공부하자

[ Deep Dive 정리] 25장. 클래스(2) 본문

카테고리 없음

[ Deep Dive 정리] 25장. 클래스(2)

dev_riley 2023. 4. 12. 11:07

25.8 상속에 의한 클래스 확장

[ 클래스 상속과 생성자 함수 상속 ]

상속에 의한 클래스 확장은 지금까지 살펴본 프로토타입 기반 상속과는 다른 개념이다. 프로토타입 기반 상속은 프로토타입 체인을 통해 다른 객체의 자산을 상속받는 개념이지만 상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

 

[ extends 키워드 ]

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용하여 상속받을 클래스를 정의한다.

// 수퍼(베이스/부모) 클래스
class Base {}

// 서브(파생/자식) 클래스
class Derived extends Base {}

extends 키워드의 역할은 수퍼클래스와 서브클래스 간의 상속 관계를 설정하는 것이다. 클래스도 프로토타입을 통해 상속 관계를 구현한다.

수퍼클래스와 서브클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성한다. 이를 통해 프로토타입 메서드, 정적 메서드 모두 상속이 가능하다.

 

[ 동적 상속 ]

extends 키워드는 클래스뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수도 있다. 단, extends 키워드 앞에는 반드시 클래스가 와야 한다.

// 생성자 함수
function Base(a) {
    this.a = a;
}
// 생성자 함수를 상속받는 서브클래스
class Derived extends Base {}
const derived = new Derived(1);
console.log(derived); // Derived {a: 1}

extends 키워드 다음에는 클래스뿐만 아니라 [[ Construct ]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다. 이를 통해 동적으로 상속받을 대상을 결정할 수 있다.

function Base1() {}
class Base2 {}
let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브클래스
class Derived extends (condition ? Base1 : Base2) {}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

console.log(derived instanceof Base1); // true
console.log(derived instanceof Base2); // false

[ 서브 클래스의 constructor ]

클래스에서 constructor를 생략하면 클래스에 비어있는 constructor(빈 객체)가 암묵적으로 정의된다.

 

[ super 키워드 ]

super 키워드는 함수처럼 호출할 수도 있고 this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드다. super는 다음과 같이 동작한다.

- super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출한다.

- super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

super 호출

super를 호출하면 수퍼클래스의 constructor(super-constructor)를 호출한다.

다음 예제와 같이 수퍼클래스의 constructor 내부에서 추가한 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 있다.

// 수퍼클래스
class Base {
    consturctor(a, b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }
}
// 서브 클래스
class Derived extends Base {
    // 다음과 같이 암묵적으로 constructor가 정의된다.
    // constructor(...args) {super(...args);}
}

const derived = new Derived(1, 2)
console.log(derived); // Derived(a: 1, b: 2)

하지만 다음 예제와 같이 수퍼클래스에서 추가한 프로퍼티와 서브클래스에서 추가한 프로퍼티를 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브클래스의 constructor를 생략할 수 없다.

// 수퍼클래스
class Base {
  consturctor(a, b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }  
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
    constructor(a, b, c) {
        super(a, b)
        this.c = c;
    }
}
const derived = new Derived(1, 2, 3); 
console.log(derived): // Derived {a: 1, b: 2, c: 3}

이때 new 연산자와 함께 서브클래스를 호출하면서 전달한 인수 중에서 수퍼클래스의 cosntructor에 전달할 필요가 있는 인수는 서브클래스의 constructor에서 호출하는 super를 통해 전달한다.

 

super를 호출할 때 주의할 사항은 다음과 같다.

1. 서브클래스에서 constructor를 생략하지 않는 경우 서브클래스의 constructor에서는 반드시 super를 호출해야 한다.

class Base {}
class Derived extends Base {
    constructor() {
        // ReferenceError : Must call super constructor in derived calss before accessing 'this' or returning from derived constructor
        console.log('constructor call')
    }
}
const derived = new Derived();

2. 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없다.

class Base {}
class Derived extends Base {
    constructor() {
        // ReferenceError : Must call super constructor in derived calss before accessing 'this' or returning from derived constructor
        this.a = a;
        suepr()
    }
}
const derived = new Derived(1);

3. super는 반드시 서브클래스의 constructor에서만 호출한다. 서브클래스가 아닌 클래스의 constructor나 함수에서 super를 호출하면 에러가 발생한다.

class Base {
    constructor() {
        super(); // SyntaxError : 'super' keyword unexpected here
    }
}
function foo() {
    super(); // SyntaxError : 'super' keyword unexpected here
}

super 참조

메서드 내에서 super를 참조하면 수퍼클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

1. 서브클래스의 프로토타입 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드 sayHi를 가리킨다.

// 수퍼클래스
class Base {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    sayHi() {
        return `Hi! ${this.name}`;
    }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
    sayHi() {
        // super.sayHi는 수퍼클래스의 프로토타입 메서드를 가리킨다.
        return `${super.sayHi()}. how are you doing?`;
    }
}
const derived = new Derived('Lee');
console.log(derived.sayHi()); // Hi! Lee. how are you doing?

2. 서브클래스의 정적 메서드 내에서 super.sayHi는 수퍼클래스의 정적 메서드 sayHi를 가리킨다.

// 수퍼클래스
class Base {
    static sayHi() {
        return 'Hi!';
    }
}
// 서브클래스
class Derived extends Base {
    static sayHi() {
        // super.sayHi는 수퍼클래스의 정적 메서드를 가리킨다.
        return `${super.sayHi()} how are you doing?`;
    }
}
console.log(Derived.sayHi()); // Hi! how are you doing?

[ 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정 ]

클래스가 단독으로 인스턴스를 생성하는 과정보다 상속 관계에 있는 두 클래스가 협력하며 인스턴스를 생성하는 과정은 좀 더 복잡하다.

 

1. 서브클래스의 super 호출

자바스크립트 엔진은 클래스를 평가할 때 수퍼클래스와 서브클래스를 구분하기 위해 "base" 또는 "derived"를 값으로 갖는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]를 갖는다. 다른 클래스를 상속받지 않는 클래스는 내부 슬롯 [[ConstructorKind]]값이 "base"로 설정되지만, 다른 클래스를 상속받는 서브클래스는 "derived"로 값이 설정된다. 이를 통해 수퍼클래스와 서브클래스는 new 연산자와 함께 호출되었을 때의 동작이 구분된다.

서브클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼클래스에서 인스턴스 생성을 위임한다. 그래서 서브클래스의 constructor에 반드시 super를 호출해야하는 것이다.

 

2. 수퍼클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼클래스의 constructor 내부의 코드가 실행되기 이전에 암묵적으로 빈 객체를 생성한다. 이 빈 객체가 바로 클래스가 생성한 인스턴스다. 그리고 암묵적으로 생성된 빈 객체, 즉 인스턴스는 this에 바인딩된다. 따라서 수퍼클래스의 constructor 내부의 this는 생성된 인스턴스를 가리킨다.

이때 인스턴스는 수퍼클래스가 생성한 것이다. 하지만 만약 new 연산자와 함께 호출된 클래스가 서브클래스라면, new 연산자와 함께 호출된 함수를 가리키는 new.target은 서브클래스를 가리키게 되고, 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리된다.

 

3. 수퍼클래스의 인스턴스 초기화

수퍼클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 초기화한다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

 

4. 서브클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

super의 호출이 종료되고 제어 흐름이 서브클래스 constructor로 돌아온다. 이때 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다. 서브클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그대로 사용한다.

이처럼 super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않으며, this 바인딩도 할 수 없다. 서브클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없는 이유가 바로 이 때문이다.

 

5. 서브클래스의 인스턴스 초기화

super 호출 이후, 서브클래스의 constructor에 기술되어 잇는 인스턴스 초기화가 실행된다. 즉, this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor가 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

 

6. 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

 

[ 표준 빌트인 생성자 함수 확장 ]

extends 키워드 다음에는 클래스뿐만 아니라 [[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
    // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다 : [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
    uniq() {
        return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
    }
    // 모든 배열 요소의 평균을 구한다 : [1, 2, 3] => 2
    average() {
        return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
    }
}
const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray); // MyArray(4) [1, 1, 2, 3]

// MyArray.prototype.uniq 호출
console.log(myArray.uniq()); // MyArray(3) [1, 2, 3]
// MyArray.prototype.average 호출
console.log(myArray.average()); // 1.75

Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray 클래스가 생성한 인스턴스는 Array.prototype과 MyArray.prototype의 모든 메서드를 사용할 수 있다.

이때 주의해야 할 것은 Array.prototype의 메서드 중에서 map, filter와 같이 새로운 배열을 반환하는 메서드가 MyArray 클래스의 인스턴스를 반환한다는 것이다. 만약 새로운 배열을 반환하는 메서드가 MyArray 클래스의 인스턴스를 반환하지 않고 Array의 인스턴스를 반환하면 MyArray 클래스의 메서드와 메서드 체이닝이 불가능하다.

myArray.filter가 반환하는 인스턴스는 MyArray 클래스가 생성한 인스턴스, 즉 MyArray 타입이다. 따라서 myArray.filter가 반환하느 인스턴스로 uniq 메서드를 연이어 호출(메서드 체이닝)할 수 있다.

만약 MyArray 클래스의 uniq 메서드가 MyArray 클래스가 생성한 인스턴스가 아닌 Array가 생성한 인스턴스를 반환하게 하려면 다음과 같이 Symbol.species를 사용하여 정적 접근자 프로퍼티를 추가한다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
    // 모든 메서드가 Array 타입의 인스턴스를 반환하도록 한다.
    static get [Symbol.species]() { return Array; }
    
    // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다 : [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
    uniq() {
        return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
    }
    // 모든 배열 요소의 평균을 구한다 : [1, 2, 3] => 2
    average() {
        return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
    }
}
const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray.uniq() instanceof MyArray); // false
console.log(myArray.uniq() instanceof Array); // true

// 메서드 체이닝
// uniq 메서드는 Array 인스턴스를 반환하므로 average 메서드를 호출할 수 없다.
console.log(myArray.uniq().average());
// TypeError : myArray.uniq(...).average is not a function

 

Comments