[javascript] Prototype

eunn·2019년 11월 29일

prototype object

자바스크립트는 '클래스'라는 개념이 없다. 그래서 기존의 객체를 복사해 새로운 객체를 생성하는 프로토타입 기반의 언어라고 불린다. 이렇게 생성된 객체는 또 다른 객체의 원형이 될 수 있다.

클래스가 없으니 기본적으로 상속기능도 없다.
그래서 프로토타입을 기반으로 상속을 구현해 사용한다.
(ES6에서 클래스가 추가 됨.)

자바스크립트의 객체 생성 방법

var person = {
  name: 'Kim',
  score: 90
};

// student 에는 hasOwnProperty 메소드가 없지만 아래 구문은 동작한다.

console.log(student.hasOwnProperty('name'); // true

console.dir(person);

person 객체는 proto property로 자신의 부모 객체(프로토타입 객체)인 Object.prototype을 가리키고 있다.

[[Prototype]]의 값은 null 또는 객체이며 상속을 구현하는데 사용된다.
[[Prototype]] 객체의 데이터 property는 get 액세스를 위해 상속되어 자식 객체의 property처럼 사용할 수 있다. 하지만 set 액세스는 허용되지 않는다.

[[Prototype]] VS prototype property

일반 객체가 [[Prototype]]을 갖고 상속을 위해 사용하는 것과 달리, 함수 객체는 prototype property도 소유하게 된다.

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

var foo = new Person('Lee');

console.dir(Person); // prototype property가 있다.

console.dir(foo);    // prototype property가 없다.

[[Prototype]]

함수를 포함한 모든 객체가 가지고 있다.
객체의 입장에서 부모 역할을 하는 프로토타입 객체를 가리키며 함수 객체의 경우 Function.prototype 을 가리킨다.

console.log(Person.__proto__ === Function.prototype);

prototype property

함수 객체만 갖고 있는 property 이다.
함수 객체가 생성자로 사용될 때, 이 함수를 통해 생성될 객체의 부모 역할을 하는 객체(프로토타입 객체)를 가리킨다.

console.log(Person.prototype === foo.__proto__);

constructor property

프로토타입 객체는 constructor property를 갖는다.

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

var foo = new Person('Lee');

// Person() 생성자 함수에 의해 생성된 객체를 생성한 객체는 Person() 생성자 함수이다.
console.log(Person.prototype.constructor === Person);

// foo 객체를 생성한 객체는 Person() 생성자 함수이다.
console.log(foo.constructor === Person);

// Person() 생성자 함수를 생성한 객체는 Function() 생성자 함수이다.
console.log(Person.constructor === Function);

Prototype chain

자바스크립트는 특정 객체의 프로퍼티나 메소드에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티 또는 메소드가 없다면 [[Prototype]]이 가리키는 링크를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입 객체의 프로퍼티나 메소드를 차례대로 검색한다. 이 때 Object.prototype 객체를 프로토타입 체인의 종점이라 한다.

var student = {
  name: 'Lee',
  score: 90
}
console.dir(student);
console.log(student.hasOwnProperty('name')); // true
console.log(student.__proto__ === Object.prototype); // true
console.log(Object.prototype.hasOwnProperty('hasOwnProperty')); // true

function Person(name, gender) {
  this.name = name;
  this.gender = gender;
  this.sayHello = function(){
    console.log('Hi! my name is ' + this.name);
  };
}

var foo = new Person('Lee', 'male');

console.dir(Person);
console.dir(foo);

console.log(foo.__proto__ === Person.prototype);                // ① true
console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype);   // ② true
console.log(Person.prototype.constructor === Person);           // ③ true
console.log(Person.__proto__ === Function.prototype);           // ④ true
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype); // ⑤ true

프로토타입 객체의 확장

프로토다입 객체도 객체이므로 일반 객체와 같이 property를 추가/삭제할 수 있다. 이렇게 추가/삭제된 property는 프로토타입 체인에 반영된다.

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

var foo = new Person('Lee');

Person.prototype.sayHello = function(){
  console.log('Hi! my name is ' + this.name);
};

foo.sayHello();

원시 타입(Primitive data type)의 확장

자바스크립트에서 원시 타입(숫자, 문자열, boolean, null, undefined)을 제외한 모든 것은 객체이다. 원시타입으로 프로퍼티나 메소드를 호출할 때 원시 타입과 연관된 객체로 일시적으로 변환되어 프로토타입 객체를 공유하게 된다.
원시 타입은 객체가 아니므로 프로퍼티나 메소드를 직접 추가할 수 없다.

var str = 'test';
console.log(typeof str);                 // string
console.log(str.constructor === String); // true
console.dir(str);                        // test

var strObj = new String('test');
console.log(typeof strObj);                 // object
console.log(strObj.constructor === String); // true
console.dir(strObj);
// {0: "t", 1: "e", 2: "s", 3: "t", length: 4, __proto__: String, [[PrimitiveValue]]: "test" }

console.log(str.toUpperCase());    // TEST
console.log(strObj.toUpperCase()); // TEST

프로토타입 객체의 변경

프로토타입 객체를 변경하면,

프로토타입 객체 변경 시점 이전에 생성된 객체는 기존 프로토타입 객체를 [[Prototype]]에 바인딩한다.
프로토타입 객체 변경 시점 이후에 생성된 객체는 변경된 프로토타입 객체를 [[Prototype]]에 바인딩한다.

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

var foo = new Person('Lee');

// 프로토타입 객체의 변경
Person.prototype = { gender: 'male' };

var bar = new Person('Kim');

console.log(foo.gender); // undefined
console.log(bar.gender); // 'male'

console.log(foo.constructor); // ① Person(name)
console.log(bar.constructor); // ② Object()

프로토타입 체인 동작 조건

객체의 프로퍼티를 참조하는 경우, 해당 객체에 프로퍼티가 없는 경우, 프로토타입 체인이 동작한다.
객체의 프로퍼티에 값을 할당하는 경우, 프로토타입 체인이 동작하지 않는다. 이는 객체에 해당 프로퍼티가 있는 경우, 값을 재할당하고 해당 프로퍼티가 없는 경우는 해당 객체에 프로퍼티를 동적으로 추가하기 때문.

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

Person.prototype.gender = 'male'; // ①

var foo = new Person('Lee');
var bar = new Person('Kim');

console.log(foo.gender); // ① 'male'
console.log(bar.gender); // ① 'male'

// 1. foo 객체에 gender 프로퍼티가 없으면 프로퍼티 동적 추가
// 2. foo 객체에 gender 프로퍼티가 있으면 해당 프로퍼티에 값 할당
foo.gender = 'female';   // ②

console.log(foo.gender); // ② 'female'
console.log(bar.gender); // ① 'male'