자바스크립트에는 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어의 특징인 클래스와 상속, 캡슐화를 위한 키워드인 public, private, protected 등이 없어서 객체지향 언어가 아니라고 오해하기도 하지만 자바스크립트는 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어보다 더 효율적이고 강력한 객체지향을 지닌 프로토타입 기반의 객체지향 프로그래밍 언어다.
객체지향 프로그래밍
객체지향 프로그래밍은 여러개의 독립적인 단위인 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임을 의미한다.
객체지향 프로그래밍은 실세계의 실체를 인식하는 철학적인 사고를 프로그래밍에 접목하려는 시도에서 시작했다. 실체는 특징이나 성질을 나타내는 속성을 가지고 있고, 이를 통해 실체를 인식하거나 구별 가능하다.
특징이나 성질을 나타내는 속성을 통해 여러개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라고 한다.
하나의 실체에 대한 다양한 속성 중에 프로그램에 필요한 속성만 간추려 표현하는 것을 추상화라고 한다. 사람은 이름, 주소, 성별, 나이 등 여러 속성을 가질 수 있다.
이름은 kim, 사는 곳은 서울, 자기소개를 하는 객체를 만들어보자.
const person = {
name: 'kim',
address: 'Seoul'
sayHi: `안녕하세요 저는 ${this.address}에 사는 ${this.name}입니다.`
}위 예시처럼 객체는 상태를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶어서 생각한다. 따라서 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조이다. 이때 객체의 상태 데이터를 프로퍼티, 동작을 메서드라고 부른다.
위 예시에서 보면 name, address는 프로퍼티 이며, sayHi는 메서드라고 한다.
각 객체는 고유의 기능을 갖는 독립적인 부품으로 볼 수 있지만 자신의 고유한 기능을 수행하면서 다른 객체와 관계성을 가질 수 있다. 다른 객체와 메시지를 주고받거나 데이터를 처리할 수도 있다. 또는 다른 객체의 상태 데이터나 동작을 상속받아 사용하기도 한다.
상속과 프로토타입
상속은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것을 말한다.
자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현해 불필요한 중복을 제거한다. 이때 중복을 제거하는 방법은 기존의 코드를 적극적으로 재사용하는 것이다.
생성자 함수는 동일한 프로퍼티 구조를 갖는 객체를 여러개 생성할 때 유용하다. 하지만 하나의 생성자 함수로 여러 인스턴스를 생성하면 모든 인스턴스에 동일한 내용의 메서드가 중복생성되는 문제가 생긴다.
function Person(name, address, age){
this.name = name;
this.address = address;
this.age = age;
this.sayHi = function(){
return `안녕하세요 저는 ${this.address}에 사는 ${this.age}살 ${this.name}입니다.`
}
}
const person1 = new Person('kim', 'Seoul', 24);
const person2 = new Person('park', 'Seoul', 26);
동일한 내용의 메서드를 중복 소유하는 것은 메모리를 불필요하게 낭비하기 때문에 프로토타입을 기반으로 상속을 구현하여 불필요한 중복을 제거할 수 있다.
프로토타입을 기반으로 상속을 구현하면 다음과 같다.
function Person(name, address, age){
this.name = name;
this.address = address;
this.age = age;
}
Person.prototype.sayHi = function(){
return `안녕하세요 저는 ${this.address}에 사는 ${this.age}살 ${this.name}입니다.`
}
const person1 = new Person('kim', 'Seoul', 24);
const person2 = new Person('park', 'Seoul', 26);
console.log(person1.sayHi()); //안녕하세요 저는 Seoul에 사는 24살 kim입니다.
console.log(person2.sayHi()); //안녕하세요 저는 Seoul에 사는 26살 park입니다.
Person 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입인 상위 객체의 역할을 하는 Person.prototype의 모든 프로퍼티와 메서드를 상속받는다. sayHi 메서드는 단 하나만 생성되어 프로토타입인 Person.prototype의 메서드로 할당되어 있기 때문에 Person 생성자 함수로 만든 인스턴스에서는 sayHi 메서드를 상속받아 사용 가능하다.
즉 자신의 상태를 나타내는 name, address, age 프로퍼티만 개별적으로 소유하고 내용이 동일한 메서드는 상속을 통해 공유 사용하는 것이다.
프로토타입 객체
프로토타입 객체는 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용한다. 프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로 다른 객체에 공유 프로퍼티를 제공하고, 프로토타입을 상속받은 하위 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용이 가능하다.
_ _proto_ _ 접근자 프로퍼티
_ _proto_ _은 접근자 프로퍼티다.
모든 객체는 _ _proto_ _ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입인 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근 가능하다.
접근자 프로퍼티는 자체적으로 값을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자 함수은 [[Get]], [[Set]] 프로퍼티 어트리뷰트로 구성된 프로퍼티이다.
_ _proto_ _ 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.
_ _proto_ _ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아닌 Object.prototype의 프로퍼티이다. 즉 모든 객체는 상속을 통해 Object.prototype. _ _proto_ _ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.
_ _proto_ _ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유
프로토타입에 접근하기 위해 접근자 프로퍼티를 사용하는 이유는 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서이다. 프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야하는데 접근자 프로퍼티를 사용하지 않으면 서로가 자신의 프로토타입이 되는 순환참조 프로토타입 체인이 생길 수 있다. 이렇게 되면 프로토타입 체인에서 프로퍼티를 검색할때 무한 루프에 빠지게 된다.
const parent = {}
const child = {}
parent.__proto__ = child;
child.__proto__ = parent; // TypeError: Cyclic __proto__ value_ _proto_ _ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.
모든 객체가 _ _proto_ _ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것이 아니기 때문에 _ _proto_ _보다 Object.getPrototypeOf 메서드를 사용하는 것이 좋다.
함수 객체의 prototype 프로퍼티
함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다. 즉 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약표현으로 정의된 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.
모든 객체가 가지고 있는 _ _proto_ _ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 동일한 프로토 타입을 가진다.
function Person(name){
this.name = name;
}
const me = new Person('kim');
console.log(Person.prototype === me.__proto__); //true하지만 이들은 프로퍼티를 사용하는 주체가 다르다.
| 구분 | 소유 | 값 | 사용주체 |
|---|---|---|---|
| _ _proto_ _ 접근자 프로퍼티 | 모든객체 | 프로토타입의 참조 | 모든 객체 |
| prototype 프로퍼티 | constructor | 프로토타입의 참조 | 생성자 함수 |
프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수
모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가지는데 이 constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고있는 생성자 함수를 가리킨다.
function Person(name){
this.name = name;
}
const me = new Person('kim');
console.log(me.constructor === Person); //true따라서 생성자 함수에 의해 만들어진 인스턴스는 생성자 함수 프로토타입의 constructor 프로퍼티를 상속받아 사용할 수 있다.
리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입
리터럴 표기법에 의해 new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하지 않는 객체 생성 방식도 있다. 하지만 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체는 생성자 함수가 생성한 객체가 아니다.
리터럴 표기법(객체 리터럴, 함수 리터럴, 배열 리터럴, 정규 표현식 리터럴 등)에 의해 생성된 객체도 상속을 위해 프로토타입이 필요하다. 따라서 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 가상적인 생성자 함수를 가진다.
프로토타입은 생성자 함수와 더불어 생성되는데 prototype, constructor 프로퍼티에 의해 연결되어 있기 때문에 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재하기 때문이다.
const obj = {}
console.log(obj.constructor === Function); //true
const arr = []
console.log(arr.constructor === Function); //true
function temp() {}
console.log(temp.constructor === Function); //true리터럴 표기법에 의해 생성된 객체는 생성자 함수에 의해 생성된 객체는 아니지만 큰 틀에서 생각하면 리터럴 표기법으로 생성한 객체도 생자 힘수로 생성한 객체와 본질적인 면에선 큰 차이가 없다.
프로토타입의 constructor 프로퍼티를 통해 연결되어 있는 생성자 함수를 리터럴 표기법으로 생성한 객체를 생성한 생성자 함수로 생각해도 큰 차이는 없다. 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입은 다음과 같다.
| 리터럴 표기법 | 생성자함수 | 프로토타입 |
|---|---|---|
| 객체 리터럴 | Object | Object.prototype |
| 함수 리터럴 | Function | Function.prototype |
| 배열 리터럴 | Array | Array.prototype |
| 정규 표현식 리터럴 | RegExp | RegExp.prototype |
프로토타입의 생성 시점
객체는 리터럴 표기법 또는 생성자 함수에 의해 생성되므로 결국 모든 객체는 생성자 함수와 연결되어 있다.
프로토타입은 생성자 함수가 실행되는 시점에 더불어 생성된다. 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 항상 쌍으로 존재하기 때문이다.
사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수인 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
console.log(Person.prototype); //{constructor: ƒ}
//생성자 함수
function Person(name) {
this.name = name;
}
//화살표 함수
const person = name => {
this.name = name;
};
console.log(person.prototype); //undefined함수 선언문은 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행되기 때문에 함수 선언문으로 정의된 생성자 함수는 어떤 코드보다 먼저 평가되어 함수 객체가 되며 동시에 프로토타입도 생성된다.
이때 생성된 프로토타입은 오직 constructor 프로퍼티만을 갖는 객체이며, 프로토타입도 객체이고 모든 객체는 프로토타입을 가지기 때문에 프로토타입도 자신의 프로토타입을 갖는다. 생성된 프로토타입의 프로토타입은 Object.prototype 이다.
빌트인 생성자 함수와 프로로타입 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.
전역 객체는 코드가 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 생성되는 특수한 객체이다. 전역 객체는 표준 빌트인 객체와 환경에 따른 호스트 객체, var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다. 따라서 모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다,
전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다.
console.log(window.Object === Object); //true객체 생성 방식과 프로토타입의 결정
객체 생성 방식
- 객체 리터럴
- Object 생성자 함수
- 생성자 함수
- Object.create 메서드
- 클래스(ES6)
객체는 다양한 방식으로 생성할 수 있기 때문에 각 방식마다 세부적인 객체 생성 방식의 차이는 있지만 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점이 있다.
추상 연산 OrdinaryObjectCreate는 필수적으로 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받는다. 또한 자신이 생성할 객체에 추가할 프로퍼티 목록을 옵션으로 전달 가능하다.
추상 연산 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 후, 생성한 객체를 반환한다.
결론적으로 프로토타입은 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 인수에 의해 결정된다. 이 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정된다.
객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입
자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출한다. 이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다.
const person = {
name: 'kim'
};
console.log(person.constructor === Object); //true
console.log(person.hasOwnProperty('name')); //true즉 객체 리터럴에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype이다.
Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입
Object 생성자 함수를 인수 없이 생성하면 빈 객체가 생성된다. Object 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출된다. 이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다.
const person = new Object();
person.name = 'kim';
console.log(person.constructor === Object); //true
console.log(person.hasOwnProperty('name')); //true객체 리터럴과 Object 생성자 함수에 의한 객체 생성 방식의 차이는 프로퍼티를 추가하는 방식에 있다. 객체 리터럴 방식은 객체 리터럴이 평가되어 객체를 생성할 때 객체 리터럴 내부에 프로퍼티를 추가하지만 Object 생성자 함수 방식은 일단 빈 객체를 생성한 후 코드가 평가될 때 프로퍼티를 추가해야 한다.
생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입
new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 객체 생성 방식과 마찬가지로 추상 연산 OrdinaryObjectCreate가 호출된다. 이때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어있는 객체다.
즉 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어있는 객체다.
📔출처
위키북스 - 모던 자바스크립트 Deep Dive
https://wikibook.co.kr/mjs/
