27일 8월 2020

객체를 원시형으로 변환하기

obj1 + obj2 처럼 객체끼리 더하는 연산을 하거나, obj1 - obj2 처럼 객체끼리 빼는 연산을 하면 어떤 일이 일어날까요? alert(obj)로 객체를 출력할 때는 무슨 일이 발생할까요?

이 모든 경우에 자동 형 변환이 일어납니다. 객체는 원시값으로 변환되고, 그 후 의도한 연산이 수행됩니다.

형 변환 챕터에선 객체의 형 변환은 다루지 않았습니다. 원시형 자료가 어떻게 문자, 숫자, 논리형으로 변환되는지만 알아보았죠. 이젠 메서드와 심볼에 대한 지식을 갖추었으니 본격적으로 이 공백을 메꿔봅시다.

  1. 객체는 논리 평가 시 true를 반환합니다. 단 하나의 예외도 없죠. 따라서 객체는 숫자형이나 문자형으로만 형 변환이 일어난다고 생각하시면 됩니다.
  2. 숫자형으로의 형 변환은 객체끼리 빼는 연산을 할 때나 수학 관련 함수를 적용할 때 일어납니다. 객체 Date끼리 차감하면(date1 - date2) 두 날짜의 시간 차이가 반환됩니다. Date에 대해선 Date 객체와 날짜에서 다룰 예정입니다.
  3. 문자형으로의 형 변환은 대개 alert(obj)같이 객체를 출력하려고 할 때 일어납니다.

ToPrimitive

특수 객체 메서드를 사용하면 숫자형이나 문자형으로의 형 변환을 원하는 대로 조절할 수 있습니다.

객체 형 변환은 세 종류로 구분되는데, 'hint’라 불리는 값이 구분 기준이 됩니다. 'hint’가 무엇인지는 명세서에 자세히 설명되어 있는데, ‘목표로 하는 자료형’ 정도로 이해하시면 될 것 같습니다.

"string"

alert 함수같이 문자열을 기대하는 연산을 수행할 때는(객체-문자형 변환), hint가 string이 됩니다.

// 객체를 출력하려고 함
alert(obj);

// 객체를 프로퍼티 키로 사용하고 있음
anotherObj[obj] = 123;
"number"

수학 연산을 적용하려 할 때(객체-숫자형 변환), hint는 number가 됩니다.

// 명시적 형 변환
let num = Number(obj);

// (이항 덧셈 연산을 제외한) 수학 연산
let n = +obj; // 단항 덧셈 연산
let delta = date1 - date2;

// 크고 작음 비교하기
let greater = user1 > user2;
"default"

연산자가 기대하는 자료형이 ‘확실치 않을 때’ hint는 default가 됩니다. 아주 드물게 발생합니다.

이항 덧셈 연산자 +는 피연산자의 자료형에 따라 문자열을 합치는 연산을 할 수도 있고 숫자를 더해주는 연산을 할 수도 있습니다. 따라서 +의 인수가 객체일는 hint가 default가 됩니다.

동등 연산자 ==를 사용해 객체-문자형, 객체-숫자형, 객체-심볼형끼리 비교할 때도, 객체를 어떤 자료형으로 바꿔야 할지 확신이 안 서므로 hint는 default가 됩니다.

// 이항 덧셈 연산은 hint로 `default`를 사용합니다.
let total = obj1 + obj2;

// obj == number 연산은 hint로 `default`를 사용합니다.
if (user == 1) { ... };

크고 작음을 비교할 때 쓰이는 연산자 <, > 역시 피연산자에 문자형과 숫자형 둘 다를 허용하는데, 이 연산자들은 hint를 'number’로 고정합니다. hint가 'default’가 되는 일이 없죠. 이는 하위 호환성 때문에 정해진 규칙입니다.

실제 일을 할 때는 이런 사항을 모두 외울 필요는 없습니다. Date 객체를 제외한 모든 내장 객체는 hint가 "default"인 경우와 "number"인 경우를 동일하게 처리하기 때문입니다. 우리도 커스텀 객체를 만들 땐 이런 규칙을 따르면 됩니다.

"boolean" hint는 없습니다.

hint는 총 세 가지입니다. 아주 간단하죠.

‘boolean’ hint는 존재하지 않습니다. 모든 객체는 그냥 true로 평가됩니다. 게다가 우리도 내장 객체에 사용되는 규칙처럼 "default""number"를 동일하게 처리하면, 결국엔 두 종류의 형 변환(객체-문자형, 객체-숫자형)만 남게 됩니다.

자바스크립트는 형 변환이 필요할 때, 아래와 같은 알고리즘에 따라 원하는 메서드를 찾고 호출합니다.

  1. 객체에 obj[Symbol.toPrimitive](hint)메서드가 있는지 찾고, 있다면 메서드를 호출합니다. Symbol.toPrimitive는 시스템 심볼로, 심볼형 키로 사용됩니다.
  2. 1에 해당하지 않고 hint가 "string"이라면,
    • obj.toString()이나 obj.valueOf()를 호출합니다(존재하는 메서드만 실행됨).
  3. 1과 2에 해당하지 않고, hint가 "number""default"라면
    • obj.valueOf()obj.toString()을 호출합니다(존재하는 메서드만 실행됨).

Symbol.toPrimitive

첫 번째 메서드부터 살펴봅시다. 자바스크립트엔 Symbol.toPrimitive라는 내장 심볼이 존재하는데, 이 심볼은 아래와 같이 목표로 하는 자료형(hint)을 명명하는 데 사용됩니다.

obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
  // 반드시 원시값을 반환해야 합니다.
  // hint는 "string", "number", "default" 중 하나가 될 수 있습니다.
};

실제 돌아가는 예시를 살펴보는 게 좋을 것 같네요. user 객체에 객체-원시형 변환 메서드 obj[Symbol.toPrimitive](hint)를 구현해보겠습니다.

let user = {
  name: "John",
  money: 1000,

  [Symbol.toPrimitive](hint) {
    alert(`hint: ${hint}`);
    return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
  }
};

// 데모:
alert(user); // hint: string -> {name: "John"}
alert(+user); // hint: number -> 1000
alert(user + 500); // hint: default -> 1500

이렇게 메서드를 구현해 놓으면 user는 hint에 따라 (자기 자신을 설명해주는) 문자열로 변환되기도 하고 (가지고 있는 돈의 액수를 나타내는) 숫자로 변환되기도 합니다. user[Symbol.toPrimitive]를 사용하면 메서드 하나로 모든 종류의 형 변환을 다룰 수 있습니다.

toString과 valueOf

toStringvalueOf는 심볼이 생기기 이전부터 존재해 왔던 ‘평범한’ 메서드입니다. 이 메서드를 이용하면 '구식’이긴 하지만 형 변환을 직접 구현할 수 있습니다.

객체에 Symbol.toPrimitive가 없으면 자바스크립트는 아래 규칙에 따라 toString이나 valueOf를 호출합니다.

  • hint가 'string’인 경우: toString -> valueOf 순(toString이 있다면 toString을 호출, toString이 없다면 valueOf를 호출함)
  • 그 외: valueOf -> toString

이 메서드들은 반드시 원시값을 반환해야합니다. toString이나 valueOf가 객체를 반환하면 그 결과는 무시됩니다. 마치 메서드가 처음부터 없었던 것처럼 되어버리죠.

일반 객체는 기본적으로 toStringvalueOf에 적용되는 다음 규칙을 따릅니다.

  • toString은 문자열 "[object Object]"을 반환합니다.
  • valueOf는 객체 자신을 반환합니다.

데모를 살펴봅시다.

let user = {name: "John"};

alert(user); // [object Object]
alert(user.valueOf() === user); // true

이런 이유 때문에 alert에 객체를 넘기면 [object Object]가 출력되는 것입니다.

여기서 valueOf는 튜토리얼의 완성도를 높이고 헷갈리는 것을 줄여주려고 언급했습니다. 앞서 본 바와 같이 valueOf는 객체 자신을 반환하기 때문에 그 결과가 무시됩니다. 왜 그런거냐고 이유를 묻지는 말아주세요. 그냥 역사적인 이유때문입니다. 우리는 그냥 이 메서드가 존재하지 않는다고 생각하면 됩니다.

이제 직접 이 메서드들을 사용한 예시를 구현해봅시다.

아래 usertoStringvalueOf를 조합해 만들었는데, Symbol.toPrimitive를 사용한 위쪽 예시와 동일하게 동작합니다.

let user = {
  name: "John",
  money: 1000,

  // hint가 "string"인 경우
  toString() {
    return `{name: "${this.name}"}`;
  },

  // hint가 "number"나 "default"인 경우
  valueOf() {
    return this.money;
  }

};

alert(user); // toString -> {name: "John"}
alert(+user); // valueOf -> 1000
alert(user + 500); // valueOf -> 1500

출력 결과가 Symbol.toPrimitive를 사용한 예제와 완전히 동일하다는 걸 확인할 수 있습니다.

그런데 간혹 모든 형 변환을 한 곳에서 처리해야 하는 경우도 생깁니다. 이럴 땐 아래와 같이 toString만 구현해 주면 됩니다.

let user = {
  name: "John",

  toString() {
    return this.name;
  }
};

alert(user); // toString -> John
alert(user + 500); // toString -> John500

객체에 Symbol.toPrimitivevalueOf가 없으면, toString이 모든 형 변환을 처리합니다.

반환 타입

위에서 소개해드린 세 개의 메서드는 'hint’에 명시된 자료형으로의 형 변환을 보장해 주지 않습니다.

toString()이 항상 문자열을 반환하리라는 보장이 없고, Symbol.toPrimitive의 hint가 "number"일 때 항상 숫자형 자료가 반환되리라는 보장이 없습니다.

확신할 수 있는 단 한 가지는 객체가 아닌 원시값을 반환해 준다는 것뿐입니다.

과거의 잔재

toString이나 valueOf가 객체를 반환해도 에러가 발생하지 않습니다. 다만 이때는 반환 값이 무시되고, 메서드 자체가 존재하지 않았던 것처럼 동작합니다. 이렇게 동작하는 이유는 과거 자바스크립트엔 '에러’라는 개념이 잘 정립되어있지 않았기 때문입니다.

반면에 Symbol.toPrimitive무조건 원시자료를 반환해야 합니다. 그렇지 않으면 에러가 발생합니다.

추가 형 변환

지금까지 살펴본 바와 같이 상당수의 연산자와 함수가 피연산자의 형을 변환시킵니다. 곱셈을 해주는 연산자 *는 피연산자를 숫자형으로 변환시키죠.

객체가 피연산자일 때는 다음과 같은 단계를 거쳐 형 변환이 일어납니다.

  1. 객체는 원시형으로 변화됩니다. 변환 규칙은 위에서 설명했습니다.
  2. 변환 후 원시값이 원하는 형이 아닌 경우엔 또다시 형 변환이 일어납니다.

예시:

let obj = {
  // 다른 메서드가 없으면 toString에서 모든 형 변환을 처리합니다.
  toString() {
    return "2";
  }
};

alert(obj * 2); // 4, 객체가 문자열 "2"로 바뀌고, 곱셈 연산 과정에서 문자열 "2"는 숫자 2로 변경됩니다.
  1. obj * 2에선 객체가 원시형으로 변화되므로 toString에의해 obj는 문자열 "2"가 됩니다.
  2. 곱셈 연산은 문자열은 숫자형으로 변환시키므로 "2" * 22 * 2가 됩니다.

그런데 이항 덧셈 연산은 위와 같은 상황에서 문자열을 연결합니다.

let obj = {
  toString() {
    return "2";
  }
};

alert(obj + 2); // 22("2" + 2), 문자열이 반환되기 때문에 문자열끼리의 병합이 일어났습니다.

요약

원시값을 기대하는 내장 함수나 연산자를 사용할 때 객체-원시형으로의 형 변환이 자동으로 일어납니다.

객체-원시형으로의 형 변환은 hint를 기준으로 세 종류로 구분할 수 있습니다.

  • "string" (alert 같이 문자열을 필요로 하는 연산)
  • "number" (수학 연산)
  • "default" (드물게 발생함)

연산자별로 어떤 hint가 적용되는지는 명세서에서 찾아볼 수 있습니다. 연산자가 기대하는 피연산자를 '확신할 수 없을 때’에는 hint가 "default"가 됩니다. 이런 경우는 아주 드물게 발생합니다. 내장 객체는 대개 hint가 "default"일 때와 "number"일 때를 동일하게 처리합니다. 따라서 실무에선 hint가 "default"인 경우와 "number"인 경우를 합쳐서 처리하는 경우가 많습니다.

객체-원시형 변환엔 다음 알고리즘이 적용됩니다.

  1. 객체에 obj[Symbol.toPrimitive](hint)메서드가 있는지 찾고, 있다면 호출합니다.
  2. 1에 해당하지 않고 hint가 "string"이라면,
    • obj.toString()이나 obj.valueOf()를 호출합니다.
  3. 1과 2에 해당하지 않고, hint가 "number""default"라면
    • obj.valueOf()obj.toString()을 호출합니다.

obj.toString()만 사용해도 '모든 변환’을 다 다룰 수 있기 때문에, 실무에선 obj.toString()만 구현해도 충분한 경우가 많습니다. 반환 값도 ‘사람이 읽고 이해할 수 있는’ 형식이기 때문에 실용성 측면에서 다른 메서드에 뒤처지지 않습니다. obj.toString()은 로깅이나 디버깅 목적으로도 자주 사용됩니다.

튜토리얼 지도

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