19장 프로토타입(1)

2023년 4월 5일 259p ~ 279p

 

19장 프로토타입 

19. 1 객체지향 프로그래밍

자바스크립트는 강력한 객체지향 프로그래밍 능력을 지니고 있는 프로토타입 기반의 객체 지향 프로그래밍 언어이다. 자바스크립트를 이루고 있는 거의 모든 것이 객체다.

객체지향 프로그래밍은 실세계의 실체를 인식하는 철학적 사고를 프로그래밍에 접목하려는 시도에서 시작한다. 실체는 특징이나 성질을 나타내는 속성을 가지고 있다. 다양한 속성 중에서 프로그램에 필요한 속성만 간추려 내어 표현하는 것을 추상화라고 한다.

const person = {
	name: "lee",
    address: "Seoul"
}

console.log(person) // {name:"lee", address: "Seoul"}

객체란 상태 데이터인 프로퍼티와 동작인 메서드를 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조이다.

 

19.2 상속과 프로토타입

상속은 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말한다. 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여 불필요한 중복을 제거한다. 

// 생성자 함수
function Circle(radius){
	this.radius = radius;
}

// 모든 인스턴스가 이 메서드를 공유해서 사용할 수 있도록 프로토타입에 추가
Circle.prototype.getArea = function() {
	return Math.PI * this.radius ** 2;
}

// 인스턴스 생성
const Circle1 = new Circle(1);
const Circle2 = new Circle(1);

console.log(Circle1.getArea === Circle2.getArea) // true

 

19.3 프로토타입 객체

프로토타입 객체(줄여서 프로토타입)은 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다. 프로토타입은 어떤 객체의 부모 객체의 역할을 하며 다른 객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 자식 객체는 상위 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.

모든 객체는 [[prototype]] 이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다. 객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[prototype]]에 저장된다. 예를 들어, 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다. 생성자 함수에 의해 성성된 객체는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어 있는 객체다.

https://til.younho9.dev/docs/frontend/javascript/4-%ED%95%A8%EC%88%98%EC%99%80-%ED%94%84%EB%A1%9C%ED%86%A0%ED%83%80%EC%9E%85-%EC%B2%B4%EC%9D%B4%EB%8B%9D-3/

모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다. 그리고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.

[[prototype]] 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없지만 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 자신의 [[prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다. 그리고 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근하고 생성자 함수는 prototype 프로퍼티를 통해 프로토 타입에 접근할 수 있다.

__proto?!

__proto__ 는 접근자 프로퍼티다. Object.prototype 접근자 프로퍼티인 __proto__는 getter/setter 함수라고 부르는 접근자 함수([[Get]],[[Set]] 프로퍼티 어트리뷰트에 할당된 함수)를 통해 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입을 취득하거나 할당한다. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하면 내무적으로 get__proto__가 호출되며 새로운 프로토타입을 할당하면 set__proto가 호출된다.

const obj = {};
const parent = {x:1};

//obj 객체의 프로토타입 취득
obj.__proto__;

//obj 객체의 프로토타입을 교체
obj.__proto__ = parent;

console.log(obj.x) // 1

__proto__ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아닌 Object.prototype의 프로퍼티다. 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것이다. Object.protoype은 프로토타입 체인의 최상위 객체이며 모든 객체는 프로토타입 체인에 묶여있다.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유는 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서이다. 프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 한다. 코드 내에서 __proto__ 접근자 프로퍼티를 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다. 모든 객체가 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니기 때문이다.

// obj는 프로토타입 체인의 종점이다. 따라서 Object.__proto__를 상속받을 수 없다.
const obj = Object.Creat(null);
console.log(obj.__proto__); // undefined

// 따라서 Object.getPrototypeOf 메서드를 사용하는 편이 좋다.
console.log(Object.getPrototypeOf(obj); // null

__proto__ 접근자 프로퍼티 대신 프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우에는 Object.getPrototypeOf 를, 프로토타입을 교체하고 싶은 경우에는 Object.setPrototypeOf를 사용할 것을 권장한다.

함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다. 

// 함수 객체는 prototype 프로퍼티를 소유한다.
(function (){}).hasOwnProperty('prototype'); // true

// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
({}).hasOwnProperty('prototype'); // false

prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다. 따라서 생성자 함수로서 호출할 수 없는, 즉 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.

// ES6의 메서드 축약 표현
const obj = {
	foo() {}
};

생성자 함수로 호출하기 위해 정의하지 않은 일반함수(함수 선언문, 함수 표현식)도 prototype 프로퍼티를 소유한다. 하지만 객체를 생성하지 않는 일반 함수의 prototype 프로퍼티는 아무 의미가 없다.

모든 객체가 가지고 있는(Object.prototype으로부터 상속받은) __proto__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 동일한 '프로토타입'을 가리킨다.

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다. 이 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다. 이 연결은 생성자 함수가 생성 될 때, 즉 함수 객체가 생성될 때 이뤄진다.

 

19.4 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수의 프로토타입

리터럴 표기법에 의한 객체 생성 방식과 같이 명시적으로 new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하지 않는 객체 생성 방식도 있다.

// 객체 리터럴
const obj = {};

// 함수 리터럴
const add = function (a,b) {return a+b;}

// 배열 리터럴
const arr = [1,2,3];

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체들도 상속을 위해 프로토타입이 존재한다. 하지만 이 경우 프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 생성자 함수라고 단정할 수는 없다. 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 가상적인 생성자 함수를 갖는다. 프로토타입은 생성자 함수와 더불어 생성된다. 즉, 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다.

 

19.5 프로토타입의 생성 시점

모든 객체는 생성자 함수와 연결되어 있다. 생성자 함수는 사용자가 직접 정의한 사용자 정의 생성자 함수와 자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 생성자 함수로 구분할 수 있다.

사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

함수 선언문은 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. 따라서 함수 선언문으로 정의된 생성자 함수는 어떤 코드보다 먼저 평가되어 함수 객체가 되며 이때 프로토타입도 더불어 생성된다. 즉, 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.

프로토타입도 객체이고 모든 객체는 프로토타입을 가지므로 프로토타입도 자신의 프로토타입을 갖는다. 생성된 프로토타입의 프로토타입(([[prototype]])은 Object.prototype이다.

빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다. 객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로토타입은 이미 객체화되어 존재한다. 이후 생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[prototype]] 내부 슬롯에 할당된다. 이로써 생성된 객체는 프로토타입을 상속받는다.