객체지향과 프로토타입

객체지향 프로그래밍

• 프로그램을 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래망 패러다임

객체

• 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합 자료구조
• 객체의 상태 데이터 : 프로퍼티 / 동작 : 메서드

특징

• 속성
• 추상화

상속

• 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른객체가 상속받아 그대로 사용
• 불필요한 중복 제거
• 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현함

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
}

// Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스가 getArea 메서드를 공유해서 사용할 수 있도록 프로토타입에 추가
// 프로토타입은 Circle 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩

Circle.prototype.getArea = function() {
	return Math.PI * this.radius ** 2;
};

// 인스턴스 생성
const circle1 = new Circle(1);
const circle2 = new Circle(2);

// Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 부모 객체의 역할을 하는 프로토타입 Circle.prototype으로부터 getArea 메서드를 상속받음
// Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // true

console.log(circle1.getArea()); // 3.14
console.log(circl2.getArea()); // 12.56

프로토타입 객체

• 어떤 객체의 부모 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티를 제공
• 프로토타입을 상속받은 자식 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용 가능
• 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용
• 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장
• 모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다

프로토타입 접근

• __ proto __ 접근자 프로퍼티
  • [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근 가능
  • 상속을 통해 사용
  • 최상위 객체는 Object.prototype
  • 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해 사용

프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 함

• 서로가 자신의 프로토타입이 되는 비정상적인 프로토타입 체인이 만들어지면 프로퍼티 검색 시 무한루프에 빠짐

__ proto __ 의 경우 모든 객체가 사용할 수 있는 것이 아니기 때문에 사용을 권장하지 않음

대신에 Object.getPrototypeOf 메서드 사용

함수 객체의 prototype 프로퍼티

• 함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킴
• non-constructor는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입을 생성하지도 않음

객체를 생성하지 않는 일반 함수의 prototype 프로퍼티는 아무런 의미가 없다

구분	소유	값	사용 주체	사용 목적
__ proto __	모든 객체	프로토타입의 참조	모든 객체	객체가 자신의 프로토타입에 접근 또는 교체하기 위해 사용
prototype	constructor	프로토타입의 참조	생성자 함수	생성자 함수가 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 할당하기 위해 사용

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가지며 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다.

리터럴 표기법에 의해 생성한 객체도 프로토타입이 존재하지만 프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 생성자 함수라고 단정할 수는 없다.

프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재

리터럴 표기법 생성 객체의 생성자 함수와 프로토타입

리터럴 표기법	생성자 함수	프로토타입
객체 리터럴	Object	Object.prototype
함수 리터럴	Function	Function.prototype
배열 리터럴	Array	Array.prototype
정규 표현식 리터럴	RegExp	RegExp.prototype

프로토타입 생성 시점

생성자 함수가 생성되는 시점에 생성

• 사용자 정의 생성자 함수
  • 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 생성
  • Object.prototype
• 빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점
  • 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입 생성
  • 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성

객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로토타입은 이미 객체화되어 존재하며 이후에 객체를 생성하면 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당되어 프로토타입을 상속받는다.

객체의 생성방식

• 객체 리터럴
  • Object.prototype을 프로토타입으로 가지며 이를 상속
• Object 생성자 함수
  • 빈 객체를 생성한 이후 프로퍼티 추가
• 생성자 함수
  • 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체를 프로토타입으로 전달
• Object.create 메서드 (직접 상속)
  • 객체를 생성하면서 직접적으로 상속 구현
  • new 연산자 없이 객체 생성 가능
  • 프로토타입을 지정하면서 객체 생성 가능
  • 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속 가능
• 클래스

공통점 : 추상연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성

프로토타입 체인

객체의 프로퍼티에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없으면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조에 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색하는 것

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

프로토타입 체인의 최상위 객체는 언제나 Object.prototype이다 (프로토타입 체인의 종점)

프로퍼티 섀도잉

상속 관계에 의해 프로퍼티가 가려지는 현상

프로토타입의 교체

• 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체
  • 프로토타입으로 교체한 객체 리터럴에는 constructor 프로퍼티 x -> 새로 추가 해 주어야 함
• 인스턴스에 의한 프로토타입 교체
  • __prototype__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체하는 것은 이미 생성된 객체의 프로토타입을 교체하는 것
  

instanceof 연산자

좌변에 객체를 가리키는 식별자, 우변에 생성자 함수를 가리키는 식별자를 피연산자로 받아, 우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true, 없으면 false 반환

생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 체인 상에 존재하는 지 확인

생성자 함수에 의해 프로토타입이 교체되어 constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴되어도 생성자 함수의 prototype 프로퍼티와 프로토타입 간의 연결은 파괴되지 않음

정적 프로퍼티/메서드

• 생성자 함수로 인수를 생성하지 않아도 참조/호출 할 수 있는 프로퍼티/메서드
• 정적 메서드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출 가능

in 연산자 (Reflect.has | Object.prototype.hasOwnProperty)

객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인

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

in 연산자는 확인 대상 객체의 프로퍼티뿐만 아니라 확인 대상 객체가 상속 받은 모든 프로토타입의 프로퍼티를 확인함

for...in 문 (프로퍼티 열거)

• 객체의 프로퍼티 개수만큼 순회하며 for...in 문의 변수 선언문에서 선언한 변수에 프로퍼티 키를 할당한다.
• in 연산자처럼 순회 대상 객체의 프로퍼티뿐만 아니라 상속받은 프로토타입의 프로퍼티까지 열거
• 프로퍼티 키가 심벌인 프로퍼티는 열거하지 않음

객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트[[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.

Object.keys/values/entries 메서드

객체 자신의 고유 프로퍼티만 열거함