[📖 모던 자바스크립트 딥다이브] 19장. 프로토타입 - 2

프로토타입

1. 프로토타입 체인

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

// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = function() {
  console.log(`Hi My name is ${this.name}`)
};

const me = new Person('Lee')

// hasOwnProperty는 Object.prototype의 메서드다.
console.log(me.hasOwnProperty('name')); // true

Person 생성자 함수에 의해 생성된 me 객체는 Object.prototype의 메서드인 hasOwnProperty를 호출할 수 있다. 이것은 me 객체가 Person.prototype뿐만 아니라 Object.prototype도 상속받았다는 것을 의미한다.

Person.protype의 프로토타입은 Object.prototype이다. 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.

프로토타입체인이란 자바스크립트가 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 검색하는 것을 말한다.

프로토타입 체인은 자바스크립트가 객체지향 프로그래밍의 상속을 구현 메커니즘이다.

프로토타입 체인의 최상위에 위치하는 객체는 언제나 Object.prototype이다. 따라서 모든 객체는 Object.prototype을 상속 받는다. Object.prototype을 프로토타입 체인의 종점 이라 한다.

프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘이다. 이에 반해 프로퍼티가 아닌 식별자는 스코프 체인에서 검색 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 메커니즘이다.

스코프 체인과 프로토타입 체인은 서로 연관없이 별도로 동작하는 것이 아니라 서로 협력하여 식별자 와 프로퍼티를 검색하는 데 사용된다.

2. 오버라이딩과 프로퍼티 새도잉

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('Lee');

// 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 Lee

프로토타입이 소유한 프로퍼티(메서드 포함)를 프로포타입 프로퍼티, 인스턴스가 소유한 프로퍼티를 인스턴스 프로퍼티라고 부른다.

프로토타입 프로퍼티와 같은 이름의 프로퍼티를 인스턴스에 추가하면 프로토타입 체인을 따라 프로토타입 프로퍼티를 검색하여 프로토타입을 프로퍼티를 덮어쓰는 것이 아니라 인스턴스 프로퍼티로 추가.

이때 인스턴스 메서드 sayHello는 프로토타입 메서드 sayHello를 오버라이딩 했고 프로토타입 메서드 sayHello는 가려진다. 이처럼 상속관계에 의해 프로퍼티가 가려지는 현상을 프로퍼티 섀도잉이라 한다.

💡 오버라이딩이란?

상위 클래스가 가지고 있는 메서드를 하위 클래스가 재정의하여 사용하는 방식

👉 프로퍼티를 삭제하는 경우

// 인스턴스 메서드를 삭제한다.
delete me.sayHello;
// 인스턴스에는 sayHello 메서드가 없으므로 프로토타입 메서드가 호출된다.
me.sayHello(); // Hi! My name is Lee

위 코드는 프로토타입 메서드가 아닌 인스턴스 메서드 sayHello가 삭제된다.

👉 다시 한번 프로퍼티를 삭제

// 프로토타입 체인을 통해 프로토타입 메서드가 삭제되지 않는다.
delete me.sayHello;
// 프로토타입 메서드가 호출된다.
me.sayHell(); // Hi! My name is Lee

하위 객체를 통해 프로토타입의 프로퍼티를 변경 또는 삭제하는 것은 불가능하다. 다시 말해 하위 객체를 통해 get 액세는 허용되나 set 액세스는 허용되지 않는다.

프로토타입 프로퍼티를 변경 또는 삭제하려면 하위 객체를 통해 프로토타입 체인으로 접근하는 것이 아니라 프로토타입에 직접 접근해야 한다.

// 프로토타입 메서드 변경
Person.prototype.sayHello - function() {
  	console.log(`Hey! My name is ${this.name}`)
}
me.sayHello();

// 프로토타입 매서드 삭제
delete Person.prototype.sayHello;
me.sayHello(); // TypeError: me.sayHello is not a function

3. 프로토타입의 교체

프로토타입은 임의의 다른 객체로 변경할 수 있다 이것은 부모 객체인 프로토타입을 동적으로 변경할 수 있다는 것을 의미.이러한 특징을 활용하여 객체간의 상속 관계를 동적으로 변경할 수 있다.

3-1. 생성자 함수에 의한 프로토타입의 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('Lee');

①에서 person.prototypep에 객체 리터럴 할당 이는 Person 생성자 함수가 생성할 객체의 프로토타입을 객체 리터럴로 교체한 것이다.

프로토타입으로 교체한 객체 리터럴에는 constructor 프로퍼티가 없다. 따라서 me 객체의 생성자 함수를 검색하면 Person이 아닌 Object가 나온다.

// 프로토타입을 교체하면 constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴된다.
console.log(me.constructor === Person); // false
// 프로토타입 체인을 따라 Object.prototype의 constructor 프로퍼티가 검색된다.
console.log(me.constructor === Object); // true

파괴된 constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결 되살리기

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(`Hi My name is ${this.name}`)
    }
  };
  
  return Person;
}());

const me = new Person('Lee');

// constructor 프로퍼티가 생성자 함수를 가리킨다.
console.log(me.constructor === Person); // true
console.log(me.constructor === Object); // false

3-2. 인스턴스에 의한 프로토타입의 교체

인스턴스 __proto__ 접근자 프로퍼티 또는 Object.getPrototypeOf 메서드를 통해 접근할 수 있으며 교체할 수 있다.

생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 다른 임의의 객체를 바인딩하는 것은 미래에 생성할 인스턴스의 프로토타입을 교체하는 것. __prototype__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체하는 것은 이미 생성된 객체의 프로토타입을 교체하는 것.

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

const me = new Person('Lee');

// 프로토타입을 교체할 객체
const parent = {
  sayHello() {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
  }
};

// ① me 객체의 프로토타입을 parent 객체로 교체한다.
Object.setPrototypeOf(me, parent);
// 위 코드는 아래의 코드와 동일하게 동작한다.
// me.__proto__ = parent;

me.sayHello(); // Hi! My name is Lee

①에서 me 객체의 프로토타입을 parent 객체로 교체

// 프로토타입을 교체하면 constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴된다.
console.log(me.constructor === Person); // false
console.log(me.constructor === Object); // true

👉 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체 vs 인스턴스에 의한 프로토타입 교체

👉 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체 vs 인스턴스에 의한 프로토타입 교체

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

// 프로토타입으로 교체할 객체
const person = {
  // constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결을 설정
  constructor : Person,
  sayHello() {
    console.log(`Hi! 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);
// 위 코드는 아래의 코드와 동일하게 동작한다.
// me.__proto__ = parent;

me.sayHello(); // Hi! My name is Lee

// constructor 프로퍼티가 생성자 함수를 가리킨다.
console.log(me.constructor === Person); // true
console.log(me.constructor === Object); // false

// 생성자 함수의 prototype 프로퍼티가 교체된 프로토타입을 가리킨다.
console.log(Person.prototype === Obejct.getPrototypeOf(me)); // true

4. instanceof 연산자

instanceof 연산자는 이항 연산자로 좌변에 객체를 가리키는, 우변에 생성자 함수를 가리키는 식별자를 피연산자로 받는다. 만약 우변의 피연산자가 함수가 아닌 경우 TypeError가 발생.

객체 instanceof 생성자 함수

우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true로 평가 그렇지 않은 경우 false로 평가

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}

const me = new Person('Lee');

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

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

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

constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴되어도 instanceof는 아무런 영향을 받지 않는다. 오직 프로토타입 체인 상에서만 보기 때문

5. 직접 상속

5-1. Object.create에 의한 직접 상속

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

Object.create 메서드의 첫 번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로토타입으로 지정할 객체를 전달

Object.create 메서드의 두 번재 매개변수에는 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크립터 객체로 이뤄진 객체를 전달한다.

// 프로토타입이 null인 객체를 생성한다. 생성된 객체는 프로토타입 체인의 종점에 위치.
// obj -> null
let obj = Object.create(null);
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === null); // true
// Object.prototype을 상속받지 못한다.
console.log(obj.toString()); // TypeError: obj.toString is not a function

// obj -> Object.prototype -> null
// obj = {};와 동일하다.
obj = Object.create(Object.proototype);
console.log(Object.getProitotypeOf(obj) === Object.prototype); // true

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

// obj -> Object.prototype -> null
// obj = { x: 1 };와 동일하다.
obj = Object.create(Object.prototype, {
  x: {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: ture }
});
// 위 코드는 아래와 동일하다.
// obj = Object.create(Object.prototype);
// obj.x = 1;
console.log(obj.x); // 1
console.log(Object.getPrototypeof(obj) === Object.prototype); // true

const myProto = { x: 10 };
// 임의의 객체를 직접 상속받는다.
// obj -> myProto -> Object.prototype -> null
obj = Object.create(myProto);
console.log(obj.x); // 10
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === myProto); // true

// 생성자 함수
function Person(name) {
  this.name = name;
}
// obj -> Person.prototype -> Objectprototype ->  null
// obj = new Person('Lee')와 동일하다.
obj = Object.create(Person.prototype);
obj.name = 'Lee'
console.log(obj.name); // Lee
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Person.prootype); // true

👉 object.create 메서드의 장점

• new 연산자가 없이도 객체를 생성할 수 있다.
• 프로토타입을 지정하면서 객체를 생성할 수 있다.
• 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속받을 수 있다.

❗ Object.prototype의 빌트인 메서드를 객체가 직접 호출하는 것 권장하지 않는다.

Object.create 메서드를 통해 프로토타입 체인의 종점에 위치하는 개체를 생성할 수 있기 때문

// 프로토타입이 null인 객체, 즉 프로토타입 체인의 종점에 위치하는 객체를 생성한다.
const obj = Object.create(null);
obj.a = 1;

console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === null); // true

// obj는 Object.prototype의 빌트인 메서드를 사용할 수 없다.
console.log(obj.hasOwnProperty('a'));
// TypeError: obj.hasOwnProperty is not a function

// 위와 같은 TypeError를 발생시킬 위험 없애기 위해 Object.prototype의 빌트인 메서드 직접 호출.
// Object.prototype의 빌트인 메서드는 객체로 직접 호출하지 않는다.
console.log(Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, 'a')); // true

5-2. 객체 리터럴 내부에서 __proto__에 의한 직접 상속

객체 리터럴 내부에서 __proto__ 접근자 프로터피를 사용하여 직접 상속 구현할 수 있다.

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 코드 아래와 동일
const obj = Object.create(myProto, {
	y: {value: 20, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
    });
    */

console.log(obj.x, obj.); // 10 20
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === myProto); // true

6. 정적 프로퍼티 / 메서드

정적 프로퍼티 / 메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조 / 호출 할 수 있는 프로퍼티 / 메서드를 말한다.

// 생성자 함수
fucntion Person(name) {
  this.name = name;
}

// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHello = fucntion() {
  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('Lee');

// 생성자 함쉐 추가한 정적 프로퍼티 / 메서드는 생성자 함수로 참조 / 호출 한다.
Person.staticMethod(); // staticMethod

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

// Object.create는 정적 메서드다.
const obj = Object.create({ name: 'noh'});

// Object.prototype.hasOwnProperty는 프로토타입 메서드다.
obj.hasOwnProperty('name'); // false

Object.create 메서드는 정적 메서드이고, Obejct.prototype.hasOwnproperty 메서드는 프로토타입의 메서드이다.

//  인스턴스 / 프로토타입 메서드 내에서 this를 사용하지 않는다면 그 메서드는 정적메서드로 변경할 수 있다.
function Foo() {}

// 프토토타입 메서드
// this를 참조하지 않는 프로토타입 메서드는 정적 메서드로 변경하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
Foo.prototype.x = function () {
  conosole.log('x');
}

const foo = new Foo();
// 프로토타입 메서드를 호출하면 인스턴스를 생성해야 한다.
foo.x(); // x

// 정적 메서드
Foo.x = function () {
  console.log('x');
}

// 정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출할 수 있다.
Foo.x(); // x

7. 프로퍼티 존재 확인

7-1. in 연산자

in 연산자는 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인한다.

// 사용법
/**
 * key: 프로퍼티 키를 나타내는 문자열
 * object: 객체로 평가되는 표현식
 * */
key in object

const person = {
  name: "noh",
  address: "Seoul",
};

// person 객체에 name 프로퍼티 존재
console.log('name' in person); // true
// person 객체에 address 프로퍼티 존재
console.log('address' in person); // true
// person 객체에 age 프로퍼티가 존재하지 않는다.
console.log('age' in person); // fasle

in 연산자는 확인 대상 객체가 상속받은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인하므로 주의가 필요.

console.log('toString' in person); // true

in 연산자가 person 객체가 속한 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입에서 toString 프로퍼티를 검색했기 때문. toString은 Object.prototype의 메서드

💡 Reflect.has 메서드

ES6 에서 도입되었고, in 연산자와 동일하게 동작.

const person = { name: 'Lee' };

console.log(Reflect.has(person, 'name')); // true
console.log(Reflect.has(person, 'toString)); // true

7-2. Object.prototype.hasOwnProperty 메서드

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

인수로 전달받은 프로퍼티 키가 객체 고유의 프로퍼티 키인 경우에만 true를 반환 상속받은 프로토타입의 프로퍼티 키인 경우 false를 반환.

console.log(person.hasOwnProperty('name')); // true
console.log(person.hasOwnProperty('age')); // false
console.log(person.hasOwnProperty('toString')); // false

8. 프로퍼티 열거

8-1. for ... in 문

객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거하려면 for...in문을 사용.

for (변수선언문 in 객체) {...}

const person = {
  name: 'noh',
  address: 'Seouol'
};

// for...in 문의 변수 prop에 person 객체의 프로퍼티 키가 할당된다.
for(const key in person) {
  console.log(key + ':' + person[key]);
}

// name: noh
// address: Seoul

for...in 문은 객체의 프로퍼티 개수만 큼 순회 변수 선언문에서 선언한 변수에 프로퍼티 키를 할당한다.

for...in 문은 상속받은 프로토타입의 프로퍼티까지 열거한다.

const person = {
  name: "noh",
  address: "Seoul"
};

// in 연산자는 객체가 상속받은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인한다.
console.log('toString' in person); // true

// for...in 문도 객체가 상속보다은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 열거한다.
// 하지만 toString과 같은 Object.prototype의 프로퍼티가 열거되지 않는다.
for(const key in person) {
  console.log(key + ':' + person[key])
}

// name: "noh"
// address: "Seoul"

toString 메서드가 열거할 수 없도록 정의되어 있는 프로퍼티이기 때문 다시 말해, Object.prototype.string 프로퍼티의 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 false이기 때문.

for...in 문은 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Emumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.

const person  = {
  name: 'noh',
  address: 'Seoul',
  __proto__: { age: 20}
};

for (const key in person) {
  console.log(key + ":" + person[key]);
}
// name: noh
// address: Seoul
// age: 20

for ... in 문은 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않는다.

const sym = Symbol();
const obj = {
  a: 1,
  [sym]: 10
};

for (const key in obj) {
  console.log(key + ": " + obj[key]);
}
// a : 1

상속받은 프로퍼티 제외 객체 자신의 프로퍼티만 열거하려면 Obejct.prototype.hasOwnproperty 메서드를 사용하여 객체 자신의 프로퍼티인지 확인.

const person  = {
  name: 'noh',
  address: 'Seoul',
  __proto__: { age: 20}
};

for (const key in personb) {
  // 객체 자신의 프로퍼티인지 확인
  if(!person.hasOwnProperty(key)) contineu;
  console.log(key + ':' + person[pkey]);
}

// name: noh
// address : Seoul

배열에는 for...in문을 사용하지 말고 for문 for...of문 또는 Array.prototype.forEach 메서드를 사용하기를 권장. 사실 배열도 객체이므로 프로퍼티와 상속받은 프로퍼티가 포함될 수 있다.

const arr = [1, 2, 3];
arr.x = 10; // 배열도 객체이므로 프로퍼티를 가질 수 있다.

for (const i in arr) {
  // 프로퍼티 x도 출력된다.
  console.log(arr[i]); // 1 2 3 10
};

// arr.length는 3이다.
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  console.log(arr[i]); // 1 2 3
}

// forEach 메서드는 요소가 아닌 프로퍼티는 제외한다.
arr.forEach(v => console.log(v)); // 1 2 3

// for...of는 변수 선언문에서 선언한 변수에 키가 아닌 값을 할당한다.
for (const value of arr) {
  console.log(value); // 1 2 3
};

8-2. Object.keys / values / entries 메서드

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

✔ Object.keys

객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키를 배열로 반환한다.

const person = {
  name: "noh",
  address: "Seoul",
  __proto__: { age: 20 }
};

console.log(Object.keys(person)); // {"name", "address"}

✔ Object.values

ES8에서 도입되었고 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 값을 배열로 반환.

console.log(Object.values(person)); // ["noh", "Seoul"]

✔ Object.entries

ES8에서 도입되었고 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키와 값의 쌍의 배열을 배열에 담아 반환.

console.log(Object.entries(person)); // ["name", "noh"], ["address", "Seoul"]

Object.entries(person).forEach(([key, value]) => console.log(key, value));
/*
'name' 'noh'
'address' 'Seoul'
*/