[JS deep dive] 프로토타입(1)

자바스크립트는 명령형 , 함수형, 프로토 타입 기반, 객체지향 프로그래밍을 지원하는 멀티 패러다임 프로그래밍 언어이다.

 

객체지향 프로그래밍

프로그램을 여러 개의 독립적 단위(객체)의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임.

 실체가 가지는 다양한 속성중에서 프로그래밍에 필요한 속성만 간추려 내는 것을 추상화

따라서 객체는 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구상한 복합적인 자료구조라고 하고, 
객체 지향 프로그래밍은 독립적인 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임.

 

혹은 객체는 상태(프로퍼티)와 동작(메서드)을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조

 

상속과 프로토타입

객체는 다른 객체와 관계성을 나타낼 수도 있는데, 이를 상속을 통해서 사용하기도 함.

상속 : 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것.

 

상속을 통해서 불필요한 중복을 제거 가능

//생성자 함수
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
  this.getArea = function () {
    return Math.PI * this.radius ** 2;
  };
}

//프로토타입으로 원 넓이 구하기
function Circle2(radius) {
  this.radius = radius;
}

//모든 원은 동일한 getArea를 가지므로 프로토타입에 추가
Circle.prototype.getArea = function () {
  return Math.PI * this.radius ** 2;
};

이럴 경우 인스턴스가 많아질수록 메모리 낭비가 준다.

 

 프로토타입 객체

프로토타입 객체 : 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용됨.

프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 개체에게 공유 프로퍼티를 제공한다.

모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다.

[[Prototype]]에 저장되는 프토로타입은 객체 생성 방식에 의해 결정된다.

 

모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖고, 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.

1. __proto__접근자 프로퍼티

 

모든 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype}} 내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있다.

1. __proto__는 접근자 프로퍼티이다.

내부슬롯은 프로퍼티가 아니므로, 직접적으로 접근이나 호출할 수 잇는 방법은 없으나, [[Prototype]]은 __proto__접근자 프로퍼티로 간접 접근할 수 있다.

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

//getter 함수인 get _prtoto__ 가 호출되어 obj 객체의 프로토타입을 취득
obj.__proto__;

//setter 함수인 set__proto__가 호출되어 obj 객체의 프로토타입을 교체
obj.__proto__ = parent;
console.log(obj.x); //1

 

2. __proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

__proto__는 Object.prototype의 프로퍼티이므로, 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.

 

3. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

[[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입에 접근하기 위해 접근자 프로퍼티를 사용하는 이유는 상호 참조에 의해 프로토타입체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서

const parent = {};
const child = {};

//child의 프로토타입을 parent로 설정
child.__proto__ = parent;
// parent 의 프로토타입을 child로 설정
parent.__proto__ = child; // TypeError

프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구성하기 위해서, __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하고 교체하도록 구현됨

 

4. __proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않음

//obj는프로토타입 체인의 종점이다. 따라서 Obejct.__proto__를 상속 받을 수 없다.
const obj = Object.create(null);

//obj 는 Object.__proto__를 상속받을 수 없다.
console.log(obj.__proto__); //undefined
// 따라서 __proto 보다 Object.getPrototypeOf 메서ㅡ를 사용하는 편이 좋다
console.log(Object.getPrototypeOf(obj)); //null

set 할때는 setPrototypeOf

 

2. 함수 객체의 prototype 프로퍼티

 

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

 

//함수 객체는 rptotype 프로퍼티를 소유한다.

(function () {}.hasOwnProrperty("prototype")); //true

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

 

prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다. 따라서 생성자 함수로서 호출 할 수 없는 함수(no-constructor)인 화살표 함수와 ES6메서드 축약 표현으로 정희한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않음.

//생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

const me = new Person("Lee");

//결국 Person.prototype과 me.__proto__ 는 결국 동일한 프로토타입을 가리킴
console.log(Person.prototype === me.__proto__);

 

3. 프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

 

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다. 이 constructor 프로퍼티는 prototype ㅍ ㅡ로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자함수를 가리킨다.

 

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

리터럴 표기버에 의해 생성된 객체도 상속을 위해 프로토타입이 필요하다. 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 가상적인 생성자 함수를 갖는다.

프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다

프로토타입 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성됨.

 

1.사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

 

생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성됨

//함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 ㅡㅍ로토타입도 더불어 생성됨
console.log(Person.prototype); //{constructor: f}

function Person(name) {
  this.name = name;
}
// 화살표 함수는 non-constructor
const Person2 = (name) => {
  this.name = name;
};
console.log(Person2.prototype); //undefined

 

이때 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.

 

2.빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

Object, Stiring, Number, Function, Array, RegExp, Date,Promise등과 같은 빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자가 함수가 생성ㄴ되는 시점에 프로토 타입이 생긴다. ( 전역 객체가 생성되는시점)

 

전역 객체 : 브라우저에선 window, 노드에선 global 객체 의미 

 

생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당됨

 

객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체 생성 방법 => 객체 리터럴, Object 생성자 함수, 새엇ㅇ자 함수, Object.creqate메서드, 클래스(ES6)

 

추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점을 가짐. 

1.추상 연산 OrdinaryObjectCreate는 필수적으로 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받음.

2. 추상 연산 OrdinaryObjectCreate는 빈 객체를 생성 한 후 , 객체에 추가할 프로퍼티 목록이 인수로 전달된 경우 프로퍼티를 객체에 추가

3. 인수로 전달받은 프로토타입을 자신이 생성한 객체의 [[Prototype]]의 내부 슬롯에 할당한 후, 생성한 객체를 반환

 

 프로토타입은  추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달받은 인수에 의해 결정되는데, 이는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정됨.

 

1. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입

자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때  추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출함. 

이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달된 프로토타입은 Obejct.prototype이다.

const obj = { x: 1 };
//객체 리터럴에 의해 생성된 obj객체는 Object.prototype을 상속받음
console.log(obj.constructor === Object); //true
console.log(obj.hasOwnProperty("x")); //true

 

2. Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

Object 생성자 함수를 인수 없이 호출하면 빈 객체가 생성됨. Obejct 생성자 함수를 호출하면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출됨

이때 전달되는 Object 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype

 

객체 리터럴에 의해 생성된 객체와 동일한 구조를 가짐. 두 방식의 차이점은 프로퍼티를 추가하는 방식에 있음

객체 리터럴 : 내부에 프로퍼티 추가   vs Object 생성자 함수  : 일단 빈 객체 생성한 이후 프로퍼티 추가

 

3. 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

 new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출됨. 이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은

 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩된 객체

 

생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체

표준 빌트인 객체인 Object 생성자 함수와 더불어 생성된 프로토타입 Object.prototype은 다양한 빌트인 메서드 (hasOwnProperty 등등) 를 갖고 있지만 사용자 정의 생성자 함수 Person과 더불어 생성된 프로토타입 Person.property의 프로퍼티는 constructor 뿐이다.

function Person(name) {
  this.name = name;
}

//프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};

const me = new Person("Lee");
const you = new Person("Kim");

//Person 생성자 함수를 통해 생성된 모든 객체는 프로토타입에 추가된 sayHello 메서드를 상속받아 자신의 메서드처럼 사용가능
me.sayHello();
you.sayHello();