🌸19장. 프로토타입

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

• 원시 타입(primitive) 의 값을 제외한 나머지 값들( 함수, 배열, 정규표현식 등 )은 모두 객체다.

• 자바스크립트만의 프로토타입 기반의 객체지향 프로그래밍이 존재한다.

✅19.1 객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍이란, 여러 개의 독립적 단위, 즉 **객체의 집합**으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임

추상화(abstraction)

• 객체의 다양한 속성 중에서 프로그램에 필요한 속성만 간추려 표현하는 것

객체

• 정의1. 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조

• 정의2. 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조

• 객체는 2가지 요소로 구성된다.

  • 상태(state) 를 나타내는 프로퍼티(property)

  • 상태를 조작하는 동작(behavior) 을 표현하는 메서드(method)

✅19.2 상속과 프로토타입

상속(inheritance) : 어떤 객체의 프로퍼티나 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것

생성자 함수에서 살펴봤듯이, 생성자 함수는 동일한 프로퍼티 구조를 갖는 객체를 여러 개 생성할 때 유용하다.

하지만, 다음과 같은 문제가 있다.

‘Circle’객체 : 반지름, 원의 넓이를 구하는 메서드로 구성되어있다고 하자.

객체에 대해 각각의 원은 각기 다른 반지름을 가질 수 있지만, 원의 넓이를 구하는 메서드는 반지름 정보만 있으면 계산은 동일하다.

생성자 함수로 객체를 여러개 생성하면, 이러한 메서드도 계속해서 생성해서 문제가 생긴다.

→ 원이라는 객체에 대해 반지름은 독립적으로, 원의 반지름을 통해 구할 수 있는 정보(원의 넓이)는 공유하는 것이 효율적이다.

이를 가능하도록 하는 것이 **상속**이다.

자바스크립트는 프로토타입(prototype)을 기반으로 상속을 구현한다.

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
    // 각각의 원 반지름 데이터(상태)는 독립적
    this.radius = radius;
}

// 원의 넓이를 구하는 메서드는 Circle 객체의 프로토타입에 등록하여 공유
// 프로토타입은 Circle 생성자 함수의 prototype 프로토타입에 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 객체 역할을 하는 프로토타입 Circle.prototype으로부터 메서드를 상속받는다.
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // true (Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유한다. )

console.log(circle1.getArea()); // 3.141592653589793
console.log(circle2.getArea()); // 12.566370614359172

• 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입(⇒ 상위(부모) 객체 역할을 하는 Circle.prototype)의 모든 프로토타입과 메서드를 상속받는다.

• 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스는 부모 객체인 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있다. 따라서, 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스가 공통적으로 사용할 프로퍼티나 메서드를 프로토타입에 미리 구현해두면 코드 재사용 측면에서 유용하다.

✅19.3 프로토타입 (객체)

모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다.
그리고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어있다.

• 따라서 객체 - 프로토타입 - 생성자함수는 연결되어 있다.

  • 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있고, 생성자함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.

• 모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가진다.

📌 [[Prototype]] 내부 슬롯

• 자신의 프로토타입 = 객체가 자신의 [[Prototype]]을 통해 가리키는 프로토타입

• [[Prototype]] 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다.

• [[Prototype]]에 저장되는 프로토타입은 객체 생성 방식에 의해 결정된다.

  • (null일 수 있음)

  • ex) 객체 리터럴({})로 생성된 객체 프로토타입 → Object.prototype

  • ex) 생성자 함수에 의해 생성된 객체 프로토타입 → 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체

• [[Prototype]] 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없고 __prototype__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다.

__proto__ 접근자 프로퍼티

모든 객체는 __prototype__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다.

• 내부 슬롯은 프로퍼티가 아니기 때문에, [[Prototype]] 내부 슬롯에도 직접 접근할 수 없고 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근할 수 있다.

__proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

• __proto__ 접근자 프로퍼티는 Object.prototype의 프로퍼티다.

• 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototypeproto 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

• 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서다.

• 서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인 예제

  const parent = {};
  const child = {};
  
  child.__proto__ = parent;
  parent.__proto__ = child; // TypeError: Cyclic __proto__ value

• 프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 한다.

  • 프로퍼티 검색 방향이 한쪽 방향으로만 흘러가야 한다.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

• 모든 객체가 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니기 때문이다. → "직접 상속"

• 따라서, __proto__ 접근자 프로퍼티 대신

  1. 프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우 → Object.getPrototypeOf 메서드 사용

  2. 프로토타입을 교체하고 싶은 경우 → Object.setPrototypeOf메서드 사용

  const obj = {};
  const parent = { x: 1 };
  
  // Object.getPropertyOf 메서드로 obj 객체의 프로토타입 취득
  console.log(Object.getPrototypeOf(obj)); // [Object: null prototype] {}
  
  // Object.setPrototypeOf 메서드롤 obj 객체의 프로토타입을 교체
  Object.setPrototypeOf(obj, parent);
  console.log(obj.__proto__); // { x: 1 }

함수 객체의 prototype 프로퍼티

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

• 생성자함수로서 호출할 수 없는 화살표함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않고 프로토타입도 생성하지 않는다.

  // 함수 객체는 protoype 프로퍼티를 가진다.
  function () {}.hasOwnProperty("prototype"); // true
  
  // 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 가지지 않는다.
  ({}.hasOwnProperty("prototype"); // false

모든 객체가 가지고 있는 __prototype__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 동일한 프로토타입을 가리킨다.

function Person(name) {
    this.name = name;
}
const me = new Person("Kwak");

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

• 다만 사용하는 주체가 다르다.

구분	소유	값	사용 주체	사용 목적
proto 접근자 프로퍼티	모든 객체	프로토타입의 참조값	모든 객체	객체가 자신의 프로토타입에 접근 또는 교체하기위해 사용
prototype 프로퍼티	constructor	프로토타입의 참조값	생성자 함수	생성자 함수가 자신이 생성할 객체(인스턴스)의 프로토타입을 할당하기 위해 사용

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

• 모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다.

• constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신이 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다.

• 이 연결은 생성자 함수가 생성될 때(=함수 객체가 생성될 때) 이뤄진다.

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

const me = new Person("Kwak");

// me 객체의 생성자 함수는 Person이다.
console.log(me.constructor === Person); // true

📌 생성자 함수에 의해 생성된 인스턴스는 프로토타입의 constructor 프로퍼티에 의해 생성자 함수와 연결된다.