모던 자바스크립트 Deep Dive - 19장 프로토타입

StudyJavaScript

2024.01.28

19.1 객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍은 여러개의 독립적인 단위
즉, 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임
객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료 구조

19.2 상속과 프로토타입

상속은 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속 받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말함

⭐️ 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여 불필요한 중복을 제거함

// 1️⃣ ---
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
  this.getArea = function () {
    return Math.PI * this.radius ** 2;
  };
}
const [circle1, circle2] = [new Circle(1), new Circle(2)];
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // false

// 2️⃣ ---
function CircleWithMethodSharing(radius) {
  this.radius = radius;
}
CircleWithMethodSharing.prototype.getArea = function () {
  return Math.PI * this.radius ** 2;
};
const [circle3, circle4] = [new CircleWithMethodSharing(1), new CircleWithMethodSharing(2)];
console.log(circle3.getArea === circle4.getArea); // true

1️⃣ 생성자 함수에 메서드 정의 시 인스턴스를 생성할 때 마다 메서드를 중복 생성
(생성된 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 중복 소유함)
2️⃣ 같은 내용의 메서드를 공유해서 사용할 수 있도록 프로토타입에 추가하여 해결
- 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스는 상위(부모) 객체의 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있음!

19.3 프로토타입 객체

객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용
프로토타입은 어떤 객체의 상위(부모)객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티 & 메서드를 제공
- 상속받은 하위(자식) 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 사용 가능
객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장됨
- [[Prototype]] 내부슬롯의 값은 프로토타입의 참조 (null인 경우도 있음)
모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖고, 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어있음.
- 객체와 프로토타입과 생성자 함수는 서로 연결되어 있음

19.3.1 proto 접근자 프로퍼티

모든 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자산의 프로토타입
즉 [[Prototype]] 내부슬롯에 간접적으로 접근할 수 있음
__proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용됨
- 이 프로퍼티는 Object.prototype의 프로퍼티 (객체가 직접적으로 소요후자 읺음)
- 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있음
__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유
- 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는걸 방지하기 위해
  - 프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 함 (순환 참조 X)
__proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않음
- 모든 객체가 proto 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아님
  - 직접 상속 (Object.create 등)을 통해 Object.prototype을 상속 받지 않는 객체를 생성할 수 있기 때문!
- 프로토타입의 참조를 취득하려면 Object.getPrototypeOf 사용
  프로토타입을 교체하려면 Object.setPrototypeOf 사용

19.3.2 함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킴
객체를 생성하지 않는 함수 (생성자 함수가 아닌 일반 함수)의 prototype 프로퍼티는 아무런 의미도 없음

모든 객체가 가지고 있는 __proto__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 동일한 프로토타입을 가리킴

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}
const me = new Person('Son');
// 결국 Person.prototype과 me.__proto__는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.
console.log(Person.prototype === me.__proto__); // true

하지만, 이 프로퍼티들을 사용하는 주체가 다름

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

19.3.3 프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가짐

constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신이 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킴

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}
const me = new Person('Son');
// me 객체의 생성자 함수는 Person이다.
console.log(me.constructor === Person); // true

19.4 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 프로토타입 존재

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 경우 프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 생성자 함수라 단정할 수 없음

// obj 객체는 Object 생성자 함수로 생성한 객체가 아니라 객체 리터럴로 생성했다.
const obj = {};
// 하지만 obj 객체의 생성자 함수는 Object 생성자 함수다.
console.log(obj.constructor === Object); // true

Object 생성자 함수 호출과 객체 리터럴의 평가는 추상연산 OrdinaryObjectCreate를 호출하여 객체를 생성하는 점은 동일

// 2. Object 생성자 함수에 의한 객체 생성
// 인수가 전달되지 않았을 때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출하여 빈 객체를 생성한다.
let obj = new Object();
console.log(obj); // {}
// 1. new.target이 undefined나 Object가 아닌 경우
// 인스턴스  Foo.prototype  Object.prototype 순으로 프로토타입 체인이 생성된다.
class Foo extends Object {}
new Foo(); // Foo {}
// 3. 인수가 전달된 경우에는 인수를 객체로 변환한다.
// Number 객체 생성
obj = new Object(123);
console.log(obj); // Number {123}
// String 객체 생성
obj = new Object('123');
console.log(obj); // String {"123"}

Object 생성자 함수에 인수를 전달하지 않거나 undefined 또는 null을 인수로 전달하며 호출하면 내부적으로 추상연산 OrdinaryObjectCreate를 호출하고 Object.prototype을 프로토타입으로 갖는 빈 객체 생성
new.target 확인이나 프로퍼티를 추가하는 처리 등 세부 내용은 다름

프로토타입은 생성자 함수와 더불어 생성되기에 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍(pair)로 존재
객체 리터럴에 의해 생성한 객체와 Object 생성자 함수에 의해 생성한 객체는 생성 과정에서 미묘한 차이는 있지만 객체로서 동일한 특성을 가짐

프로토타입의 constructor 프로퍼티를 통해 연결되어 있는 생성자 함수를 리터럴 표기법으로 생성한 객체를 생성한 함수로 생각해도 무리는 없음!

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

19.5 프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성됨
사용자 정의 생성자 함수 (생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수)
constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 생성
빌트인 생성자 함수 (Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise 등)는 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입 생성
- 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성

19.6 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체 생성 방식
- 객체 리터럴
- Object 생성자 함수
- 생성자 함수
- Object.create 메서드
- 클래스 (ES6)
모든 객체 생성 방식은 추상연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점이 있음
자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하거나 Object 생성자 함수 & 생성자 함수 호출 시 추상연산 OrdinaryObjectCreate 호출
- 객체 리터럴, Object 생성자 함수의 경우 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype
  (추상연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입이 Object.prototype)
- 생성자 함수의 경우 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체
  (추상연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체)

19.7 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 검색한다.
⭐️ 프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 메커니즘
프로토타입 체인 흐름 예시
```
function Person(name) {
  this.name = name;
}
// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};
const me = new Person('Son');
// hasOwnProperty는 Object.prototype의 메서드다.
// me 객체는 프로토타입 체인을 따라 hasOwnProperty 메서드를 검색하여 사용한다.
console.log(me.hasOwnProperty('name')); // true
```
- me.hasOwnProperty('name')을 호출하면..
  1. hasOwnProperty 메서드를 호출한 me 객체에서 해당메서드 검색.
    없으므로 프로토타입 체인을 따라 상위로 이동하여([[Prototype]] 내부 슬롯에 바인딩되어 있는 프로토타입(여기선 Person.prototype)으로 이동) 검색
  2. Person.prototype에도 hasOwnProperty 메서드는 없음.
    프로토타입 체인을 따라 상위로 이동하여(여기선 Object.prototype) 검색
  3. Object.prototype에 hasOwnProperty 메서드 존재.
    자바스크립트 엔진은 Object.prototype.hasOwnProperty 호출.
    이때 해당 메서드의 this는 me 객체가 바인딩됨 → Object.prototype.hasOwnProperty.call(me, "name")
프로토타입 체인의 최상위에 위치하는 객체는 언제나 Object.prototype 임
- 프로토타입 체인의 종점(end of prototype chain)이라 함
- Object.prototype의 프로토타입. 즉 [[Prototype]]의 내부슬롯 값은 null임!
프로토타입 체인과 스코프 체인
- 프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘
- 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 매커니즘
- 스코프 체인과 프로토타입 체인은 서로 연관 없이 별도로 동작하는 것이 아니라 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는데 사용.

19.8 오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉

const Person = (function () {
  // 생성자 함수
  function Person(name) {
    this.name = name;
  }
  // 프로토타입 메서드
  Person.prototype.sayHello = function () {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  };
  // 생성자 함수를 반환
  return Person;
})();
const me = new Person('Son');
// 인스턴스 메서드
me.sayHello = function () {
  console.log(`Hey! My name is ${this.name}`);
};
// 인스턴스 메서드가 호출된다. 프로토타입 메서드는 인스턴스 메서드에 의해 가려진다.
me.sayHello(); // Hey! My name is Son

프로토타입이 소유한 프로퍼티(메서드 포함)를 프로토타입 프로퍼티
인스턴스가 소유한 프로퍼티는 인스턴스 프로퍼티
프로토타입 프로퍼티와 같은 이름의 프로퍼티를 인스턴스에 추가하면
프로토타입 체인을 따라 프로토타입 프로퍼티를 검색하여 프로토타입 프로퍼티를 덮어쓰는 것이 아니라 인스턴스 프로퍼티로 추가함
→ 이 현상을 프로퍼티 섀도잉이라 함
- 프로토타입 프로퍼티를 변경 또는 삭제하려면 하위 객체를 통해 프로토타입 체인으로 접근하는 것이 아닌 프로토타입에 직접 접근해야 함!!

19.9 프로토타입의 교체

프로토타입은 생성자 함수 또는 인스턴스에 의해 임의의 다른 객체로 변경 가능.

프로토타입 교체 방식 예시

/** 👉 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체 */
const Person = (function () {
  function Person(name) {
    this.name = name;
  }
  // ① 생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체
  Person.prototype = {
    sayHello() {
      console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
    },
  };
  return Person;
})();
const me = new Person("Son");

/** 👉 인스턴스에 의한 프로토타입 교체 */
function Person(name) {
  this.name = name;
}
const me = new Person("Son");
// 프로토타입으로 교체할 객체
const parent = {
  sayHello() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  },
};
// ① me 객체의 프로토타입을 parent 객체로 교체한다.
Object.setPrototypeOf(me, parent); // me.__proto__ = parent; 와 동일

공통점
- 2개의 변경법 모두 constructor를 정의하지 않으면 프로토타입 체인을 따라 상위 객체의 prototype을 가리킴
프로토타입 교체 방식에 의해 발생하는 차이점
- 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체 시, 생성자 함수의 prototype 프로퍼티가 교체된 프로토타입을 가리킴.
- 인스턴스에 의한 프로토타입 교체 시, 생성자 함수의 prototype 프로퍼티가 교체된 프로토타입을 가리키지 않음.

19.10 instanceof 연산자

객체 instanceof 생성자 함수

우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true로 평가되고, 그렇지 않은 경우 false로 평가
생성자 함수 prototype에 바인딩된 객체가 프로토타입 체인상에 존재하는지 확인

19.11 직접 상속

19.11.1 Object.create에 의한 직접 상속

/**
 * 지정된 프로토타입 및 프로퍼티를 갖는 새로운 객체를 생성하여 반환한다.
 * @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
*/
Object.create(prototype[, propertiesObject])

Object.create 메서드는 명시적으로 프로토타입을 지정하여 새로운 객체 생성
- 추상연산 OrdinaryObjectCreate 호출
첫번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로토타입으로 지정한 객체를 전달
두번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크립터 객체로 이뤄진 객체를 전달 (생략 가능)
- 프로퍼티 디스크립터 객체는 Object.defineProperties 메서드의 두번째 인수와 동일
이 메서드의 장점
- new 연산자 없이 객체 생성
- 프로토타입을 지정하면서 객체 생성
- 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속 받음

19.11.2 객체 리터럴 내부에서 proto에 의한 직접 상속

const myProto = {x: 10};
// 객체 리터럴에 의해 객체를 생성하면서 프로토타입을 지정하여 직접 상속받을 수 있다.
const obj = {
  y: 20,
  // 객체를 직접 상속받는다.
  // obj → myProto → Object.prototype → null
  __proto__: myProto,
};
/* 위 코드는 아래와 동일하다.
const obj = Object.create(myProto, {
 y: { value: 20, writable: true, enumerable: true, configurable: true }
});
*/
console.log(obj.x, obj.y); // 10 20
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === myProto); // true

ES6에서 객체 리터럴 내부에서 __proto__ 접근자 프로퍼티 사용하여 직접 상속 구현

19.12 정적 프로퍼티/메서드

정적(static) 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조/호출 할 수 있는 프로퍼티/메서드

정적 프로퍼티 메서드 예시

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}
// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function () {
  console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
};
// 정적 프로퍼티
Person.staticProp = 'static prop';
// 정적 메서드
Person.staticMethod = function () {
  console.log('staticMethod');
};
const me = new Person('Son');
// 생성자 함수에 추가한 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 참조/호출한다.
Person.staticMethod(); // staticMethod
// 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수가 생성한 인스턴스로 참조/호출할 수 없다.
// 인스턴스로 참조/호출할 수 있는 프로퍼티/메서드는 프로토타입 체인 상에 존재해야 한다.
me.staticMethod(); // TypeError: me.staticMethod is not a function

생성자 함수는 객체이므로 자신의 프로퍼티/메서드를 소유할 수 있음
- 이를 정적 프로퍼티/메서드라 함. 생성자 함수가 생성한 인스턴스로는 참조/호출 불가
생성자 함수가 생성한 인스턴스는 자신의 프로토타입 체인에 속한 객체의 프로퍼티/메서드에 접근 할 수 있음
정적 프로퍼티/메서드는 인스턴스의 프로토타입에 속한 객체의 프로퍼티/메서드가 아니므로 인스턴스로 접근 불가

인스턴스/프로토타입 메서드 내 this를 사용하지 않는다면 정적 메서드로 변경 가능

19.13 프로퍼티 존재 확인

in 연산자
```
key in object
```
- 객체 내 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부 확인
- 확인 대상 프로퍼티뿐만 아니라 상속 받은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인하므로 주의 필요
- ES6의 Reflect.has(object, key)도 동일하게 동작
Object.prototype.hasOwnProperty 메서드
```
객체.hasOwnProperty(key)
```
- 객체 내 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부 확인
- 확인 대상 프로퍼티들 내에서만 확인

19.14 프로퍼티 열거

for...in문
```
for (변수선언문 in 객체) {...}
```
```
const person = {
  name: "Son",
  address: "Seoul",
  __proto__: { age: 20 },
};
for (const key in person) {
  // 객체 자신의 프로퍼티인지 확인한다.
  if (!person.hasOwnProperty(key)) continue;
  console.log(key + ": " + person[key]);
}
// name: Son
// address: Seoul
```
- 객체의 모든 프로퍼티를 열거할 때 사용
- 객체의 프로토타입 체인 상 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값 true인 프로퍼티를 순회하며 열거
  - 객체 자신의 프로퍼티만 열거하려면 코드 블록 내 Object.prototype.hasOwnProperty 메서드 사용하여 객체 자신의 프로퍼티인지 확인해야 함

Object.keys, Object.values, Object.entries 메서드

const person = {
  name: "Son",
  address: "Seoul",
  __proto__: { age: 20 },
};
console.log(Object.keys(person)); // ["name", "address"]
console.log(Object.values(person)); // ["Son", "Seoul"]
console.log(Object.entries(person)); // [["name", "Son"], ["address", "Seoul"]]
Object.entries(person).forEach(([key, value]) => console.log(key, value));
/*
  name Son
  address Seoul
*/

객체 자신의 고유 프로퍼티만을 열거하기 위해 사용