[JavaScript] 생성자 함수에 의한 객체 생성에 대해서 알아보자

Object 생성자 함수

생성자 함수(constructor)란 new 연산자와 함께 호출하여 객체(인스턴스)를 생성하는 함수를 말한다. 생성자 함수에 의해 생성된 객체를 인스턴스(instance)라 한다.

 

자바스크립트는 Object 생성자 함수이외에도 String, Number, Boolean, Fucntion, Array, Date, RegExp, Promise 등의 빌트인(built-in)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.log(func); // [Function: anonymous]
 
// Array 생성자 함수에 의한 Array 객체(배열) 생성
const arr = new Array(1, 2, 3);
console.log(typeof arr); // object
console.log(arr); // [ 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); // 2023-02-22T12:17:53.530Z

 

 

 

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생성자 함수

 

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식의 문제점

객체 리터럴에 의한 객체 생성 방식은 직관적이고 간편하다. 하지만 여러개의 객체를 생성할때는 비효율적이다.

1, 2개가 아닌 100~500개 이렇게 다양하게 생성할 필요가 있다면 생성할때 매우 힘들것이다.

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

 

 

 

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 장점

생성자 함수에 의한 객체 생성 방식은 마치 객체(인스턴스)를 생성하기 위한 템플릿(클래스)처럼 생성자 함수를 사용하여 프로퍼티 구조가 동일한 객체 여러 개를 간편하게 생성할 수 있다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
    // 생성자 함수 내부의 this 는 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(self-referencing variable)이다.

this 바인딩은 함수 호출 방식에 따라 동적으로 결정된다.

 

일반 함수로서 호출 > 전역 객체

메서드로서 호출 > 메서드를 호출한 객체(마침표 앞의 객체)

생성자 함수로서 호출 > 생성자 함수가 (미래에) 생성할 인스턴스

 

// 함수는 다양한 방식으로 호출된다.
function foo() {
    console.log(this);
}
 
// 일반적인 함수로서 호출
// 전역 객체는 브라우저 환경에서는 window, Node.js 환경에서는 global 을 가리킨다.
foo(); // <ref *1> Object [global] {}
 
const obj = { foo }; // ES6 프로퍼티 축약표현
const obj2 = {
    foo
};
const obj3 = {
    foo: function() {
        console.log(this);
    }
};
console.log(obj);   // { foo: [Function: foo] }
console.log(obj2);  // { foo: [Function: foo] }
console.log(obj3);  // { foo: [Function: foo] }
 
// 메서드로서 호출
obj.foo();  // { foo: [Function: foo] }
 
// 생성자 함수로서 호출
const inst = new foo(); // foo {}

 

자바스크립트의 생성자 함수는 형식이 정해져 있지 않다. 일반 함수와 동일한 방법으로 생성자 함수를 정의하고 new 연산자와 함께 호출하면 해당 함수는 생성자 함수로 동작한다. new 연산자와 함께 사용하지 않으면 일반 함수로 동작한다.

function Circle(radius) {
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
}
 
// new 연산자와 함께 호출하지 않으면 생성자 함수로 동작하지 않는다.
// 즉, 일반 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(15);
 
// 일반 함수로서 호출된 Circle 은 반환문이 없으므로 암묵적으로 undefined 를 반환한다.
console.log(circle); // undefined
 
// 일반 함수로서 호출된 Circle 내의 this 는 전역 객체를 가리킨다.
console.log(radius) // 15

 

 

 

생성자 함수의 인스턴스 생성 과정

1) 프로퍼티 구조가 동일한 인스턴스를 생성하기 위한 템플릿(클래스)으로서 동작하여 인스턴스 생성

2) 생성된 인스턴스를 초기화(인스턴스 프로퍼티 추가 및 초기값 할당)

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
    // 인스턴스 초기화
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
}
 
// 인스턴스 생성
const circle = new Circle(5); // 반지름이 5인 Circle 객체를 생성
console.log(circle.getDiameter());

 

 

 

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

암묵적으로 빈 객체( {} )가 생성된다. 객체가 생성자 함수가 생성한 인스턴스다. 그리고 인스턴스는 this에 바인딩된다.

생성자 함수 내부의 this가 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리키는 이유는 밑에 코드를 보면 확인이 가능하다.

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
    console.log(this); // Circle {}
 
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
}
 
const circle = new Circle(5);

 

결국 위의 코드는 밑에 코드 같이 return this; 가 암묵적으로 실행된다는 것이다. 테스트 결과는 동일하기 때문이다.

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
    console.log(this); // Circle {}
 
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
 
    return this;
}
 
const circle = new Circle(5);
console.log(circle); // Circle { radius: 5, getDiameter: [Function (anonymous)] }

 

 

바인딩(name binding)
바인딩이란 식별자와 값을 연결하는 과정을 의미한다. 예를 들어, 변수 선언은 변수 이름(식별자)과 확보된 메모리 공간의 주소를 바인딩하는 것이다. this 바인딩은 this(키워드로 분류되지만 식별자 역할을 한다)와 this가 가리킬 객체를 바인딩하는 것이다.

 

 

 

2. 인스턴스 초기화

생성자 함수에 기술되어 있는 코드가 한 줄씩 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다. 

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
 
    // 2. this 에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    }
}

 

 

 

3. 인스턴스 반환

생성자 함수 내부의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
 
    // 2. this 에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
 
    // 3. 완성된 인스턴스가 바인딩된 this 가 암묵적으로 반환된다.
}
 
// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 암묵적으로 this 를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // Circle { radius: 1, getDiameter: [Function (anonymous)] }

 

만약 this가 아닌 다른 객체를 명시적으로 반환하면 this가 반환된지 못하고 return 문에 명시한 객체가 반환된다.

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
 
    // 2. this 에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
 
    // 3. 암묵적으로 this 를 반환한다.
    // 명시적으로 객체를 반환하면 암묵적인 this 반환이 무시된다.
    return {};
}
 
// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 명시적으로 반환한 객체를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // {}

 

하지만 명시적으로 원시 값을 반환하면  원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this가 반환된다.

function Circle (radius) {
    // 1. 암묵적으로 인스턴스가 생성되고 this 에 바인딩된다.
 
    // 2. this 에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다.
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function () {
        return 2 * this.radius;
    };
 
    // 3. 암묵적으로 this 를 반환한다.
    // 명시적으로 원시 값을 반환하면 원시 값 반환은 무시되고 암묵적으로 this 가 반환된다.
    return 100;
}
 
// 인스턴스 생성. Circle 생성자 함수는 명시적으로 반환한 객체를 반환한다.
const circle = new Circle(1);
console.log(circle); // {}

 

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

따라서 생성자 함수 내부에서 return 문을 반드시 생략해야 한다.

 

 

 

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내부 메서드 [[Call]] 과 [[Construct]]

함수 선언문 또는 함수 표현식으로 정의한 함수는 일반적인 함수로서 호출할 수 있는 것은 물론 생성자 함수로서 호출할 수 있다. 생성자 함수로서 호출한다는 것은 new 연산자와 함께 호출하여 객체를 생성하는 것을 의미한다.

const circle = new Circle(5);

 

함수는 객체이므로 일반 객체(ordinary object)와 동일하게 동작할 수 있다. 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드를 모두 가지고 있기 때문이다.

// 함수는 객체다.
function foo() {}
 
// 함수는 객체이므로 프로퍼티를 소유할 수 있다.
foo.prop = 10;
 
// 함수는 객체이므로 메서드를 소유할 수 있다.
foo.method = function () {
    console.log(this.prop);
};
 
foo.method(); // 10

 

함수는 객체이지만 일반 객체와는 다르다. 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다. 

따라서 함수 객체는 일반 객체가 가지고 있는 내부 슬롯과 내부 메서드는 물론, 함수로서 동작하기 위해 함수 객체만을 위한 [[Environment]], [[FormalParameters]] 등의 내부 슬롯과 [[Call]], [[Construct]] 같은 내부 메서드를 추가로 가지고 있다.

 

함수가 일반 함수로서 호출되면 함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되고 new 연산자와 함께 생성자를 함수로서 호출되면 내부 메서드 [[Construct]]가 호출된다.

 

그림으로 표현하자면 밑의 그림처럼 표현이 가능하다.

 

 

 

function foo() {}
 
// 일반적인 함수로서 호출: [[Call]]이 호출된다.
foo();
 
// 생성자 함수로서 호출: [[Construct]]가 호출된다.
new foo();

 

 

1. 내부 메서드 [[Call]]을 갖는 함수 객체를 callable이라 하며,

2. 내부 메서드 [[Construct]]를 갖는 함수 객체를 constructor,

3. [[Construct]]를 갖지 않는 함수 객체를 non-constructor 라고 부른다.

 

callable은 함수이고, constructor는 생정자 함수로서 호출할 수 있는 함수, non-constructor는 객체를 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수를 의미한다.

 

호출할 수 없는 객체는 함수 객체가 아니므로 함수로서 기능하는 객체, 즉 함수 객체는 반드시 callable이어야 한다.

따라서 모든 함수 객체는 내부 메서드 [[Call]]을 갖고 있으므로 호출할 수 있다. 하지만 모든 함수 객체가 [[Construct]]를 갖는 것은 아니다.

 

 

 

함수 객체의 조건

1.  callable 가 존재한다.

2. constructor 또는 non-constructor 가 존재한다.

 

 

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constructor와 non-constructor의 구분

- constructor : 함수 선언문, 함수 표현식, 클래스(클래스도 함수다)

- 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 constructor 다.
console.log(new foo());   // foo {}
console.log(new bar());   // bar {}
console.log(new baz.x()); // x {}
 
// 화살표 함수 정의
const arrow = () => {};
new arrow(); // TypeError: arrow is not a constructor
 
// 메서드 정의: ES6의 메서드 축약 표현만 메서드로 인정한다.
const obj = {
    x() {}
};
 
new obj.x(); // TypeError: obj.x is not a constructor

 

 

함수를 프로퍼티 값으로 사용하면 일반적으로 메서드로 통칭한다. 하지만 ECMAScript 사양에서 메서드란 ES6의 메서드 축약 표현만을 의미한다. 함수의 정의 방식에 따라 constructor와 non-constructor를 구분한다.

// 일반적으로 메서드라 부르지만, ES6에서는 인정되지 않는다.
const obj = {
    x: function () {}
};
 
 
// ES6에서 인정하는 메서드 
const obj = {
    x() {}
};

 

 

함수를 일반 함수로서 호출하면 함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되고 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출하면 내부 메서드 [[Construct]]가 호출된다. non-constructor인 함수 객체는 내부 메서드 [[Construct]]를 갖지 않는다. 따라서 non-constructor인 함수 객체를 생성자 함수로서 호출하면 에러가 발생한다.

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();

 

 

정리하면, 생성자 함수라고 기대하지 않은 일반 함수(callable이면서 constructor)에 new 연산자를 붙여 호출하면 생성자 함수처럼 동작할 수 있다는 것이다.

 

 

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new 연산자

일반 함수에 new 연산자와 함께 호출하면 생성자 함수로 동작한다.

정리하면, 함수 객체의 내부 메서드 [[Call]]이 호출되는 것이 아니라 [[Construct]]가 호출된다.

// 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 반환돤다.
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. 

// 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 this 는 전역 객체 window 를 가리킨다.
console.log(radius); // 5
console.log(getDiameter()); // 10
 
circle.getDiameter();
// TypeError: Cannot read properties of undefined (reading 'getDiameter')

 

 

new연산자(생성자)로 호출 유무일 경우 차이점

1. Circle 함수를 생성자 함수로 호출하면 this는 Circle 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리킨다.

2. Circle 함수를 일반적인 함수로 호출하면 this는 전역 객체 window를 가리킨다.

 

 

 

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new.target

생성자 함수가 new 연산자 없이 호출되는 것을 방지하기 위해 파스칼 케이스 컨벤션을 사용한다.

하지만, 실수를 방지하기 위해 ES6에서는 new.target을 지원한다.

 

new.target은 this와 유사하게 constructor인 모든 함수 내부에서 암묵적인 지역 변수와 같이 사용되며 메타 프로퍼티라고 부른다. IE에서는 지원안된다.

 

new.target은 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출되면 함수 내부의 new.tartget은 함수 자신을 가리킨다. new 연산자 없이 일반 함수로서 호출된 함수 내부의 new.target은 undefined다.

// 생성자 함수
function Circle (radius) {
    // 이 함수가 new 연산자와 함께 호출되지 않았다면 new.target 은 undefined 다.
    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.target 을 통해 생성자 함수로서 호출된다.
const circle = Circle(5);
console.log(circle); // Circle { radius: 5, getDiameter: [Function (anonymous)] }

 

 

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

let obj = new Object();
console.log(obj); // {}
 
obj = Object();
console.log(obj); // {}
 
let func = new Function('x', 'return x ** x');
console.log(func); // [Function: anonymous]
 
func = Function('x', 'return x ** x');
console.log(func); // [Function: anonymous]

 

 

String, Number, Boolean 생성자 함수는 new 연산자와 함께 호출했을 때 String, Number, Boolean 객체를 생성하여 반환하지만 new 연산자 없이 호출하면 문자열, 숫자, 불리언 값을 반환한다. 이를 통해 데이터 타입을 변환한다.

const str = new String(123);
console.log(str, typeof str);
// [String: '123'] object
 
const str2 = String(123);
console.log(str2, typeof str2);
// // [String: '123'] object
 
const num = new Number('123');
console.log(num, typeof num);
// [Number: 123] object
 
const num2 = Number('123');
console.log(num2, typeof num2);
// 123 number
 
const bool = new Boolean(true);
console.log(bool, typeof bool);
// [Boolean: true] object
 
const bool2 = new Boolean('true');
console.log(bool2, typeof bool2);
// [Boolean: true] object
 
const bool3 = Boolean('true');
console.log(bool3, typeof bool3);
// true boolean