모던 자바스크립트 Deep Dive - 프로토타입

자바스크립트는 객체지향 프로그래밍 언어의 특징인 클래스와 상속 , 캡슐화를 위한 키워드인 public , private , protected 등이 없어서 자바스크립트는 객체지향 언어가 아니라고 오해를 하는 경우가 있다.

하지만, 자바스크립트는 프로토타입 기반의 객체지향 프로그래밍 언어이기때문에 효율적이며 더 강력한 객체지향 프로그래밍 능력을 지니고 있다.

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

상속을 통해 불필요한 중복을 제거한다.

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

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

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

 

위 코드는 생성자 함수를 사용하여 동일한 프로퍼티 구조를 갖는 객체를 여러개 생성하는 코드이다.
Circle 생성자 함수를 보면 radius 프로퍼티와 getArea 메서드를 갖는다.
radius의 값은 인터페이스마다 값이 다를 수 있지만, getArea 메서드는 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 사용한다. 따라서 , getArea 메서드를 모든 인스턴스가 공유하여 사용하는 것이 메모리적으로 효율적이다.
하지만 생성자 함수를 통해 생성된 모든 인스턴스들은 getArea 메서드를 공유하는 것이 아닌 중복 생성한다.

즉, 10개의 인스턴스를 생성하면 10개의 동일한 getArea 메서드를 생성한다.

 

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

Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입(상위 객체 역할을 하는 Circle.prototype)의 모든 프로퍼티와 메서드를 상속받는다. 

 

 

 

프로토타입 객체

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프로토타입 객체는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.
프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티를 제공한다.
프로토타입을 상속받은 하위 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 사용할 수 있다.

 

모든 객체는 [[prototype]]이라는 내부 슬롯을 가진다.
객체가 생성될 때  객체 생성 방식에 따라 프로토 타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장된다.

[[Prototype]] 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없다.
__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용하여 접근할 수 있다.
Prototype은 constructor 프로퍼티를 통해 생성자에 접근할 수 있다.

즉, 모든 프로토타입과 생성자 함수는 연결되어 있다.

 

[ __proto__ 접근자 프로퍼티 ]

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모든 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있다.

접근자 프로퍼티는 값을 갖지 않고, 접근자 함수로 구성된 프로퍼티다.

따라서, __proto__ 접근자 프로퍼티로 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있지만,
접근자 프로퍼티는 값을 갖지 않기 떄문에, 접근자 함수로 접근하게 된다.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하면 getter 함수인 [[Get]] 이 호출 된다.
__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 할당하면 setter 함수인 [[Set]] 이 호 출 된다.

 

 

[ __proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다. ]

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__proto__ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 Object.prototype의 프로퍼티이다.

const person = { name : 'Kim'};

console.log(person.hasOwnProperty('__proto__'));  // false

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype,'__proto__'));

 

모든 객체는 프로토타입의 계층 구조인 프로토타입 체인에 묶여있다.
자바스크립트 엔진은 객체의 프로퍼티에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 __proto__ 접근자 프로퍼티가 가리키는 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색한다.
프로토타입 체인의 종점은 Object.prototype이다.

 

__proto__를 코드 내에서 직접 사용하면 직접 상속을 하게 되면 Object.prototype을 상속받지 않는 객체를 생성할 수도 있기 때문에 __proto__를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 바람직하지 않다.

따라서, Object.getPrototypeOf()와 Object.setPrototypeOf()를 사용하는 것이 바람직하다.

 

함수 객체의 prototype 프로퍼티

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

// 함수 객체는 prototype 프로퍼티를 소유한다.
(function () {}).hasOwnProperty('prototype'); // true

// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
({}).hasOwnProperty('prototype');  // false

 

prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 객체의 프로토타입을 가리킨다.
따라서, non-constructor인 ' 화살표 함수 ' 와 ' ES6 메서드 축약 표현 으로 정의한 메서드 ' 는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.

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생성자 함수의 prototype과 인스턴스의 __proto__가 가리키는 대상이 똑같다.

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

const me = new Person('Kim');

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

 

 

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

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모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 갖는다.
constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 가리키는 생성자 함수를 가리킨다.

 

me.__proto__ === Person.prototype
me.constructor === Person    => me에는 constructor가 존재하지 않지만, me 객체의 프로토타입의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수와 연결된다.