[JavaScript] 17. 프로토타입(1)

📖 모던 자바스크립트 교재) 19장. 프로토타입

01. 객체지향 프로그래밍

자바스크립트는 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍이므로, 먼저 객체지향 프로그래밍에 대해 알아볼 필요가 있다.

객체지향 프로그래밍은 여러 개의 독립적 단위, 객체의 집합으로 프로그램을 표현한다.

 

속성 : 객체의 특징이나 성질을 나타내며, 이를 통해 구별하고 인식

-> 필요한 속성만 간추려 표현하는 것을 추상화라고 한다.

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

console.log(person); // {name: "Lee", address: "Seoul"}

 

객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조라고 할 수 있는데,

여기서 상태 데이터는 프로퍼티, 동작은 메서드라고 부른다.

const circle = {
    radius: 5, // 반지름(상태 데이터 = 프로퍼티)

    // 원의 지름: 2r (동작 = 메서드)
    getDiameter() {
        return 2 * this.radius;
    }
};

console.log(circle.getDiameter()); // 10

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02. 상속과 프로토타입

프로토타입의 목적은 코드의 불필요한 중복을 제거하기 위함이다.

상속을 통해 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스는 상위(부모) 객체인 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있다.

 

💡 프로토타입의 생성 배경을 먼저 알아보자.

생성자 함수

동일한 프로퍼티(메서드 포함) 구조를 갖는 객체를 여러 개 생성할 때 유용하다.

💥 문제점

생성자 함수가 생성하는 객체에서의 메서드는, 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 사용할 때 하나만 생성해서 공유하여 사용하면 바람직하지만 그렇지 X

인스턴스를 생성할 때마다 메서드를 중복 생성

 

➡️ 이러한 불필요한 중복을 제거하기 위해, 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.

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03. 프로토타입 객체

프로토타입 객체는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.

➡️ 프로토타입을 상속받은 하위(자식) 객체는 상위(부모) 객체의 프로퍼티(메서드 포함)를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.

1) __proto__ 접근자 프로퍼티

__proto__ 는 접근자 프로퍼티다.

__proto__ 접근자 프로퍼티는 자신의 프로토타입에 간접적으로 접근하기 위한 프로퍼티다.

즉, [[Prototype]] 내부 슬롯에 직접 접근하지 못하고, __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근할 수 있다는 것이다. 

 

1. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로포타입에 접근하면 -> __proto__ 접근자 프로퍼티의 getter 함수인 [[Get]]이 호출

2. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 새로운 프로토타입을 할당하면 -> __proto__ 접근자 프로퍼티의 setter 함수인 [[Set]]이 호출

 

__proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

❓ 객체의 프로퍼티에 접근하려고 할 때, 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면

➡️ __proto__ 접근자 프로퍼티가 가리키는 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색한다.

이러한 프로토타입의 체인의 종점은 최상위 객체인 Object.prototype이며, 이 객체의 프로퍼티와 메서드는 모든 객체에 상속된다.

 

__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서이다.

 

💥 서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인이 만들어질 경우, 프로퍼티를 검색할 때 무한 루프에 빠지게 된다.

➡️ __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하고 교체하도록 구현되어 있는 것이다.

 

__proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

모든 객체가 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것이 아니기 때문이다.

 

❓ 그럼 어떻게 ❓

프로토타입의 참조 취득 : __proto__ 접근자 프로퍼티 대신, Object.getPrototypeOf 메서드 사용

프로토타입 교체 : __proto__ 접근자 프로퍼티 대신, Object.setPrototypeOf 메서드 사용

 

2) 함수 객체의 prototype 프로퍼티

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

즉, 모든 객체가 가지고 있는 __proto__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리키는 것이다.

 

💥 이 프로퍼티를 사용하는 주체는 다른데,

__proto__ 접근자 프로퍼티의 사용 주체 : 모든 객체

prototype 프로퍼티의 사용 주체 : 생성자 함수

 

3) 프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다.
※ constructor 프로퍼티 : prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다. 

이 연결은 생성자 함수가 생성될 때(함수 객체가 생성될 때) 이루어진다.

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

const me = new Person('Lee');

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

1. Person 생성자 함수는 me 객체를 생성

2. me 객체는 프로토타입의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수와 연결

➡️ me 객체에는 constructor 프로퍼티가 없지만, me 객체의 프로토타입인 Person.prototype에는 construct 프로퍼티가 있다.

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04. 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 프로토타입이 존재한다.

⚠️ 하지만, 프로토타입의 conscructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 -> 객체를 생성한 생성자 함수라고 단정 X

 

⚠️ 객체 리터럴에 의해 생성된 객체와 Object 생성자 함수로 생성되는 객체가 같다고 착각할 수 있다.

1. 객체 리터럴이 평가될 때

추상 연상 OrdinaryObjectCreate를 호출 -> 빈 객체 생성 (동일)

2. 세부 내용 (다름)

➡️ 둘은 다르지만, 객체로서 동일한 특성을 갖는다!

 

<리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입>

리터럴 표기법	생성자 함수	프로토타입
객체 리터럴	Object	Object.prototype
함수 리터럴	Function	Funcion.prototype
배열 리터럴	Array	Array.prototype
정규 표현식 리터럴	RegExp	RegExp.prototype

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05. 프로토타입의 생성 시점

프로토타입과 생성자 함수는 언제나 쌍으로 존재한다.

➡️ 프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.

1) 사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 construct는 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.

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

생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.

2) 빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

❓ 빌트인 생성자 함수란

Object, String, Number, Function, Array 등 ..

 

빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성된다.

이때, 모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다.

➡️ 생성된 프로토타입은 빌트인 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩된다.

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06. 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체는 추상 연산에 의해 생성되는데, 추상 연산은 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달받는다.

 

프로토타입은 추상 연산에 전달되는 인수에 의해 결정된다.

<- 이 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정된다.

 

📌 3가지 객체 생성 방식(객체 리터럴에 의해 생성, Object 생성자 함수에 의해 생성, 생성자 함수에 의해 생성)

1) 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입

객체 리터럴에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다.

 

➡️ 객체 리터럴에 의해 생성된 객체는 Object.prototype의 프로퍼티와 메서드를 소유하고 있지 않지만, 자신의 프로토타입인 Object.prototype 객체를 상속받았기 때문에 Object.protytpe의 프로퍼티와 메서드를 자신의 자산인 것처럼 사용할 수 있다.

2) Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

Object 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다.

(객체 리터럴에 의해 생성된 객체와 동일하다.)

 

💡 객체 리터럴 vs. Object 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식

<프로퍼티를 추가하는 방식>

객체 리터럴 방식 : 객체 리터럴 내부에 프로퍼티를 추가

Object 생성자 함수 방식 : 빈 객체 생성 -> 프로퍼티 추가

3) 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체다.

 

다양한 빌트인 메서드를 갖고 있는 Object.prototype 프로토타입과는 달리,

사용자 정의 함수와 더불어 생성되는 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체의 프로퍼티는 construct 뿐이다. (이렇게 표현하는게 맞는지..?)

 

프로토타입은 객체이므로 -> 프로토타입에도 프로퍼티를 추가/삭제할 수 있다. 

 

 

📖 참고자료

https://www.inflearn.com/course/%EB%AA%A8%EB%8D%98-%EC%9E%90%EB%B0%94%EC%8A%A4%ED%81%AC%EB%A6%BD%ED%8A%B8-%EB%94%A5%EB%8B%A4%EC%9D%B4%EB%B8%8C/dashboard