[딥다이브] 19장 프로토타입

19장 프로토타입

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객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍은 프로그램을 멍령어 또는 함수의 목록으로 보는 전통적인 명령형 프로그래밍의 절차지향적 관점에서 벗어나 여러 개의 독립적 단위, 즉 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임을 말한다.

 

 

객체지향 프로그래밍은 실세계의 실체(사물이나 개념)을 인식하는 철학적 사고를 프로그래밍에 접목하려는 시도에서 시작한다. 실체는 특징이나 성질을 나타내는 속성(attribute/property)을 가지고 있고, 이를 통해 실체를 인식하거나 구별할 수 있다. 그리고 다양한 속성 중에서 원하는 프로그램에 필요한 속성만 간추려 내어 표현하는 것을 추상화라 한다.

 

const person = {
    name : 'HWANG',
    age : 15
}

이름과 나이 속성으로 표현된 객체인(object)인 person을 다른 객체와 구별하여 인식할 수 있다. 이처럼 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라 하며, 객체지향 프로그래밍은 독립적인 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임이다.

 

const circle = {
    radius : 5,
    getDiameter() {
        return 2*this.radius;
    }
}

이 circle이라는 객체의 radius는 상태를 나타내는 데이터이며 getDiameter은 동작이다.이처럼 객체지향 프로그래밍은 객체의 상태(state)를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작(behavior)을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각한다. 따라서 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조라고 할 수 있다. 이때 객체의 상태 데이터를 프로퍼티(property), 동작을 메서드(method)라 부른다.

 

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상속과 프로토타입

상속(inheritance)은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그래도 사용할 수 있는 것을 말한다.

자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여 불필요한 중복을 제거한다. 기존의 코드를 적극적으로 재사용하여 중복을 제거하면 개발 비용을 현저히 줄일 수 있는 잠재력이 있으므로 매우 중요하다.

 

잘못된 예시

// Circle 생성자 함수
function Circle(radius) {
    this.radius = radius;
    this.getDiameter = function() {
        return 2*this.radius;
    }
}

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

console.log(circle1.getDiameter === circle2.getDiameter) // false

Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 객체(인스턴스)는 radius와 getDiameter 메서드를 갖는다. 여기서 getDiameter 메서드는 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 사용하므로 단 하나만 생성하여 모든 인스턴스가 공유해서 사용하는 것이 바람직하다. 그런데 위에 있는 Circle 생성자 함수는 인스턴스를 생성할 때마다 getDiameter 메서드를 중복 생성하고  모든 인스턴스가 중복 소유한다. 

이처럼 동일한 생성자 함수에 의해 생성된 모든 인스턴스가 동일한 메서드를 중복 소유하는 것은 메모리를 불필요하게 낭비하고, 인스턴스를 생성할 때마다 메서드를 생성하므로 퍼포먼스에도 악영향을 준다.

 

올바른 예시

function Circle(radius) {
    this.radius = radius;
}

Circle.prototype.getDiameter = function() {
    return 2*this.radius; 
}

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

console.log(circle1.getDiameter === circle2.getDiameter) // true

상속을 통해 불필요한 중복을 제거할 수 있다. 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.

Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입, 즉 상위(부모) 객체 역할을 하는 Circle.prototype의 모든 프로퍼티와 메서드를 상속받는다.

 

getDiameter 메서드는 단 하나만 생성되어 프로토타입인 Circle.prototype의 메서드로 할당되어 있기 때문에 모든 인스턴스는 getDiameter 메서드를 상속받아 사용할 수 있다. 즉, 자신의 상태를 나타내는 radius 프로퍼티만 개별적으로 소유하고 내용이 동일한 메서드는 상속을 통해 공유하며 사용하는 것입니다.

 

상속은 코드의 재사용이란 관점에서 매우 유용하다. 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스가 공통적으로 사용할 프로퍼티나 메서드를 프로토타입에 미리 구현해 두면 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스는 별도의 구현 없이 상위(부모) 객체인 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있다.

 

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프로토타입 객체

프로토타입 객체(또는 줄여서 프로토타입)란 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 이용한다. 프로토타입은 어떤 객체의 상위(부모) 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 하위(자식) 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.

 

모든 객체는 [[Prototype]] 이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다(null인 경우도 있다)  객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고, [[Prototype]]에 저장된다. 예를 들어 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다.

 

모든 객체는 하나의 프로토타입을 가진다.  그리고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다. 즉, 객체와 프로토타입과 생성자 함수는 다음 그림과 같이 서로 연결되어 있다.

 

[[Prototype]] 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없지만, __proto__  접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토탸입, 즉 자신의 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다. 그리고 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있고, 생성자 함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.

 

 

__proto__ 접근자 프로퍼티

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

 

person 객체를 출력해보면 위와 같이 객체의 프로토타입을 확인할 수 있다. 이는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 person 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 객체인 Object.prototype에 접근한 결과를 출력한 것이다.

 

 

1. __proto__ 는 접근자 프로퍼티다.

자바스크립트는 원칙적으로 내부 슬롯은 프로퍼티가 아니기 때문에 직접적으로 접근하거나 호출할 수 없지만, 일부 내부 슬롯과 내부 메서드에 한하여 간접적으로 접근할 수 있는 수단을 제공한다. [[Prototype]] 내부 슬롯에도 직접 접근할 수 없지만 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로퍼티에 접근할 수 있다.

 

Object.prototype의 접근자 프로퍼티인 __proto__는 getter/setter 함수라고 부르는 접근자 함수( [[Get]], [[Set]] 프로퍼티 어트리뷰트에 할당된 함수) 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입을 취득하거나 할당한다. __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로퍼티에 접근하면 내부적으로 [[Get]]이 호출되고, __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 새로운 프로토타입을 할당하면 [[Set]]이 호출된다.

const obj = {}
const parent = {x:1}

obj.__proto__; // [[Get]] 호출
obj.__proto__ = parent; // [[Set]] 호출

console.log(obj.x) // 1

 

2. __proto__ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

__proto__ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 쇼유하는 프로퍼티가 아니라 Object.prototype의 프로퍼티다. 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.__proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.

const person = {name:'HWANG'}

console.log({}.__proto__ === Object.prototype) // true
console.log(person.__proto__ === Object.prototype) // true

 

3. __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 = {};

child.__proto__ = parent; // child의 프로토타입을 parent로 설정
parent.__proto__ = child; // TypeError : Cyclic __proto__ value

 

프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 한다. 즉, 프로퍼티  검색 방향이 한쪽 방향으로만 흘러가야 한다.하지만 위 코드는 서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인, 다시 말해 순환 참조하는 프로토타입 체인이 만들어지면 프로토타입 체인 종점이 존재하지 않기 때문에 프로토타입 체인에서 프로퍼티를 검색할 때 무한 루프에 빠진다.

 

4. __proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

모든 객체가 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니기 때문에 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다. 직접 상속을 통해 다음과 같이 Object.prototyp을 상속받지 않는 객체를 생성할 수도 있기 때문에 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 없는 경우가 있다.

 

const obj = Object.create(null);

console.log(obj.__proto__) // undefined
console.log(Object.getPrototypeOf(obj)) //  null

Object.setPrototypeOf(obj, parent)
console.log(obj.x) // 1

따라서 __proto__ 접근자 프로퍼티 대신 프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우에는 Object.getPrototypeOf 메서드를 사용하고, 프로토타입을 교체하고 싶은 경우에는 Object.setPrototypeOf 메서드를 사용할 것을 권장한다,

 

 

함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스(객체)의 프로토타입을 가리킨다.

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

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

prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 객체(인스턴스)의 프로토타입을 가리킨다. 따라서 생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수, 즉 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.

 

생성자 함수로 호출하기 위해 정의하지 않은 일반 함수(함수 선언문, 함수 표현식)도  prototype 프로퍼티를 소유하지만 객체를 생성하지 않는 일반 함수의 prototype 프로퍼티는 아무런 의미가 없다.

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

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

 

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

const me = new Person('HWANG');
console.log(Person.prototype === me.__proto__) // true

객체의 __proto__ 접근자 프로퍼티와 함수 객체의 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.

 

 

 

 

프로토타입의 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, 즉 함수 객체가 생성될 때 이뤄진다.

 

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

const me = new Person('HWANG');
console.log(me.constructor === Person) // true

 

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리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

앞에서 살펴본 바와 같이 생성자 함수에 의해 생성된 인스턴스는 프로토타입의 constructor 프로퍼티에 의해 생성자 함수와 연결된다. 이때 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수는 인스턴스를 생성한 생성자 함수다.

 

const obj = {};
const add = function(a,b) {return a+b};
const arr = [1,2,3];

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 물론 프로토타입이 존재한다. 하지만 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 경우 

프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 생성자 함수라고 단정할 수는 없다.

 

객체 리터럴이 평가될 때는 추상 연산(abstract operation)를 호출하여 빈 객체를 생성하고 프로퍼티를 추가하도록 정의되어 있다. Object 생성자 함수 호출과 객체 리터럴의 평가는 추상 연산 OrdinaryObejectCreate를 호출하여 빈 객체를 생성하는 점에서 동일하나 new.target의확인이나 프로퍼티를 추가하는 처리 등 세부 내용은 다르다. 따라서 객체 리터럴에 의해 생성된 객체는 Object 생성자 함수가 생성한 객체가 아니다.

 

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 상속을 위해 프로토타입이 필요하므로 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 가상적인 생성자 함수를 갖는다. 프로토타입은 생성자 함수와 더불어 생성되며 prototype, constructor 프로퍼티에 의해 연결되어 있기 때문이다. 다시 말해, 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다.

 

리터럴 표기법(객체 리터럴, 함수 리터럴, 배열 리터럴, 정규 표현식 리터럴 등)에 의해 생성된 객체는 생성자 함수에 의해 생성된 객체가 아니다. 하지만 큰 틀에서 생각해 보면 리터럴 표기법으로 생성한 객체도 생성자 함수로 생성한 객체와 본질적인 면에서 큰 차이는 없다. (객체 리터럴 : 생성자 함수(Object) / 프로토타입(Object.prototype)

 

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프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다. 생성자 함수는 사용자가 직접 정의한 사용자 정의 생성자 함수와 자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 생성자 함수로 구분할 수 있다.

 

1. 사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

내부 메서드 [[Construc]]를 갖는 함수 객체, 즉 화살표 함수나 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의하지 않고 일반 함수(함수 선언문, 함수 표현식)로 정의한 함수 객체는 new 연산자와 함께 생성자 함수로서 호출할 수 있다.

 

생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다. 빌트인 생성자 함수가 아닌 사용자 정의 생성자 함수는 자신이 평가되어 함수 객체로 생성되는 시점에 프로토타입도 더불어 생성되며, 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.

 

2. 빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise 등과 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.

 

이처럼 객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로토타입은 이미 객체화되어 존재한다. 이후 생성자 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당된다. 이로써 생성된 객체는 프로토타입을 상속받는다.

 

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객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체 생성 방법

• 객체 리터럴
• Object 생성자 함수
• 생성자 함수
• Object.create 메서드
• 클래스(ES6)

이처럼 다양한 방식으로 생성된 모든 객체는 각 방식마다 세부적인 객체 생성 방식의 차이는 있으나 추상 연산 OrdinaryObjectCreate 에 의해 생성된다는 공통점이 있다.

추상연산 OrdinaryObjectCreate는 필수적으로 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받는다. 그리고 자신이 생성할 객체에 추가할 프로퍼티 목록을 옵션으로 전달할 수 있다. 추상연산 OrdinaryObjectCreate는 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.

 

1. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입

자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 추상연산 OrdinaryObjectCreate를 호출한다. 이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다.

 

const obj = {a:1}

위 객체 리터럴이 평가되면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 Object 생성자 함수와 Object.prototype과 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다.

 

객체 리터럴에 의해 생성된 obj 객체는 Object.prototype을 프로토타입으로 갖게 되며, 이로써 Object.prototype을 상속받는다. obj 객체는 constructor 프로퍼티와 hasOwnProperty 메서드 등을 소유하지 않지만 자신의 프로토타입인 Object.prototype의 constructor 프로퍼티와 hasOwnProperty 메서드를 자신의 자산인 것처럼 자유롭게 사용할 수 있다.

 

2. Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

Object 생성자 함수를 인수 없이 호출하면 빈 객체가 생성된다.Object 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 추상연산 OrdinaryObjectCreate가 호출된다. 이때 추상연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다.

 

const obj = new Object();
obj.x = 1;

위 코드가 실행되면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate 에 의해 Object 생성자 함수와 Object.prototype과 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체와 동일한 구조를 갖는다.

객체 리터럴과 Object 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 차이는 프로퍼티를 추가하는 방식에 있다. 객체 리터럴 방식은 객체 리터럴 내부에 프로퍼티를 추가하지만  Object 생성자 함수 방식은 일단 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티를 추가해야 한다.

 

3. 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출된다. 이때 추상연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체다.

 

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

const me = new Person('HWANG');

위 코드가 실행되면 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성자 함수와 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체와 생성된 객체 사이에 연결이 만들어진다.

 

 

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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. 이를 프로토타입 체인이라고 한다. 프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 매커니즘이다.

 

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

Person.prototype.sayHello = function() {
	console.log(`${this.name}`);
}

const me = new Person('HWANG');

console.log(me.hasOwnProperty('name')); // true
Object.getPrototypeOf(me) === Person.prototype; // true
Object.getPrototypeOf(Person.prototype) === Object.prototype; // true

 

프로토타입 체인의 최상위에 위치하는 객체는 언제나 Object.prototype이다. 따라서 모든 객체는 Object.prototype을 상속받는다. Object.prototype을 프로토타입 체인의 종점(end of prototype chain)이라 한다. Object.prototype의 프로토타입은 null이다.

이처럼 자바스크립트 엔진은 프로토타입 체인을 따라 프로퍼티/메서드를 검색한다. 다시 말해, 자바스크립트 엔진은 객체 간의 상속 관계로 이루어진 프로토타입의 계층적인 구조에서 객체의 프로퍼티를 검색한다. 따라서 프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘이라고 할 수 있다.

이에 반해, 프로퍼티가 아닌 식별자는 스코프 체인에서 검색한다. 다시 말해, 자바스크립트 엔진은 함수의 중첩 관계로 이루어진 스코프의 계층적 구조에서 식별자를 검색한다. 따라서 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 메커니즘이라고 할 수 있다. 스코프 체인과 프로토타입 체인은 서로 연관없이 별도로 동작하는 것이 아니라 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는 데 사용된다.

 

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오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉

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

	// 프로토타입 메서드
    Person.prototype.sayHello = function() {
        console.log(`Hi! ${this.name}`)
    }
    
    // 생성자 함수를 반환
    return Person;
}

const me = new Person('Hwang');

// 인스턴스 메서드
me.sayHello = function() {
    console.log(`Hello! My name is ${this.name}`)
}

me.sayHello(); // 인스턴스 메서드가 호출된다.

프로토타입이 소유한 프로퍼티를 프로토타입 프로퍼티, 인스턴스가 소유한 프로퍼티를 인스턴스 프로퍼티라 한다.

프로토타입 프로퍼티와 같은 이름의 프로퍼티를 인스턴스에 추가하면 프로토타입 체인을 따라 프로토타입 프로퍼티를 검색하여 프로토타입 프로퍼티를 덮어쓰는 것이 아니라 인스턴스 프로퍼티로 추가한다.이때 인스턴스 메서드 sayHello는 프로토타입 메서드 sayHello를 오버라이딩했고 프로토타입 메서드 sayHello는 가려진다. 이처럼 상속 관계에 의해 프로퍼티가 가려지는 현상을 프로퍼티 섀도잉이라 한다.

 

// 인스턴스 메서드가 삭제되어 프로토타입 메서드가 호출된다
delete me.sayHello;
me.sayHello(); // Hello! My name is Hwang

// 프로토타입 체인을 통해 프로토타입 메서드가 삭제되지 않는다.
delete me.sayHello;
me.sayHello(); // Hi! HWang

// 프로토타입 메서드를 삭제하려면 프로토타입에 직접 접근해야 한다.
delete Person.prototype.sayHello

 

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프로토타입의 교체

프로토타입은 임의의 다른 객체로 변경할 수 있다. 이것은 부모 객체인 프로토타입을 동적으로 변경할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 특징을 활용하여 객체 간의 상속 관계를 동적으로 변경할 수 있다. 프로토타입은 생성자 함수 또는 인스턴스에 의해 교체할 수 있다.

 

1. 생성자 함수에 의한 프로토타입의 교체

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

    // 생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체
    Person.prototype = {
    	// constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결을 설정
        constructor:Person,
        sayHello() {
            console.log(`Hello! My name is ${this.name}`)
        }
    }
    return Person;
}());

const me = new Person('Hwang');

console.log(me.constructor === Person) // true

 

2. 인스턴스에 의한 프로토타입의 교체

프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티뿐만 아니라 인스턴스의 __proto__ 접근자 프로퍼티(또는 Object.getPrototypeOf 메서드)를 통해 접근할 수 있다. 따라서 인스턴스의 __proto__ 접근자 프로퍼티(또는 Object.setPrototypeOf 메서드)를 통해 프로토타입을 교체할 수 있다.

 

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

const me = new Person('Hwang');

// 프로토타입으로 교체할 객체
const parent = {
	// constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결을 설정
    constructor:Person,
    sayHello() {
        console.log(`Hello! My name is ${this.name}`)
    }
}

// 생성자 함수의 prototype 프로퍼티와 프로토타입 간의 연결을 설정
Person.prototype = parent;

// me 객체의 프로토타입을 parent 객체로 교체한다.
Object.setPrototypeOf(me, parent); // === me.__proto__ = parent

me.sayHello(); // Hello! My name is Hwang

console.log(me.constructor === Person); //true
console.log(me.constructor === Object); // false

console.log(Person.prototype === Object.getPrototypeOf(me)) // true

 

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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 않은 경우에는 false로 평가된다.

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

const me = new Person('Hwang');

console.log(me instanceof Person); // true
console.log(me instanceof Object); // true

const parent = {};

Object.setPrototypeOf(me, parent);

// Person 생성자 함수와 parent 객체는 연결되어 있지 않다.
console.log(Person.prototype === parent) // false
console.log(parent.constructor === Person) // false

Person.prototype = parent;

// me 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하므로 true로 평가된다.
console.log(me instanceof Person); // true
console.log(me instanceof Object); // true

이처럼 instanceof 연산자는 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 프로토타입 체인 상에 존재하는지 확인한다.

 

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직접 상속

 

1. Object.create에 의한 직접 상속

Object.create 메서드는 명시적으로 프로토타입을 지정하여 새로운 객체를 생성한다. Object.create 메서드도 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출한다.

 

Object.create 메서드의 첫 번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로토타입으로 저장할 객체, 두 번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크립터 객체로 이뤄진 객체를 전달한다. 두 번째 매개변수는 생략 가능하다.

 

// obj = {}; 와 동일하다
let obj = Object.create(Object.prototype);
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Object.prototype); // true

// 임의의 객체를 직접 상속받는 경우
const Proto = {x:10};
obj = Object.create(Proto); 
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Proto); // true

// 생성자 함수를 상속받는 경우
function Person(name) {
    this.name = name
}
obj = Object.create(Person.prototype); // obj = new Person(); 과 동일하다
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Person.prototype); // true

 

이처럼 Object.create  메서드는 첫 번째 매개변수에 전달한 객체의 프로토타입 체인에 속하는 객체를 생성한다.즉, 객체를 생성하면서 직접적으로 상속을 구현하는 것이다. 이 메서드의 장점은 다음과 같다

1. new 연산자 없이도 객체를 생성할 수 있다.
2. 프로토타입을 지정하면서 객체를 생성할 수 있다.
3. 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속받을 수 있다.

 

참고로 Object.prototype의 빌트인 메서드인 hasOwnProperty, isPrototypeOf, propertyIsEnumerable 응은 모듣 객체의 프로토타입 체인의 종점, 즉 Object.prototype의 메서드이므로 모듣  객체가 상속받아 호출할 수 있다.

 

하지만 null과 같은 프로토타입의 체인의 종점에 위치하기 객체는 Object.prototype의 빌트인 메서드를 사용할 수 없다(TypeError 발생). 따라서 Object.prototype의 빌트인 메서드를 직접 호출하는 것을 권장하지 않는다.

 

2. 객체 리터럴 내부에서 __proto__에 의한 직접 상속

Object.create 메서드에 의한 직접 상속은 여러 장점이 있지만, 두 번째 인자로 프로퍼티를 정의하는 것을 번거롭다. ES6에서는 객체 리터럴 내부에서 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용하여 직접 상속을 구현할 수 있다.

 

const proto = {a:10};

const obj = {b:20, __proto__ : proto};
/* 위 코드는 아래와 동일하다.
const obj = Object.create(proto, {
    b : {value:20, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
});
*/

console.log(obj.a,obj.b); // 10 20
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === proto); // true

 

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정적 프로퍼티/메서드

정적(static) 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조/호출할 수 있는 프로퍼티/메서드를 말한다.

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

// 정적 프로퍼티
Person.staticProp = 'static prop';

// 정적 메서드
Person.staticMethod = function() {
    console.log('staticMethod');
}

Person.staticMethod(); // staticMethod

const person1 = new Person('Hwang');

// 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수가 생성한 인스턴스로 참조/호출할 수 없다.
// 인스턴스로 참조/호출할 수 있는 프로퍼티/메서드는 프로토타입 체인 상에 존재해야 한다.
person1.staticMethod(); // TypeError : person1.staticMethod is not a function

 

Person 생성자 함수는 객체이므로 자신의 프로퍼티/메서드를 소유할 수 있다.  정적 프로퍼티/메서드는 Person 생성자 함수 객체가 소유한 프로퍼티/메서드 이므로 생성자 함수가  생성한 인스턴스로 참조/호출할 수 없다.

 

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프로퍼티 존재 확인

 

1. in 연산자

in 연산자는 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인한다.

console.log('name' in {'name' : 'HWANG'}); // true

 

in  연산자 대신 ES6에서 도입된 Reflect.has 메서드를 사용할 수도 있다. Reflect.has 메서드는 in연산자와 동일하게 작동한다.

console.log( Reflect.has({'name' : 'HWANG'},'name') ); // true

 

2. Object.prototype.hasOwnProperty 메서드

Object.prototype.hasOwnProperty 메서드를 사용해도 객체에 특정 프로퍼티가 존재하는지 확인할 수 있다.

console.log({'name' : 'HWANG'}.hasOwnProperty('name')); // true

 

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프로퍼티 열거

 

1. for...in 문

객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거하려면 for...in문을 사용한다. for...in 문은 객체의 프로퍼티 개수만큼 순회하며 for...in 문의 변수 선언문에서 선언한 변수에 프로퍼티 키를 할당한다 (배열에서는 for...in문보다 일반적인 for 문이나 for...of문 또는 forEach 메서드를 사용하기를 권장한다)

const person = {name: 'kim', address: 'seoul'};

for(const key in person) {
    console.log(key,person[key]);
}
// name kim
// address seoul

 

for..in 문에 대해 좀 더 정확이 표현하자면 for...in 문은 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.

 

2. Object.keys/values/entries 메서드

객체 자신의 고유 프로퍼티만 열거하기 위해서는 for...in 문을 사용하는 것보다 Object.keys/values/entries 메서드를 사용하는 것을 권장한다.

const person = {name: 'kim', address: 'seoul'};

console.log(Object.keys(person)); // ['name','address']
console.log(Object.values(person)); // ['kim','seoul']
console.log(Object.entries(person)) // [['name','address'], ['kim','seoul']]

 

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문제

문제1

1. 객체는 상태 데이터와 동작을  여러 개의 독립적인 단위로 분리한 자료구조라고 할 수 있다.

2. 문제2,3의 출력값이 각각 true 면 O, false 면 X 을 작성해주세요.

const person = {name:'HWANG'}
console.log(person.__proto__ === Object.prototype) // 문제2
console.log(person instanceof Object); // 문제3

 

문제2

문제 1,2,3 에 출력될 값을 적어주세요.

const Number = (function(){
    function Number() {}

    Number.prototype.print = function() {
        console.log(1);
    }
    return Number;
}());

const me = new Number();

me.print = function() {
    console.log(2);
}

me.print(); // 문제1

delete me.print;
me.print(); // 문제2

delete me.print;
me.print(); // 문제3

 

문제3

다음은 메모리를 불필요하게 낭비하고, 퍼포먼스에도 악영향을 주는 권장하지 않는 코드입니다. 그 이유와 올바른(권장하는) 코드로 수정해주세요.

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

const person1 = new Person('HWANG');
const person2 = new Person('HWANG');

console.log(person1.print === person2.print) // false

 

문제4

문제 1,2,3,4 에 출력될 값을 적어주세요.

let obj = {a:1};
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Object.prototype); // 문제1
console.log(obj.hasOwnProperty('a'));  // 문제2

let obj2 = Object.create(null);
obj2.a = 1;
console.log(Object.getPrototypeOf(obj2) === Object.prototype); // 문제3
console.log(obj2.hasOwnProperty('a')); // 문제4

 

문제5

다음 person 객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거하여, 다음과 같은 출력문이 나오는 코드를 2개 이상 작성해주세요.

const person = {name: 'hwang', address: 'seoul', job: 'student'};

/*
name : hwang
address : seoul
job : student
*/

 

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답

 

문제1 (X O O)

1.객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조라고 할 수 있다.

2. 모든 객체는 Object.prototype의 접근자 프로퍼티 __proto__를  상속받아 사용할 수 있다.

3. instanceof 연산자는 우변의 생성자 함수가 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true로 평가된다.

 

문제2

2 1 1

(p.288 ~ 290)

1. 인스턴스 메서드가 프로토타입 메서드를 오버라이딩했기 때문에 인스턴스 메서드가 호출된다.

2. 인스턴스 메서드가 삭제되었기 때문에 프로토타입 메서드가 호출된다.

3. 프로토타입 체인을 통해 프로토타입 메서드가 삭제되지 않기 때문에 프로토타입 메서드가 그대로 호출된다.

 

문제3

Person 생성자 함수는 인스턴스를 생성할 때마다 print 메서드를 중복 생성하기 때문입니다.

아래와 같이 모든 인스턴스가 메서드를 하나만 생성하여 모든 인스턴스가 공유해서 사용하는 것이 바람직합니다.

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

Person.prototype.print = function() {
    return this.name;
}

const person1 = new Person('HWANG');
const person2 = new Person('HWANG');

console.log(person1.print === person2.print) // true

 

문제4

true, true, false, TypeError : obj.hasOwnProperty is not a function (p.299  직접 상속)

obj 의 프로토타입 체인 : obj -> Object.prototype -> null 로, obj 는 Object.prototype의 빌트인 메서드를 사용할 수 있다.

obj2 의 프로토타입 체인 : null, null은 프로토타입의 체인의 종점에 위치하기 객체이기 때문에, Object.prototype의 빌트인 메서드를 사용할 수 없다. 따라서 Object.prototype의 빌트인 메서드를 직접 호출하는 것을 권장하지 않는다.

 

문제5

const person = {name: 'hwang', address: 'seoul', job: 'student'};

for(let i=0; i<Object.keys(person).length; i++){
    console.log(`${Object.keys(person)[i]} : ${Object.values(person)[i]}`);
}

for(let ele of Object.keys(person)){
    console.log(`${ele} : ${person[ele]}`);
}

for(let ele of Object.entries(person)) {
    console.log(`${ele[0]} : ${ele[1]}`)
}

for(let [key,value] of Object.entries(person)) {
    console.log(`${key} : ${value}`)
}