자바스크립트는 명령형, 함수형, 프로토타입 기반, 객체지향 프로그래밍을
지원하는 멀티 패러다임 프로그래밍 언어다.사실상 자바스크립트를 이루고 있는 모든 것이 "객체"이며,
원시 타입 값을 제외한 나머지는 모두 객체다.
객체지향 프로그래밍
"이름"과 "주소"라는 속성을 갖는 person 객체를 자바스크립트로 표현하면 아래와 같다.
// 이름과 주소 속성을 갖는 객체 person
const person = {
name: "Lee",
address: "Seoul"
};
console.log(person); // {name: "Lee", address: "Seoul"}이때 이름, 주소 속성으로 표현된 객체인 person을 다른 객체와 구별하여 인식할수 있으며
속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라고 한다.
객체지향 프로그래밍은 독립적인 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그램이 패러다임 이다.
상속과 프로토타입
상속은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말한다.
자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여
불필요한 중복을 제거한다.
- 기존의 코드 재사용
상속을 통해 불필요한 중복을 제거해보자.
(자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.)
// 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 역활을 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
프로토타입 객체
프로토타입 객체란 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.
프로토타입을 상속받은 하위(자식) 객체는 상위(부모) 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
모든 객체는 [[Prototype]] 이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다.
즉 [[Prototype]]에 저장되는 프로토타입은 객체 생성 방식에 의해 결정된다.
객체가 생성될 때 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장된다.
해당 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없지만, proto 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입으로 간접적으로 접근할수 있으며,
프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해
생성자 함수에 접근할수 있으며, 생성자 함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.
proto 접근자 프로퍼티
모든 객체는 proto 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근을 할 수 있다.
사진의 빨간색 박스영역들이 person 객체의 Object.prototype이며
이는 proto 접근자 프로퍼티를 통해 person 객체의 [[prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 객체인 Object.prototype에 접근한 결과를 콘솔에 표시한 내용이다.
이처럼 모든 객체는 proto 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입을 가리키는 [[Prototype]] 내부 슬롯에 접근할 수 있다.
proto 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유
[[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입에 접근하기 위해 접근자 프로퍼티를 사용하는 이유는 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서다.
const parent = {};
const child = {};
// child의 프로토타입을 parent로 설정
child.__proto__ = parent;
// parent의 프로토타입을 child로 설정
parent.__proto__ = child; // TypeError: Cyclic __proto__ value
여기서 에러가 발생되는데,
parent 객체를 child 객체의 프로토 타입으로 설정
child 객체를 parent 객체의 프로토타입으로 설정
이러한 코드가 에러 없이 정상적으로 처리되면
서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인이 만들어지기 때문에 proto 접근자 프로퍼티는 에러를 발생시킨다.
또한 프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현이 되어야 한다
( 프로퍼티 검색 방향이 한쪽 방향으로 흘러가야함)
아래 그림에서 서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인 순환참조 하는 체인이 만들어지면서
체인 종점이 없으므로 무한 루프에 빠진다.
함수 객체의 prototype 프로퍼티
함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다.
(function () {}).hasOwnProperty('prototype'); // true;
// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
({}).hasOwnProperty('prototype');// false;prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 객체(인스턴스)의 프로토타입을 가리킨다.
생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.
function Person(test) {
this.test = test;
}
console.log(Person.hasOwnProperty('prototype')); // true
console.log(Person.prototype); // > {constructor: ƒ}
const Arrow = (test) => {
this.test = test;
}
console.log(Arrow.hasOwnProperty('prototype')); // false
console.log(Arrow.prototype); // undefined프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수
모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다.
이 constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는
생성자 함수를 가리킨다.
이 연결은 생성자 함수가 생성될 때 이루어진다.
// 생성자 함수
function Person(name) {
this.name = name;
};
// 인스턴스 생성
const me = new Person("Lee");
console.log(me.constructor === Person); // true
// 다시말하지만 me는 생성자 함수에 의해 생성된 객체 입니다.
// 즉 인스턴스는 생성자 함수에 의해 생성된 객체
그림을 보면 Person 생성자 함수는 me 인스턴스(객체)를 생성했으며
이때 me 객체는 프로토타입의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수와 연결된다.
me 객체에는 constructor 프로퍼티가 없지만
me 객체의 프로토타입인 Person.prototype에는 constructor 프로퍼티가 있으므로
Person.prototype의 constructor 프로퍼티를 상속받아 사용할 수 있다.
리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입
생성자 함수에 의해 생성된 인스턴스는 프로토타입의 constructor 프로퍼티에 의해 생성자 함수와 연결된다.
이때 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수는 인스턴스를 생선한 생성자 함수를 가리킨다.
// obj 객체를 생성한 생성자 함수는 Object다.
const obj = new Object();
console.log(obj.constructor === Object); // true;
// add 함수 객체를 생성한 생성자 함수는 Function이다.
const add = new Function('a', 'b', 'return a + b');
console.log(add.constructor === Function); // true
// 생성자 함수
function Person(name) {
this.name = name;
}
// me 객체를 생성한 생성자 함수는 Person이다.
const me new Person('Lee');
console.log(me.constructor === Person); // true리터럴 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];
// 정규 표현식 리터럴
const regexp = /is/ig;리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 프로토타입이 존재하지만
리터럴 표기법에 의해 생성된 객체는 프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 생성자 함수라고 단정할 순 없다.
// 객체 리터럴로 생성
const obj = {};
console.log(obj.constructor === Object); // true결과가 true로 뜨는데, obj 객체는 Object 생성자 함수와 constructor 프로퍼티로 연결되어 있다.
이러한 이유는 Object 생성자 함수에 인수를 전달하지 않거나 undefined 또는 null을 인수로 전달 후 호출할 경우
내부적으로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출하여
Object.prototype을 프로토타입으로 갖는 빈 객체를 생성한다.
프로토타입의 생성 시점
프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.
사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수
즉 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
// 함수 정의(constructor)가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
console.log(Person.prototype); // { constructor: f }
// 생성자 함수
function Person(name) {
this.name = name;
}필자는 추가로 여기 코드상에 의문이 생겨 추가로 알아본 내용이 있는데,
관심이 없다면 바로 다음내용으로 넘어가도 좋다
현재 Person.prototype 콘솔로그가 함수의 정의보다 먼저 와있는 상태였기에
필자는 처음 호이스팅 현상이라고 생각했으나
알아본 내용으로는 이러한 코드 구조는 현재상황에서 "함수의 선언적 지연" 이라한다.
함수가 선언되기 전에 호출되면 함수 객체는 존재하지만 함수의 코드는 아직 실행되지 않고 있다.
console.log(Person.prototype) 구문은 Person 함수의 프로토타입 객체를 반환합니다. Person 함수의 프로토타입 객체는 함수가 선언되기 전에 존재하므로 console.log(Person.prototype) 구문은 함수의 코드가 실행되기 전에 로그를 출력할 수 있습니다.
선언적 지연, 호이스팅 ?
선언적 지연과 호이스팅은 다른 현상이다.
호이스팅은 변수와 함수의 선언이 코드의 최상위로 끌어 올려진것 처럼 동작하는 현상이다.
다만 선언적 지연은 함수가 선언되기 전에 호출될 수 있다는 것입니다.
호이스팅은 변수와 함수의 선언이 코드의 맨 위로 끌어 올려진것 처럼 동작하지만, 코드의 실행은 여전히 선언된 순서대로 이루어집니다.
즉, console.log(Person.prototype) 구문은 Person 함수의 프로토타입 객체를 반환하지만, Person 함수의 코드는 console.log(Person.prototype) 구문이 실행된 후에 실행 됩니다.
빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise등과 같은 빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성된다.
모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성되며
생성된 프로토타입은 빌트인 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩된다.
객체 생성 방식과 프로토타입의 결정
객체는 다음과 같이 다양한 생성 방법이 있다.
- 객체 리터럴
- Object 생성자 함수
- 생성자 함수
- Object.create 메서드
- 클래스(ES6)
세부 생성 방식에는 차이가 있으나 추상연산 OrdinaryObjectCreate 에 의해
생성된다는 공통점이 있다.
추상 연산 OrdinaryObjectCreate는 필수적으로
자신이 생성할 객체에 추가할 프로퍼티 목록을 옵션으로 전달할 수 있다.
이 연산은 빈 객체를 생성한 후, 객체에 추가할 프로퍼티 목록이
인수로 전달된 경우 프로퍼티를 객체에 추가한다.
그리고 인수로 전달받은 프로토타입을 자신이 생성한 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에
할당한 다음, 생성한 객체를 반환한다.
프로토타입은 추상 연산 OrdinaryObjectCreate 에 전달되는 인수에 의해 결정된다.
이 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정된다.
객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입
자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출한다.
이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate 에 전달되는 프로토타입은
Object.prototype이다.
const obj = { x: 1};
위 객체 리터럴이 평가되면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 다음과 같이 Object 생성자 함수와 Object.prototype과 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다.
생성된 obj 객체는 Object.prototype을 프로토타입으로 갖게 되며, Object.prototype을 상속 받는다.
obj 객체는 constructor 프로퍼티와 hasOwnProperty 메서드 등을 소유하지 않지만 자신의 프로토타입인 Object.prototype의 constructor 프로퍼티와 hasOwnProperty 메서드를 자기것 처럼 자유롭게 사용을 할 수 있다.
const obj = {x: 1};
console.log(obj.constructor === Object); // true
console.log(obj.hasOwnProperty('x')); // true
Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입
Object 생성자 함수를 인수 없이 호출하면 빈 객체가 생성이 되고
Object 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 OrdinaryObjectCreate가 호출된다.
이때 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다.
즉 Object 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다.
const obj = new Object();
obj.x = 1;
해당 코드가 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 Object 생성자 함수와 Object.prototype과 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다.
즉 객체 리터럴에 의해 생성된 객체와 동일한 구조를 가진다.
객체와 동일하게 Object.prototype의 프로토타입을 갖게되며 상속을 받는다.
const obj = new Object();
obj.x = 1;
console.log(obj.constructor === Object); // true;
console.log(obj.hasOwnProperty('x')); // true
여기서의 차이점이 분명히 존재한다.
객체 리터럴 > 객체 리터럴 내부에 프로퍼티를 추가한다.
Object 생성자 함수 > 일단 빈 객체를 먼저 생성 후 프로퍼티를 추가
생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입
new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출된다.
이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체다.
(생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인 되어 있는 객체다.)
function Person(name) {
this.name = name;
};
const me = new Person('Lee');해당 코드가 실행이 될 경우 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체와 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다.
위 와 동일하게 상속받아 사용할수 있다.
다만 사용자 정의 생성자 함수 Person과 생성된 프로토타입 Person.prototype의 프로퍼티는 constructor 뿐이다.
프로토타입 체인
function Person(name) {
this.name = name;
};
// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function() {
console.log(`ㅎㅇ ${this.name}`)
};
const me new Person('Lee');
// hasOwnProperty는 Object.prototype의 메서드다.
console.log(me.hasOwnProperty('name')); // true여기서 me 객체(인스턴스)는 Person.prtotype뿐만 아니라 Object.prototype도 상속을 받았다는 것을 의미한다.
me 객체의 프로토타입은 Person.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(me) === Person.prototype; // true;Person.prototype의 프로토타입은 Object.prototype이다.
프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.
Object.getPrototypeOf(Person.prototype) === Object.prototype; // ture
이쯤 대면 까먹었을테니 왜 Object.prototype인지 간단하게 적어두었다.
Javascript에서 Object는 모든 객체의 최상위 프로토타입 객체이다.자바스크립트는 객체의 프로퍼티(메서드 포함)에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 [[prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역활을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색한다.
이를 "프로토타입 체인"이라고 한다.
프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 메커니즘이다.
오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉
const Person = (function () {
// 생성자 함수
function Person(name){
this.name = name;
}
// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function () {
console.log(`ㅎㅇ ${this.name}`);
};
// 생성자 함수를 반환
return Person;
}());
const me new Person('Lee');
// 인스턴스 메서드
me.sayHello = function() {
console.log(`ㅎㅇ ${this.name}`);
};
// 인스턴스 메서드가 호출된다. 프로토타입 메서드는 인스턴스 메서드에 의해 가려진다.
me.sayHello(); // ㅎㅇ Lee생성자 함수로 객체(인스턴스)를 생성 후 me 인스턴스에 메서드를 추가했다.
이를 그림으로 보자
- 프로토타입이 소유한 프로퍼티(메서드 포함)를 프로토타입 프로퍼티
- 인스턴스가 소유한 프로퍼티를 인스턴스 프로퍼티
프로토타입 프로퍼티와 같은 이름의 프로퍼티를 인스턴스에 추가하면 프로토타입 체인을 따라
프로토타입 프로퍼티를 검색하여 프로퍼티를 덮어쓰는 것이 아닌 인스턴스 프로퍼티로 추가한다.
이때 인스턴스 메서드 sayHello는 프로토타입 메서드 sayHello를 오버라이딩 했고
프로토타입 메서드인 sayHello는 가려진다.
이와 같은 상속 관계에 의해 프로퍼티가 가려지는 현상을 프로퍼티 섀도잉 이라 한다.
오버라이딩 ?
상위 클래스가 가지고 있는 메서드를 하위 클래스가 재정의하여 사용하는 방식이다.오버로딩 ?
함수의 이름은 동일하지만 매개변수의 타입 또는 개수가 다른 메서드를 구현하고
매개변수에 의해 메서드를 구별하여 호출하는 방식이다.
자바스크립트는 오버로딩을 지원하지 않지만 arguments 객체를 사용하여 구현할 수는 있다.프로토타입의 교체
프로토 타입은 임의의 다른 객체로 변경할 수 있다.
이것은 부모 객체인 프로토타입을 동적으로 변경할 수 있다는 것을 의미한다.
생성자 함수에 의한 프로토타입의 교체
const Person = (function () {
function Person(name) {
this.name = name;
}
// 생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체
Person.prototype = {
sayHello() {
console.log(`ㅎㅇ ${this.name}`);
}
};
return Person;
}());
const me = new Person('Lee');
Person.prototype에 객체 리터럴을 할당했고
이는 Person 생성자 함수가 생성할 객체의 프로토타입을 객체 리터럴로 교체한 것이다.
아래 그림을 보자
프로토타입으로 교체한 객체 리터럴에는 constructor 프로퍼티가 없다.
constructor 프로퍼티는 자바스크립트 엔진이 프로토타입을 생성할 때 암묵적으로 추가한 프로퍼티다.
따라서 me 객체의 생성자 함수를 검색하면 Person이 아닌 Object가 나온다.
// 프로토타입을 교체하면 constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴된다.
console.log(me.constructor === Person); // false
// 프로토타입 체인을 따라 Object.prototype의 constructor 프로퍼티가 검색된다.
console.log(me.constructor === Object); // true
instanceof 연산자
instanceof 연산자는 이항 연산자로서 좌변에 객체를 가리키는 식별자, 우변에 생성자 함수를 가리키는 식별자를 피연산자로 받는다. 만약 우변의 피연산자가 함수가 아닌 경우 TypeError가 발생한다.객체 instanceof 생성자 함수
우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true로 평가되고, 그렇지 않으면 false로 평가된다.
// Person.prototype이 me 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하므로 true로 평가된다.
console.log(me instanceof Person); // true
// Object.prototype이 me 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하므로 true로 평가된다.
console.log(me instanceof Object); // true프로퍼티 존재 확인
in 연산자
in 연산자는 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인한다.
key in Objectconst person = {
name: "Lee",
address: "Seoul"
};
// person 객체에 name 프로퍼티가 존재한다.
console.log('name' in person); // true
// person 객체에 address 프로퍼티가 존재한다.
console.log('address' in person); // true
// person 객체에 age 프로퍼티가 존재하지 않는다.
console.log('age' in person); // falsein 연산자는 확인 대상 객체의 프로퍼티뿐만 아니라
확인 대상 객체가 상속 받는 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인하므로 주의가 필요하다.
person 객체에는 toString이라는 프로퍼티가 없지만 다음 코드의 실행 결과는 true 이다.
console.log('toString' in person); // true해당 이유는 person 객체가 속한 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입에서 toString 프로퍼티를 검색했기 때문이다.
toString 프로퍼티는 Object.prototype의 메서드다.
만일 고유 프로퍼티 키의 존재여부를 확인하고 싶다면 Object.prototype.hasOwnProperty 메서드를 사용하면 된다.
console.log(person.hasOwnProperty('name')); // true
console.log(person.hasOwnProperty('age')); // false
이는 고유의 프로퍼티 키만 true를 반환하고 상속받은 프로토타입 키의 경우엔 false를 반환한다.
프로퍼티 열거
객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거 하려면 for...in 문을 사용한다.
for (변수선언문 in 객체) {..code}const person = {
name: "Lee",
address: "Seoul"
};
// for...in 문의 변수 prop에 person 객체의 프로퍼티 키가 할당된다.
for (const key in person){
console.log(key + ":" + person[key]);
}
// name: Lee
// address: Seoul