# 7 프로토타입

JIY00N·2023년 2월 22일
JavaScript자바스크립트프로토타입
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2023.02.22

1. 프로토타입

1-1 객체지향 프로그래밍

✔ 객체지향 프로그래밍은 객체의 상태를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각
✔ 객체 = 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적읜 단위로 묶은 복합적인 자료구조
✔ 객체의 상태 데이터 = 프로퍼티
✔ 객체의 동작 = 메서드

1-2 상속과 프로토타입

✔ 상속 = 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것
✔ 코드의 재사용
✔ 자바는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현

// 생성자 함수
function Circle(radius){
  this.radius = radius;
}
/* Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스가 getArea 메서드를 공유해서
사용할 수 있도록 프로토타입에 추가한다.
프로토타입은 Circle 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있다.*/
Circle.prototype.getArea = function(){
  return Math.PI * this.radius ** 2;
};
// 인스턴스 생성
const circle1 = new Circle(1);
const circle2 = new Circle(2);
/* Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 부모 객체의 역할을 하는
프로토타입 Circle.prototype으로부터 getArea 메서드를 상속받는다.
즉 Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유한다.*/
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); //true
console.log(circle1.getArea()); //3,141592..
console.log(circle2.getArea()); //12.56637..

1-3 프로토타입

✔ 프로토타입 객체(프로토타입) - 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용
✔ 모든 객체는 [[Prototype]] 내부 슬롯을 가짐
✔ 객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장됨
✔ 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.

1. __proto__ 접근자 프로퍼티
✔ 모든 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근 할 수 있다.

  1. __proto__는 접근자 프로퍼티
    ✔ 접근자 함수(getter/setter)를 통해 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 프로토타입을 취득하거나 할당함
    ✔ 프로토타입에 접근 -> getter / 새로운 프로토타입 할당 -> setter
  1. __proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용
    ✔ __proto__ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 Objet.prototype의 프로퍼티이다.
    ✔ 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용
  1. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로퍼티에 접근하는 이유
    ✔ 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해
    ✔ 프로토타입 체인은 단방향 linked list로 구현
    -> __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하고 교체하도록 구현
  1. __proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않음
    ✔ 모든 객체가 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니기 때문
    ✔ 프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우 Object.getPrototypeOf 메서드 사용
    ✔ 프로토타입을 교체하고 싶은 경우 Object.setPrototypeOf 메서드 사용
  1. 함수 객체의 prototype 프로퍼티
    ✔ 함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킴
    ✔ 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수(non-constructor함수인 화살표 함수, ES6 축약표현으로 정의한 메서드)는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않고 프로토타입도 생성하지 않음
    ✔ 객체의 __proto__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체의 prototype 프로퍼티는 동일한 프로토타입을 가리킴
구분소유값사용 주체사용 목적
__proto__
접근자 프로퍼티		모든 객체프로토타입의 참조모든 객체객체가 자신의 프로토타입에 접근 또는
교체하기 위해 사용
prototype
프로퍼티		constructor프로토타입의 참조생성자 함수생성자 함수가 자신이 생성할 객체인스턴스의
프로토타입을 할당하기 위해 사용
  1. 프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수
    ✔ 모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가짐
    ✔ constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킴 -> 이 연결은 생성자 함수가 생성될 때, 함수 객체가 생성될 때 이뤄짐

1-4 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

✔ 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재
✔ 리터럴 표기법으로 생성한 객체를 생성자 함수로 생각해도 무리가 없다.

리터럴 표기법생성자 함수프로토타입
객체 리터럴ObjectObject.prototype
함수 리터럴FunctionFunction.prototype
배열 리터럴ArrayArray.prototype
정규 표현식 리터럴RegExpRegExp.prototype

1-5 프로토타입의 생성 시점

✔ 프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성됨
✔ 생성자 함수는 사용자 정의 생성자 함수와 빌트인 생성자 함수로 구분

  1. 사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
    ✔ 생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 생성 -> 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype
    ✔ non-constructor는 프로토타입이 생성되지 않음
  2. 빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
    ✔ 빌트인 생성자 함수(Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise)
    ✔ 모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성 -> 생성된 프로토타입은 빌트인 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩됨
    ✔ 생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당됨 -> 생성된 객체는 프로토타입을 상속 받음

1-6 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

✔ 객체 생성 방법 = 객체 리터럴, Object 생성자 함수, 생성자 함수, Object.create 메서드, 클래스(ES6) -> 객체 생성 방식의 차이는 있으나 모두 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성
✔ OrdinaryObjectCreate는 필수적으로 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받음
✔ 프로토타입은 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 인수에 의해 결정
-> 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정

  1. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입 -> Object.prototype
    ✔ 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출
    ✔ OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype

  2. Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입 -> Object.prototype
    ✔ Object 생성자 함수를 호출하면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출
    ✔ OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype
    ✔ 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 추가

  3. 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입
    -> 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어 있는 객체
    ✔ new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출
    ✔ OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체

1-7 프로토타입 체인

✔ 프로토타입 체인 - 자바스크립트는 객체의 프로퍼티(메서드 포함)에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색하는 것
✔ 프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 메커니즘

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');
// hasOwnProperty는 Object.prototype의 메서드
console.log(me.hasOwnProperty('name')); // true
  1. 먼저 hasOwnProperty 메서드를 호출한 me 객체에서 hasOwnProperty 메서드를 검색 -> me객체에는 hasOwnProperty가 없으므로 프로토타입 체인을 따라 Person.prototype으로 이동하여 hasOwnProperty 메서드 검색
  2. Person.prototype에도 hasOwnProperty가 없으므로 프로토타입 체인을 따라 Object.prototype으로 이동하여 hasOwnProperty 메서드 검색
  3. Object.prototype에는 hasOwnProperty가 있으므로 자바스크립트 엔진은 Object.prototype.hasOwnProperty 메서드를 호출
    이때, Object.prototype.hasOwnProperty 메서드의 this에는 me객체가 바인딩됨

✔ Object.prototype을 프로토타입 체인의 종점이라 부름
✔ 프로토타입 체인 = 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘
✔ 스코프 체인 = 식별자 검색을 위한 메커니즘
✔ 프로토타입 체인과 스코프 체인은 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는데 사용

1-8 오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉

✔ 오버라이딩 - 상위 클래스가 가지고 있는 메서드를 하위 클래스가 재정의하여 사용
✔ 오버로딩 - 함수의 이름은 동일하지만 매개변수의 타입 또는 개수가 다른 메서드를 구현하고 매개변수에 의해 메서드를 구별하여 호출하는 방식
✔ 프로퍼티 섀도잉 - 상속 관계에 의해 프로퍼티가 가려지는 현상

1-9 프로토타입의 교체

✔ 생성자 함수 또는 인스턴스에 의해 교체할 수 있음
✔ 프로토타입은 직접 교체하지 않는 것이 좋음 -> 직접 상속 or 클래스 이용

  1. 생성자 함수에 의한 프로토타입의 교체
const Person = (function(){
  function Person(name){
  	this.name = name;
  }
  //생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체
  Person.prototype = {
  	// constructor 프로퍼티와 생성자 함수간의 연결 설정
  	constructor: Person,
  	sayHello(){
  		console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  	}
  };
  
  return Person;
}());
  
const me = new Person('Lee');

console.log(me.constructor === Person); //true
console.log(me.constructor === Object); //false
  1. 인스턴스에 의한 프로토타입의 교체
function Person(name){
  this.name = name;
}

const me = new Person('Lee');
// 프로퍼티 타입으로 교체할 객체 
const parent = {
  // constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결을 설정
  constructor:Person,
  sayHello(){
  	console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }
};
// 생성자 함수의 prototype 프로퍼티와 프로토타입 간의 연결을 설정
Person.prototype = parent;
// me 객체의 프로토타입을 parent 객체로 교체  
Object.setPrototypeOf(me,parent);

me.sayHello(); // Hi! My name is Lee
// constructor 프로퍼티가 생성자 함수를 가리킴
console.log(me.constructor === Person); //true
console.log(me.constructor === Object); //false
// 생성자 함수의 prototype 프로퍼티가 교체된 프로토타입을 가리킴  
console.log(person.prototype === Object.getPrototypeOf(me)); //true

1-10 instanceof 연산자

✔ instanceof 연산자는 이항연산자로서 좌변에 객체를 가리키는 식별자, 우변에 생성자 함수를 가리키는 식별자를 피연산자로 받음
✔ 우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true, 그렇지 않으면 false로 평가
✔ 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 프로토타입 체인 상에 존재하는지 확인

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

const me = new Person('Lee');
//Person.prototype이 me 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하므로 true
console.log(me instanceof Person); //true
//Object.prototype이 me 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하므로 true
console.log(me instanceof Object); //true

1-11 직접 상속

  1. Object.create에 의한 직접 상속
    ✔ Object.create 메서드는 명시적으로 프로토타입을 지정하여 새로운 객체를 생성
    ✔ 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출
    ✔ Object.create
Object.create(prototype,[,propertiesObject])
/*
@param {Object} prototype = 생성할 객체의 프로토타입으로 지정할 객체
@param {Object} propertiesObject = 생성할 객체의 프로퍼티를 갖는 객체
@returns {Object} = 지정된 프로토타입 및 프로퍼티를 갖는 새로운 객체
*/

첫번째 매개변수 = 생성할 객체의 프로토타입으로 지정할 객체를 전달
두번째 매개변수 = 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크릅터 객체로 이루어진 객체를 전달(생략가능)

✔ 장점

  1. new 연산자가 없어도 객체 생성 가능
  2. 프로토타입을 지정하면서 객체를 생성할 수 있음
  3. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속 받을 수 있음
  1. 객체 리터럴 내부에서 __proto__에 의한 직접 상속(ES6)

1-12 정적 프로퍼티 / 메서드

✔ 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조/호출 할 수 있는 프로퍼티/메서드를 말함

1-13 프로퍼티 존재 확인

  1. in 연산자
    ✔ 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인
    ✔ 상속 받은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인하므로 주의
    ✔ ES6 => Reflect.has 메서드 사용
key in object
// key = 프로퍼티 키를 나타내는 문자열, object = 객체로 평가되는 표현식
  1. Object.prototype.hasOwnProperty 메서드
    ✔ 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인
    ✔ 상속 받은 모든 프로토타입의 프로퍼티 키인 경우 false 반환

1-14 프로퍼티 열거

  1. for ... in 문 
for (변수선언문 in 객체){...}

✔ 객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거
✔ 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거

  1. Objec.keys/values/entries 메서드
    ✔ 객체 자신의 고유 프로퍼티만 열거하기 위해서 사용 권장
    ✔ Object.keys 메서드는 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키를 배열로 반환
    ✔ ES8 => Object.values 메서드는 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 값을 배열로 반환
    ✔ ES8 => Object.entries 메서드는 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키와 값의 쌍의 배열을 담아 반환
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