2일 3월 2020

'instanceof'로 클래스 확인하기

instanceof 연산자를 사용하면 객체가 특정 클래스에 속하는지 아닌지를 확인할 수 있습니다. instanceof는 상속 관계도 확인해줍니다.

확인 기능은 다양한 곳에서 쓰이는데, 이번 챕터에선 instanceof를 사용해 인수의 타입에 따라 이를 다르게 처리하는 다형적인(polymorphic) 함수를 만드는데 사용해보겠습니다.

instanceof 연산자

문법은 아래와 같습니다.

obj instanceof Class

objClass에 속하거나 Class를 상속받는 클래스에 속하면 true가 반환됩니다.

예시:

class Rabbit {}
let rabbit = new Rabbit();

// rabbit이 클래스 Rabbit의 객체인가요?
alert( rabbit instanceof Rabbit ); // true

instanceof는 생성자 함수에서도 사용할 수 있습니다.

// 클래스가 아닌 생성자 함수
function Rabbit() {}

alert( new Rabbit() instanceof Rabbit ); // true

Array 같은 내장 클래스에도 사용할 수 있습니다.

let arr = [1, 2, 3];
alert( arr instanceof Array ); // true
alert( arr instanceof Object ); // true

위 예시에서 arr은 클래스 Object에도 속한다는 점에 주목해주시기 바랍니다. Array는 프로토타입 기반으로 Object를 상속받습니다.

instanceof 연산자는 보통, 프로토타입 체인을 거슬러 올라가며 인스턴스 여부나 상속 여부를 확인합니다. 그런데 정적 메서드 Symbol.hasInstance을 사용하면 직접 확인 로직을 설정할 수도 있습니다.

obj instanceof Class은 대략 아래와 같은 알고리즘으로 동작합니다.

  1. 클래스에 정적 메서드 Symbol.hasInstance가 구현되어 있으면, obj instanceof Class문이 실행될 때, Class[Symbol.hasInstance](obj)가 호출됩니다. 호출 결과는 truefalse이어야 합니다. 이런 규칙을 기반으로 instanceof의 동작을 커스터마이징 할 수 있습니다.

    예시:

    // canEat 프로퍼티가 있으면 animal이라고 판단할 수 있도록
    // instanceOf의 로직을 직접 설정합니다.
    class Animal {
      static [Symbol.hasInstance](obj) {
        if (obj.canEat) return true;
      }
    }
    
    let obj = { canEat: true };
    
    alert(obj instanceof Animal); // true, Animal[Symbol.hasInstance](obj)가 호출됨
  2. 그런데, 대부분의 클래스엔 Symbol.hasInstance가 구현되어있지 않습니다. 이럴 땐 일반적인 로직이 사용됩니다. obj instanceOf ClassClass.prototypeobj 프로토타입 체인 상의 프로토타입 중 하나와 일치하는지 확인합니다.

    비교는 차례 차례 진행됩니다.

    obj.__proto__ === Class.prototype?
    obj.__proto__.__proto__ === Class.prototype?
    obj.__proto__.__proto__.__proto__ === Class.prototype?
    ...
    // 이 중 하나라도 true라면 true를 반환합니다.
    // 그렇지 않고 체인의 끝에 도달하면 false를 반환합니다.

    위 예시에서 rabbit.__proto__ === Rabbit.prototypetrue이기 때문에 instanceoftrue를 반환합니다.

    상속받은 클래스를 사용하는 경우엔 두 번째 단계에서 일치 여부가 확인됩니다.

    class Animal {}
    class Rabbit extends Animal {}
    
    let rabbit = new Rabbit();
    alert(rabbit instanceof Animal); // true
    
    // rabbit.__proto__ === Rabbit.prototype
    // rabbit.__proto__.__proto__ === Animal.prototype (일치!)

아래 그림은 rabbit instanceof Animal을 실행했을 때 Animal.prototype과 비교되는 대상들을 보여줍니다.

한편, objAobjB의 프로토타입 체인 상 어딘가에 있으면 true를 반환해주는 메서드, objA.isPrototypeOf(objB)도 있습니다. obj instanceof ClassClass.prototype.isPrototypeOf(obj)와 동일합니다.

isPrototypeOfClass 생성자를 제외하고 포함 여부를 검사하는 점이 조금 특이합니다. 검사 시, 프로토타입 체인과 Class.prototype만 고려합니다.

isPrototypeOf의 이런 특징은 객체 생성 후 prototype 프로퍼티가 변경되는 경우 특이한 결과를 초래하기도 합니다. 아래와 같이 말이죠.

예시:

function Rabbit() {}
let rabbit = new Rabbit();

// 프로토타입이 변경됨
Rabbit.prototype = {};

// 더 이상 Rabbit이 아닙니다!
alert( rabbit instanceof Rabbit ); // false

보너스: 타입 확인을 위한 Object.prototype.toString

일반 객체를 문자열로 변화하면 [object Object]가 된다는 것을 알고 계실 겁니다.

let obj = {};

alert(obj); // [object Object]
alert(obj.toString()); // 같은 결과가 출력됨

이렇게 [object Object]가 되는 이유는 toString의 구현방식 때문입니다. 그런데 toStringtoString을 더 강력하게 만들어주는 기능이 숨겨져 있습니다. toString의 숨겨진 기능을 사용하면 확장 typeof, instanceof의 대안을 만들 수 있습니다.

아직 감이 안 잡히시겠지만, 구체적으로 설명하겠습니다.

명세서에 따르면, 객체에서 내장 toString을 추출하는 게 가능합니다. 이렇게 추출한 메서드는 모든 값을 대상으로 실행할 수 있습니다. 호출 결과는 값에 따라 달라집니다.

  • 숫자형 – [object Number]
  • 불린형 – [object Boolean]
  • null[object Null]
  • undefined[object Undefined]
  • 배열 – [object Array]
  • 그외 – 커스터마이징 가능

예시:

// 편의를 위해 toString 메서드를 변수에 복사함
let objectToString = Object.prototype.toString;

// 아래 변수의 타입은 무엇일까요?
let arr = [];

alert( objectToString.call(arr) ); // [object Array]

call/apply와 데코레이터, 포워딩 챕터에서 설명한 call을 사용해 컨텍스트를 this=arr로 설정하고 함수 objectToString를 실행하였습니다.

toString 알고리즘은 내부적으로 this를 검사하고 상응하는 결과를 반환합니다. 예시를 더 살펴봅시다.

let s = Object.prototype.toString;

alert( s.call(123) ); // [object Number]
alert( s.call(null) ); // [object Null]
alert( s.call(alert) ); // [object Function]

Symbol.toStringTag

특수 객체 프로퍼티 Symbol.toStringTag를 사용하면 toString의 동작을 커스터마이징 할 수 있습니다.

예시:

let user = {
  [Symbol.toStringTag]: "User"
};

alert( {}.toString.call(user) ); // [object User]

대부분의 호스트 환경은 자체 객체에 이와 유사한 프로퍼티를 구현해 놓고 있습니다. 브라우저 관련 예시 몇 가지를 살펴봅시다.

// 특정 호스트 환경의 객체와 클래스에 구현된 toStringTag
alert( window[Symbol.toStringTag]); // Window
alert( XMLHttpRequest.prototype[Symbol.toStringTag] ); // XMLHttpRequest

alert( {}.toString.call(window) ); // [object Window]
alert( {}.toString.call(new XMLHttpRequest()) ); // [object XMLHttpRequest]

실행 결과에서 보듯이 호스트 환경 고유 객체의 Symbol.toStringTag 값은 [object ...]로 쌓여진 값과 동일합니다.

이처럼 ‘typeof’ 연산자의 강력한 변형들(toStringtoStringTag – 옮긴이)은 원시 자료형뿐만 아니라 내장 객체에도 사용할 수 있습니다. 그리고 커스터마이징까지 가능합니다.

내장 객체의 타입 확인을 넘어서 타입을 문자열 형태로 받고 싶다면 instanceof 대신, {}.toString.call을 사용할 수 있습니다.

요약

지금까지 배운 타입 확인 메서드를 요약하면 다음과 같습니다.

동작 대상 반환값
typeof 원시형 문자열
{}.toString 원시형, 내장 객체, Symbol.toStringTag가 있는 객체 문자열
instanceof 객체 true나 false

예시에서 보았듯이 {}.toStringtypeof보다 ‘기능이 더’ 많습니다.

instanceof 연산자는 계층 구조를 가진 클래스를 다룰 때나 클래스의 상속 여부를 확인하고자 할 때 그 진가를 발휘합니다.

과제

중요도: 5

아래 예시에서 aB()를 통해 생성하지 않았습니다. 그런데도 instanceof는 왜 true를 반환할까요?

function A() {}
function B() {}

A.prototype = B.prototype = {};

let a = new A();

alert( a instanceof B ); // true

네, 실제로 이상해 보이긴 합니다.

그런데 instanceof는 평가 시, 함수는 고려하지 않고 평가 대상의 prototype을 고려합니다. 평가 대상의 prototype이 프로토타입 체인 상에 있는 프로토타입과 일치하는지 여부를 고려하죠.

문제에서 a.__proto__ == B.prototype이므로, instanceoftrue를 반환합니다.

instanceof의 내부 알고리즘에 의해 prototype은 생성자 함수가 아닌 타입을 정의합니다.

튜토리얼 지도

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