🤔 프로토타입의 존재 이유?
상속은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말한다.
생성자 함수는 동일한 프로퍼티(메서드 포함) 구조를 갖는 객체를 여러 개 생성할 때 유용하다. 하지만 동일한 생성자 함수에 의해 생성된 모든 인스턴스는 동일한 메서드를 중복 소유한다. 모든 인스턴스가 동일한 메서드를 중복 소유하는 것은 메모리를 불필요하게 낭비한다. 또한 인스턴스를 생성할 때마다 메서드를 생성하므로 성능에도 악영향을 준다.
자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여 이러한 불필요한 중복을 제거한다.
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 구현없이 상위 객체인 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있다.
🤔 프로토타입이란?
프로토타입 객체는 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다. 프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티와 공유 메서드를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 하위 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
모든 객체는 내부 슬롯 [[Prototype]]을 가지며, 이 값은 프로토타입의 참조를 가리킨다.
또한 모든 객체는 하나의 프로토타입을 가지며, 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.
프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있고, 생성자 함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.
이러한 구조는 객체 간 상속을 간단하게 구현할 수 있으며, 코드의 재사용성을 높여준다.
🤔 **proto** 접근자 프로퍼티?
모든 객체는 [[Prototype]] 내부 슬롯에 저장된 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 가지고 있다.
proto는 Object.prototype의 접근자 프로퍼티로, getter/setter 함수를 통해 프로토타입 값을 가져오거나 할당한다. proto 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하면 proto 접근자 프로퍼티의 getter 함수인 [[Get]]이 호출되고, 새로운 프로토타입을 할당하면 setter 함수인 [[Set]]이 호출된다.
proto 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 Object.prototype의 프로퍼티다. 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype.proto 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.
하지만 proto 접근자 프로퍼티를 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다. 모든 객체가 Object.prototype을 상속받는 것이 아니므로 proto 접근자 프로퍼티를 사용할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
대신, 프로토타입의 값을 가져오고 싶은 경우에는 Object.getPrototypeOf 메서드를 사용하고, 프로토타입을 교체하고 싶은 경우에는 Object.setPrototypeOf 메서드를 사용하는 것을 권장한다.
🤔 함수 객체의 prototype 프로퍼티?
함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다.
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 함수 선언문, 함수 표현식과 같은 일반 함수도 prototype 프로퍼티를 소유하지만 객체를 생성하지 않는 일반 함수의 prototype 프로퍼티는 아무런 의미가 없다.
그리고 모든 객체가 가지고 있는, 엄밀히 말하면 Object.prototype으로부터 상속받은 proto 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.
🤔 프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수
모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가진다. 이 constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다. 이 연결은 생성자 함수가 생성될 때, 즉 함수 객체가 생성될 때 이뤄진다.
이때 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수는 인스턴스를 생성한 생성자 함수다.
🤔 프로토타입의 생성 시점
객체는 리터럴 표기법 또는 생성자 함수에 의해 생성되므로 결국 모든 객체는 생성자 함수와 연결되어 있다.
프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다. 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재하기 때문이다.
🤔 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정
다양한 방식으로 생성된 모든 객체는 각 방식마다 세부적인 객체 생성 방식의 차이는 있으나 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점이 있다.
즉, 프로토타입은 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 인수에 의해 결정된다. 이 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정된다.
🤔 프로토타입 체인
자바스크립트는 객체의 프로퍼티와 메서드에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없으면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색한다. 이를 프로토타입 체인이라 한다. 프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 메커니즘이다.
프로토타입 체인의 최상위에 위치하는 객체는 언제나 Object.prototype이다. 따라서 모든 객체는 Object.prototype을 상속받는다. Object.prototype을 프로토타입 체인의 종점이라 한다. Object.prototype의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값은 null이다.
프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘이고 이에 반해, 프로퍼티가 아닌 식별자는 스코프 체인에서 검색한다. 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 메커니즘이다.
이처럼 스코프 체인과 프로토타입 체인은 서로 연관없이 별도로 동작하는 것이 아니라 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는 데 사용된다.
🤔 정적 프로퍼티와 메서드
정적 프로퍼티와 메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조하거나 호출을 할 수 있는 프로퍼티와 메서드를 말한다.
생성자 함수가 생성한 인스턴스는 자신의 프로토타입 체인에 속한 객체의 프로퍼티, 메서드에 접근할 수 있다. 하지만 정적 프로퍼티와 메서드는 인스턴스의 프로토타입 체인에 속한 객체의 프로퍼티나 메서드가 아니므로 인스턴스로 접근할 수 없다.
만약 인스턴스, 프로토타입 메서드 내에서 this를 사용하지 않는다면 해당 메서드는 정적 메서드로 변경할 수 있다. 인스턴스가 호출한 인스턴스, 프로토타입 메서드 내에서 this는 인스턴스를 가리킨다. 이때 메서드 내에서 인스턴스를 참조할 필요가 없다면 정적 메서드로 변경하여도 동작한다. 정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있는 반면, 프로토타입 메서드를 호출하려면 인스턴스를 생성해야 한다.
