개별 객체에만 클래스 필드가 설정된다는 점입니다.

class User {
  name = "John";
}

let user = new User();
alert(user.name); // John
alert(User.prototype.name); // undefined

클래스 필드는 생성자가 그 역할을 다 한 이후에 처리됩니다. 따라서 클래스 필드엔 복잡한 표현식이나 함수 호출 결과를 사용할 수 있습니다.

class User {
  name = prompt("이름을 알려주세요.", "보라");
}

let user = new User();
alert(user.name); // 보라

클래스 필드로 바인딩 된 메서드 만들기

함수 바인딩 챕터에서 살펴본 것처럼 자바스크립트의 함수는 동적인 this를 갖습니다.

따라서 객체 메서드를 여기저기 전달해 전혀 다른 컨텍스트에서 호출하게 되면 this는 원래 객체를 참조하지 않습니다.

관련 예시를 살펴봅시다. 예시를 실행하면 undefined가 출력됩니다.

class Button {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }

  click() {
    alert(this.value);
  }
}

let button = new Button("hello");

setTimeout(button.click, 1000); // undefined

이렇게 this의 컨텍스트를 알 수 없게 되는 문제를 '잃어버린 this(losing this)'라고 합니다.

문제를 해결하는 덴 두 개의 방법이 사용되는데 함수 바인딩에서 이 방법에 대해 살펴본 바 있습니다.

  1. setTimeout(() => button.click(), 1000) 같이 래퍼 함수를 전달하기
  2. 생성자 안 등에서 메서드를 객체에 바인딩하기

클래스 필드는 또 다른 훌륭한 방법을 제공합니다.

class Button {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }
  click = () => {
    alert(this.value);
  }
}

let button = new Button("hello");

setTimeout(button.click, 1000); // hello

클래스 필드 click = () => {...}는 각 Button 객체마다 독립적인 함수를 만들고 함수의 this를 해당 객체에 바인딩시켜줍니다. 따라서 개발자는 button.click을 아무 곳에나 전달할 수 있고, this엔 항상 의도한 값이 들어가게 됩니다.

클래스 필드의 이런 기능은 브라우저 환경에서 메서드를 이벤트 리스너로 설정해야 할 때 특히 유용합니다.

요약

아래와 같은 기본문법을 사용해 클래스를 만들 수 있습니다.

class MyClass {
  prop = value; // 프로퍼티

  constructor(...) { // 생성자 메서드
    // ...
  }

  method(...) {} // 메서드

  get something(...) {} // getter 메서드
  set something(...) {} // setter 메서드

  [Symbol.iterator]() {} // 계산된 이름(computed name)을 사용해 만드는 메서드 (심볼)
  // ...
}

MyClassconstructor의 코드를 본문으로 갖는 함수입니다. MyClass에서 정의한 일반 메서드나 getter, setter는 MyClass.prototype에 쓰입니다.

이어지는 챕터에선 상속을 비롯한 클래스의 다양한 기능에 대해 알아보겠습니다.

과제

중요도: 5

함수 스타일로 작성된 Clock 클래스를 ‘클래스’ 문법으로 다시 써봅시다.

참고: 콘솔창을 열어 시계가 동작하는 모습을 확인해보세요.

샌드박스를 열어 정답을 작성해보세요.

class Clock {
  constructor({ template }) {
    this.template = template;
  }

  render() {
    let date = new Date();

    let hours = date.getHours();
    if (hours < 10) hours = '0' + hours;

    let mins = date.getMinutes();
    if (mins < 10) mins = '0' + mins;

    let secs = date.getSeconds();
    if (secs < 10) secs = '0' + secs;

    let output = this.template
      .replace('h', hours)
      .replace('m', mins)
      .replace('s', secs);

    console.log(output);
  }

  stop() {
    clearInterval(this.timer);
  }

  start() {
    this.render();
    this.timer = setInterval(() => this.render(), 1000);
  }
}


let clock = new Clock({template: 'h:m:s'});
clock.start();

샌드박스를 열어 정답을 확인해보세요.

튜토리얼 지도

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