19장 프로토타입(6장까지)

박찬미·2024년 1월 7일

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

19.1 객체 지향 프로그래밍

객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임을 말한다.
다양한 속성 중에서 프로그램에서 필요한 속상만 표현하는 것을 추상화라 한다.

//이름과 주소 속성을 갖는 객체
const person={
	name: 'lee',
    address: 'seoul'
};

console.log(person); //{name: 'lee', address: 'seoul'}

속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구상한 복합적인 자료구조를 객체라 한다.
객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조라고 할 수 있다.

19.2 상속과 프로토타입

상속은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말한다.

안좋은 예제를 살펴보자

//생성자 함수
function Circle(radius) {
	this.radius = radius;
	this.getArea = function() {
    //Math.PI는 원주율을 나타내는 상수이다.
		return Math.PI * this.radius ** 2;
	}
}
//반지름이 1인 인스턴스 생성
const circle1 = new Circle(1);
//반지름이 2인 인스턴스 생성
const circle2 = new Circle(2);

//Circle 생성자 함수는 인스턴스를 생성할 때마다 동일한 동작을하는 getArea메서드를 중복 생성하고 모든 인스턴스가 중복 소유한다. ---> 이것은 메모리 낭비 하나만 생성하여 모든 인스턴스가 공유해서 사용해야한다.
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // false

좋은 예제

// getArea 함수를 Circle 생성자 함수의 프로토타입에 추가를 한다. 이렇게 하면 circle1과 circle2는 같은 프로토타입을 공유하게 되므로 getArea 함수를 동일한 곳에서 상속받게 된다.

//console.log(circle1.getArea === circle2.getArea);은 true를 반환. 
두 객체가 동일한 함수를 참조하고 있기 때문이다.

function Circle(radius) {
	this.radius = radius;
}

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

const circle1 = new Circle(1);
const circle2 = new Circle(2);

console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // true

19.3 프로타입 객체

프로타입 객체란 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.
프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체 역할을 하는 객체로서 다른객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다.
모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조(null일 수도 있음)다.
객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장된다.
모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다.
모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.

19.3.1 proto 접근자 프로퍼티

모든 객체는 proto 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있다.
크롬에서 출력해보니 접근자 프로퍼티를 통해 보이지 않고 바로 [[Prototype]] 내부 슬롯을 출력해줌.

그림의 빨간 박스로 표시된 것이 person 객체의 프로토타입인 object.prototype이다.
proto 접근자 프로퍼티를 통해 person 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 객체인 object.prototype에 접근한 결과를 브라우저가 콘솔에 표시한 것이다.
모든 객체는 proto 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입을 가리키는 [[Prototype]] 내부 슬롯에 접근할 수 있다.

proto는 접근자 프로퍼티이다.

proto접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서다.

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

//child의 프로토티입을 parent로 설정
child.__proto__ = parent;

//parent 프로토티입을 child 설정
parent.__proto__ = child; // TypeError: Cyclic __proto__ value

프로퍼티 검색 방향이 한쪽 방향으로만 흘러가야 한다.
서로가 자신의 프로토타입이 되는 순환 참주 프로토타입 체인을 만들려고 하기에 에러를 발생시킨다. --> 무한루프에 빠짐
따라서 아무 체크 없이 무조건적으로 프로토타입을 교체할 수 없도록 proto 접근자 프로퍼티 를 통해 프로토타입에 접근하고 교체하도록 구현되어 있다.

proto접근자 프로퍼티를 코드내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

모든 객체가 proto 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니다.
직접 상속을 통해 Object.prototype 을 상속받지 않는 객체를 생성할 수도 있다.

// 프로토타입 체인의 종점이라서 Object.__proto__ 를 상속받을 수 없음.
const obj = Object.create(null);

//  obj는 Object.__proto__ 를 상속받을 수 없음.
console.log(obj.__proto__); // undefined

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

19.3.2 함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다.
non-constructor 인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티 소유하지 않으며, 프로토타입도 생성하지 않는다.

// 화살표 함수는 non-constructor 이다.
const Person = (name) => {
	this.name = name;
};

//non-constructor는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
console.log(Person.hasOwnProperty('prototype')); // false

//non-constructor는 프로토타입을 생성하지 않는다.
console.log(Person.prototype); // undefined

// es6의 메서드 축약표현으로 정의한 메서드는 non-constructor이다.
const obj = {
	foo() {}
};

//non-constructor는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
console.log(obj.foo.hasOwnProperty('prototype')); // false

//non-constructor는 프로토타입을 생성하지 않는다.
console.log(obj.foo.prototype); // undefined

생성자 함수로 객체를 생성한 후 proto접근자 프로퍼티와 prototype프로퍼티로 프로토타입 객체에 접근해보자.

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

const me = new Person('chanmi');

// 동일한 프로토타입을 가리킨다.
console.log(Person.prototype === me.__proto__); // true

19.4 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

19.5 프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.

19.5.1 사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

내부 메서드 [[Construct]] 를 갖는 함수 객체, 즉 일반 함수(함수 선언문, 표현식)로 정의한 함수 객체는 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출할 수 있다.
constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
사용자 정의 생성자 함수는 자신이 평가되어 함수 객체로 생성되는 시점에 프로토타입도 더불어 생성되며, 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype 이다.

// constructor 가 평가되어 함수 객체 생성 시점에 프로토타입도 더불어 생성됨.
console.log(Person.prototype); // {constructor: f}

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

생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수. 즉 non-constructor는 프로토타입이 생성되지 않는다.

19.5.2 빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

(빌트인 생성자란 JavaScript에 내장된 기본 생성자 함수)

빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성된다.
모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다.
생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당된다.

19.6 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체의 프로토타입은 추상 연산 OrdinaryObjectCreate 에 전달되는 인수에 의해 결정된다. 이 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정된다.

19.6.1 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입

JS 엔진이 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 OrdinaryObjectCreate 를 호출한다. 이때 전달되는 프로토타입은 Object.prototype 이다. 즉, 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype 이다.

//obj가 객체 리터를을 통해 생성되었고 이 객체 리터럴은 내장된  object 생성자 함수에 의해 생성되었다.
const obj = { x: 1 };

console.log(obj.constructor === Object); // true
//obj가 x 라는 속성을 가지고 있음
console.log(obj.hasOwnProperty('x')); // true

19.6.2 Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

Object 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 OrdinaryObjectCreate 를 호출된다. 이때 전달되는 프로토타입은 Object.prototype 이다.
객체 리터럴과의 차이는 프로퍼티를 추가하는 방식이다. 객체 리터럴은 리터럴 내부에 프로퍼티를 추가하지만 Object 생성자 함수 방식은 일단 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티를 추가한다.

//obj 객체는 object 생성자 함수에 의해 생성되었다. constructor 프로퍼티는  object를 가르킨다.
//obj 역시 x 라는 속성을 가지고 있음
const obj = new Object();
obj.x = 1;

console.log(obj.constructor === Object); // true
console.log(obj.hasOwnProperty('x')); // true

19.6.3 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 OrdinaryObjectCreate 를 호출된다. 이때 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어있는 객체다.
Object 생성자 함수와 더불어 생성된 프로토타입 Object.prototype 은 다양한 빌트인 메서드를 가지고 있지만 사용자 정의 생성자 함수로 생성된 프로토타입의 프로퍼티는 constructor 뿐이다.

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

//sayHello 메서드를 Person의 프로토타입에 추가 
Person.prototype.sayHello = function() {
	console.log(`hi my name is ${this.name}`);
}

//me 라는 객체를 Person 생성자 함수를 통해 만들고 
const me = new Person('PPP');

//sayHello 메서드를 호출! 
me.sayHello(); // hi my name is PPP