chapter 19 : prototype

자바 스크립트는 객체 기반의 프로그래밍 언어이며 원시 타입의 값을 제외한 나머지 값들은 모두 객체이다.

객체지향 프로그래밍

객체 : 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조
객체지향 프로그래밍 : 전통적인 명령형 프로그래밍의 절차지향적 관점에서 벗어나 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임
객체지향 프로그래밍은 객체의 상태(state)와 동작(behavior)을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각한다.
즉 이러한 관점에서 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조라고 할 수 있다.
이 때의 상태 데이터 = property, 동작 = method 이다.

상속과 프로토타입

상속 : 객체지향 프로그램의 핵심 개념, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것
js는 프로토타입 기반 상속 구현.
생성자로 인스턴스 만들 시 불필요한 메서드가 중복 생산될 수 있으나, 프로토타입으로 선언 시 중복을 제거할 수 있다.

프로토타입 객체

프로토타입 객체 : 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용
상위 객체는 공유 프로퍼티(메서드 포함)을 제공, 하위 프로퍼티는 자유롭게 사용 가능
모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가지며, 프로토타입의 참조를 가진다. 이 값은 객체 생성 방식에 의해 결정된다.

모든 객체는 하나의 프로토타입을 가지며, 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.
생성자 함수는 자신의 prototype 로퍼티를 통해, 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있다.

__proto__ 접근자 프로퍼티

[[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적 접근을 __proto__(접근자 프로퍼티, getter/setter)를 통해 함.
Object.prototype의 프로퍼티로 모든 객체는 상속을 통해 __proto__사용 가능

__proto__를 사용하는 이유

상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않음.

__proto__는 ES6부터 브라우저 호환성을 고려하여 표준 채택
모든 객체가 __proto__를 사용할 수 있진 않기 때문에 사용 권장 X
직접 상속을 통해 Object.prototype 상속받지 않는 객체 생성이 가능 함. 이 경우 __proto__ 사용 불가.


프토토타입 참조 취득 시 Object.getPrototypeOf, 교체 시 Object.setPrototypeOf 메서드 사용 권장.

함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다.
non-constructor(화살표 함수 ES6 메서드 축약 표현 정의 메서드)는 prototype 프로퍼티 소유 x, 프로토타입도 생성 x.
__proto__와 함수 객체만의 prototype은 결국 동일한 프로토타입을 가리킴. 하지만 사용하는 주체는 조금 다름.
__proto__ => 모든 객체 : 객체가 자신의 프로토타입에 접근, 교체에 사용
prototype => 생성자 함수 : 자신이 생성할 객체(인스턴스)의 프로토타입을 할당하기 위해 사용

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 자신을 참조하고 잇는 생성자 함수를 가리키는 constructor 프로퍼티를 가짐.

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

Object 생성자 함수 호출과 객체 리터럴의 평가는 추상 연산 OrdinaryObejctCreate를 호출하여 빈 객체를 생성하는 점에서 동일하나 new.target의 확인이나 프로퍼티를 추가하는 처리 등 세부 내용은 다르다.
함수 객체는 생성자 함수로 만들면 렉시컬 스코프 및 클로저를 만들지 않고, 선언문, 표현식의 경우에는 만든다.

이렇듯 차이를 보이지만, 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다.
큰 틀에서 보면 생성자 함수와 리터럴 표기법으로 생산한 객체를 생성한 생성자 함수로 생각해도 무리는 없다.

프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.

사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

• constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
• non-constructor는 프로토타입이 생성되지 않는다.
• 함수 선언문은 런타임 이전에 js 엔진에 의해 먼저 실행되고, 이 때 생성된 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩된다.
• 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype

빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

• Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise 등과 같은 빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입 생성
• 모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체 생성 시점에 생성. (빌트인 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩)
• 생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체 생성시 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당된다.

객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

객체 생성 방법

• 객체 리터럴
• Object 생성자 함수
• 생성자 함수
• Object.create 메서드
• 클래스(ES6)

조금씩 다르지만 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점을 가짐.

생성 방식별 프로토타입들

객체 리터럴, Object 함수 -> Object.prototype -> 객체 리터럴 내부에 프로퍼티 추가와 빈 객체 이후 프로퍼티 추가 차이

생성자 함수 -> 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체

프로토타입 체인

• 부모를 찾아올라가는 것처럼 프로토타입도 거슬러 올라가 해당 과정에 있는 모든 프로퍼티, 메서드를 사용할 수 있음
• 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype
  
• Object.prototype까지 올라가서도 검색 불가시 undefined를 반환한다.
• 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘
• 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 메커니즘

오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉

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 함수 반환
    return Person;
}());

const me = new Person('Lee');

//인스턴스 메서드
me.sayHello = function() {
    console.log(`Hey! My name is ${this.name}`)''
};

// 인스턴스 메서드 호출, 프토로타입 메서드는 인스턴스 메서드에 의해 가려짐(오버라이딩, 프로퍼티 섀도잉)
me.sayHello(); // Hey! My name is Lee

내부구조

• 이렇게 덮어쓸 수 있고(오버라이딩) 그에 따라 프로토타입 메서드 sayHello는 가려짐(프로퍼티 섀도잉)
• 하위 객체를 통한 프로토타입의 프로퍼티 변경, 삭제는 불가능 (get 허용, set 불가)

프로토타입의 교체

생성자 함수에 의한 프로토타입의 교체

• 객체 리터럴 할당 시 객체 리터럴에는 constructor 프로퍼티가 없기 때문에 Object에서 상속받음
• 프로토타입의 constructor는 객체 리터럴에 constructor 추가하는 식으로 되살릴 수 있음

인스턴스에 의한 프로토타입의 교체

생성자 함수에 비해 미묘한 차이가 있다.


이렇듯 프로토타입 교체를 통한 객체 상속 관계 변경은 꽤나 번거롭다. -> 권장 x
직접 삭속 or es6의 클래스 사용 권장

instanceof 연산자

좌변에 객체 식별자, 우변에 생성자 함수가 들어가며 우변의 피연산자가 함수가 아닌 경우 TypeError 발생
우변이 프로토타입 체인 상에 존재하면 true, 아니면 false

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

    Person.prototype = {
        sayHello() {
            console.log(`Hi! My name is ${this.name}`);
        }
    };

    return Person;
}())

const me = new Person('Lee');

// constructor 프로퍼티와 생성자 함수 간의 연결이 파괴되어도 instanceof는 아무런 영향 받지 않음
console.log(me.constructor === Person); //false

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

constructor와 프로토 체인은 별개라는 것을 잘 이해해야 함.

직접 상속

Object.create에 의한 직접 상속

Object.create는 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출
첫 번째 매개변수 : 생성할 객체의 프로토타입으로 지정할 객체
두 번째 매개변수 : 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크립터 객체로 이뤄진 객체를 전달 (생략 가능)

ex) obj = Object.create(Object.prototype, {
    x: { value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
})
// obj = Object.create(Object.prototype)
// Obj.x = 1과 동일

장점

• new 연산자 없이도 객체 생성 가능
• 프로토타입 지정하면서 객체 생성 가능
• 객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속 가능

하지만 ESLint 에서는 Object.prototype의 빌트인 메서드를 객체가 직접 호출하는 것 권장 x -> 프로토타입 체인의 종점에 위치하는 객체 생성 불가하기 때문
따라서 간접 호출 권장

객체 리터럴 내부에서 __proto__에 의한 직접 상속

__proto__ 을 이용해 직접 상속 구현 가능

정적 프로퍼티/메서드

• 생성자 함수에 추가한 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 참조/호출(인스턴스로 호출 불가)
• 정적 프로퍼티/메서드는 프로토타입에 속하지 않기 때문에 접근 불가
• Object.prototype의 메서드는 모든 객체 호출 가능
• Object.create와 같은 Object 생성자 함수의 정적 메서드/프로퍼티는 한정적
  프로토타입 프로터피/메서드 표기 시 prototype을 #으로 표기하기도 함

프로퍼티 존재 확인

in 연산자

특정 프로퍼티 존재 여부 확인 (상속받은 모든 프로토타입의 프로퍼티까지)

ex) key in object

ES6 도입 Reflect.has도 동일하게 작동

Object.prototype.hasOwnProperty 매서드

객체에 특정 프로퍼티 확인 가능 (객체 고유 프로퍼티 인 경우만 true)

프로퍼티 열거

for ... in 문

ex

const person = {
    name : 'Lee',
    address : 'Seoul'
}

for (const key in person) {
    console.log(key + ': ' + person[key];)
}
// name: Lee
// address: Seoul

for ... in 문은 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하는 모든 프로토타입의 프로퍼티 중에서 프로퍼티 어트리뷰트 [[Enumerable]]의 값이 true인 프로퍼티를 순회하며 열거한다.
(키가 심벌이면 열거 x) (순서 보장 x)
Object.prototype.hasOwnProperty : 객체 자신의 프로퍼티인지 체크후 열거하면 객체 자신의 프로퍼티만 열거 가능

Object.keys/values/entries

Object.keys : 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키를 배열로 반환
Object.values : ES8 도입, 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 값을 배열로 반환
Object.entries : ES8 도입, 객체 자신의 열거 가능한 프로퍼티 키와 값의 쌍의 배열을 배열에 담아 반환