프로토타입

자바스크립트는 명령형, 함수형, `프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍`을 지원하는 멀티타임 프로그래밍 언어다.

자바스크립트를 “이루고 있는 모든 것이 객체이다” 정확히 말하자면 원시 타입을 제외한 모든 것이 객체로 되어있다.

객체지향 프로그래밍

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**객체지향 프로그래밍**이란 기존에 명령어 또는 함수 목록으로 보는 전통적인 명령형 프로그래밍 방식인 절차지향적 관점이 아닌 독립적 단위, 즉 객체(Object)의 단위로 프로그램을 표현하는 패러다임이다.

// 객체 생성
const person = {
    name: "Song",
    address: "Seoul"
};
console.log(person)

위 코드에서는 이름과 주소로 속성을 표현하고 객체{…}로 묶어서 표현했다. 프로그래머(주체)는 이름과 주소 속성으로 표현된 객체인 person을 다른 객체와 구별하여 인식할 수 있다.

이처럼 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라 하며 객체지향 프로그래밍은 독립적인 객체의 집합으로 프로그램을 표현하는 프로그래밍 패러다임이다.

상속과 프로토타입

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상속(inheritance)은 어떤 객체의 프로퍼티나 메서드를 다른 객체가 상속 받아 그래도 사용 할 수 있는 것을 말한다.

이를 이용해서 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현해 불필요한 중복을 제거한다.

function Sum(money) {
  this.money = money;
  this.getSum = function () {
    return money + money;
  };
}
const sum1 = new Sum(10000);
const sum2 = new Sum(20000);

console.log(sum1.getSum()); // 20000
console.log(sum2.getSum()); // 40000

Sum 생성자 함수를 동일한 프로퍼티 구조를 갖는 객체를 여러개 생성할때 유용하다. 하지만 위와 같은 방식으로 구조를 생성하면 문제가 있다.

위에서 인스턴스 sum1, sum2는 getSum() 메서드를 중복 생성한다. 인스턴스를 10개 생성하면 동일한 메서드가 10개 중복되는 것과 같다. 이는 메모리를 불필요하게 낭비하게되고 퍼포먼스에도 악영향을 준다.

상속을 통해 불필요한 중복을 제거해보도록 하겠다.

// 상속을 이용한 중복제거
function Sum(money) {
  this.money = money;
}
// Sum 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스가 getSum 메서드를
// 공유해서 사용할 수 있도록 프로토타입에 추가
// 프로토타입은 Sum 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 되어있다.
Sum.prototype.getSum = function () {
  return this.money + this.money;
};
const sum1 = new Sum(10000);
const sum2 = new Sum(20000);

console.log(sum1.getSum === sum2.getSum); // true
console.log(sum1.getSum()); // 20000
console.log(sum2.getSum()); // 40000

Sum 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입, 즉 상위 객체 역할을 하는 Sum.prototype의 모든 프로퍼티와 메서드를 상속받는다.

getSum 메서드는 하나만 생성되어 있고 Sum 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 getSum을 상속받아 사용할 수 있다. 즉, 자신을 나타내는 money 프로퍼티만 개별적으로 소유하고 이를 상속을 통해 공유한다.

상속은 코드의 재사용성이란 관점에서 유용하다.

프로토타입 객체

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프로토타입 객체(줄여서 프로토타입)이란 객체지향 프로그래밍에 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.

프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체(부모)의 역할을 하는 객체로 상속을 통해 공유 프로퍼티를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 하위 객체는 자유롭게 공유받은 프로퍼티를 사용할 수 있다.

모든 객체는 [[Prototype]] 이라는 내부 슬롯을 가지며 프로토타입의 참조다.

__proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있고 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있다. 생성자 함수(new)는 자신의 prototype프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.

proto 접근자 프로퍼티

모든 객체는 __proto__ 저근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]]내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있다.

__proto__ 안에 존재하는 것이 person 객체의 프로토타입인 Object.prototype이다. 이처럼 모든 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입을 가리키는 [[Prototype]]내부슬롯에 접근할 수 있다.

• proto 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

__proto__ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 Object.prototype의 프로퍼티다.

const person = { name: "Lee" };

console.log(person.hasOwnProperty("__proto__"));
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype, "__proto__"));
// { get: [Function: get __proto__], set: [Function: set __proto__], enumerable: false, configurable: true}

// 모든 객체는 Object.prototype의 접근자 프로퍼티 __proto__를 상속받아 사용할 수 있다.
console.log({}.__proto__ === Object.prototype); // true

• proto 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

[[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입에 접근하기 위해 접근자 프로퍼티를 사용하는 이유는 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생기는 것을 방지하기 위해서다.

// 상호 참조에 의한 프로토타입
const parent = {};
const child = {};

child.__proto__ = parent;
parent.__proto__ = child;
**// TypeError: Cyclic __proto__ value**

프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 한다. 순환 참조하는 프로토타입 체인이 만들어지면 종점이 존재하지 않기때문에 무한 루프에 빠지게 된다.

• proto 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직업 사용하는 것은 권장하지 않는다.

ES6에서 표준으로 채택했다. 하지만 모든 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니기 때문에 직접 사용하는 것은 권장되지 않는다.

// obj는 프로토타입 체인의 종점이다. 따라서 Object.__proto__를 상속받을 수 없다.
// 프로토타입 체인 종점
const obj = Object.create(null);

console.log(obj.__proto__); // undefined
console.log(Object.getPrototypeOf(obj)); // null

프로토타입의 참조를 취득하고 싶다면 Object.getPrototypeOf() 메서드를 사용

교체하고 싶다면 Object.setPrototypeOf() 를 사용하자

const obj = {};
const parentObj = { x: 1 };
// obj 프로토타입 취득
Object.getPrototypeOf(obj);
// obj 프로토타입 교체
Object.setPrototypeOf(obj, parentObj);

console.log(obj.x); // 1

함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다.

// 함수의 프로토타입은 생성자 함수가 생성할 인스턴스를 가리킨다.
console.log(function () {}.hasOwnProperty("prototype")); // false

//일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않음
console.log({}.hasOwnProperty("prototype")); // false

따라서 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.

// 화살표 함수는 non-constructor
const Person = (name) => {
  this.name = name;
};

console.log(Person.hasOwnProperty("Prototype")); // false
console.log(Person.prototype); // undefined

// 축약 표현 함수도 non-constuctor
const short = {
  foo() {},
};

console.log(short.foo.hasOwnProperty("prototype")); // false
console.log(short.foo.prototype); // undefined 

모든 객체가 가지고 있는 proto 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다. 하지만 사용하는 주체가 다르다.

프로퍼티	설명	사용 대상	용도
proto	객체의 내부 [[Prototype]] 프로퍼티에 접근하기 위한 접근자 프로퍼티입니다.	모든 일반 객체	객체가 다른 객체로부터 속성과 메서드를 상속받을 수 있는 프로토타입 객체를 설정하거나 가져옵니다.
prototype	함수 객체가 생성자로 사용될 때, 이 함수를 통해 생성될 객체들의 프로토타입이 될 객체를 가리키는 프로퍼티입니다.	함수 객체 (생성자 함수)	새로 생성되는 객체에게 상속될 프로토타입 객체를 지정합니다. 이 프로퍼티는 주로 생성자 함수에서 새 객체를 만들 때 사용됩니다.

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

const me = new Person('Lee');

console.log(Person.prototype === me.__proto__) // true
console.log(me.constructor === Person); // true

1. Person 생성자 함수로 me 객체(인스턴스) 생성
2. me 객체는 프로토타입 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수와 연결
3. me 객체에는 constructor 프로퍼티가 없지만 me 객체의 프로토타입인 Person.prototype의 constructor프로퍼티를 상속받아 사용할 수 있다.

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

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생성자 함수에 의해 생성된 인스턴스는 프로토타입의 constructor 프로퍼티에 의해 생성자 함수와 연결된다. 이때 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수는 인스턴스를 생성한 생성자 함수다.

//  obj 객체를 생성한 생성자 함수는 object다.
const obj = new Object();
console.log(obj.constructor === Object); //true

const add = new Function("a", "b", "return a + b");
console.log(add.constructor === Function); // true

function Func(name) {
  this.name;
}
// my 객체를 생성한 생성자 함수는 Func이다.
const my = new Func("act");
console.log(my.constructor === Func); // true

하지만 리터럴 표기법에 의한 객체 생성 방식과 같이 명시적으로 new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하지 않는 객체 생성 방식도 있다.

// 객체 리터럴
const obj = {};
// 함수 리터럴
const add = function (a, b) {return a + b}
// 배열 리터럴
const arr = [1, 2, 3]
// 정규 표현식 리터럴
const regexp = /is/ig,

Object 생성자 함수에 인수를 전달하지 않거나 undefined 또는 null을 이누로 전달하면서 호출하면 내부적으로 추상 연산 **OrdinaryObjectCreate Object.prototype을 프로토타입으로 갖는 빈 객체를 생성한다.**

// 2. Object 생성자 함수에 의한 객체 생성
// 인수가 전달되지 않았을 때 추상 연산 OrdinaryObjectCreate를 호출하여 빈 객체를 생성한다.
let obj = new Object();
console.log(obj); // {}

// 1. new.target이 undefined 거나 Object가 아닌 경우
// 인스턴스 -> Foo.prototype -> Object.prototype 순으로 프로토타입이 생성됨
class Foo extends Object {}
console.log(new Foo()); // Foo {}

// 3. 인수가 전달된 경우에는 인수를 객체로 변환한다.
// Number 객체 생성
obj = new Object(123);
console.log(obj); //[Number: 123]

obj = new Object("123");
console.log(obj); //[String: '123']

이처럼 object 생성자 함수 호출과 객체 리터럴 평가는 추상 연산을 호출하여 객체를 생성한다는 점에서 동일하나 new.target의 확인이나 프로퍼티를 추가하는 처리 등 세부 내용이 다르다.

객체 리터럴에 의해 생성된 객체는 Object 생성자 함수가 생성한 객체가 아니다.

프로토타입의 생성시점

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프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다. 이유는 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 쌍으로 존재하기 때문이다.

사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

constructor와 non-constructor를 구분하면서 내부 메서드 [[Constructor]]를 갖는 함수 객체, 즉 화살표 함수나 ES6의 메서드 축약 표현으로 정의하지 않고 일반 함수(함수 선언문, 함수 표현식))으로 정의한 함수 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출 할 수있다.

📔 constructor는 생성자 함수로 호출할 수 있는 함수이다.

constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.

console.log(Person.prototype) // {constructor: f}

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

non-constructor는 생성자 함수와 같이 사용하지 못한다. 또한 프로토타입이 생성되지 않는다.

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

console.log(Person.prototype); // undefined

빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성시점

Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise 등과 같은 빌트인 생성자 함수도 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입 이 생성된다.

전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다.

이후 생성자 함수 또는 리터럴 표기법으로 객체를 생성하면 프로토타입은 생성된 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당된다.

객체 생성 방식과 프로토타입이 결정

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자바스크립트에서 객체를 생성하는 방식은 다양하며, 생성된 각 객체는 특정한 프로토타입 객체를 상속받는다. 객체의 생성 방식에 따라 그 프로토타입이 어떻게 결정되는지는 중요한 개념 중 하나이다.

1. 객체 리터럴 사용

가장 간단하고 일반적인 객체 생성 방법은 객체 리터럴 {}을 사용하는 것이다.

객체 리터럴이 평가되면 추상 연산에 의해 Object 생성자 함수와 Object.prototype과 생성된 객체사이에 연결이 만들어진다.

• 프로토타입: 객체 리터럴로 생성된 객체의 프로토타입은 Object.prototype

let obj = {name: "Alice"};
console.log(obj.__proto__ === Object.prototype); // true

2. 생성자 함수 사용

new 키워드와 함께 생성자 함수를 호출하여 객체를 생성할 수 있다.

• 프로토타입: 생성자 함수의 prototype 속성이 바인딩된 객체의 프로토타입이 된다.

    function Person(name) {
      this.name = name;
    }
    Person.prototype.sayHello = function() {
      console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
    };
    let person = new Person("Bob");
    console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true

3. Object.create() 메서드 사용

Object.create(proto) 메서드는 명시적으로 프로토타입을 지정하여 새 객체를 생성할 수 있게 한다.

• 프로토타입: 첫 번째 매개변수로 전달된 객체가 새 객체의 프로토타입이 된다.

    let prototypeObj = {
      sayHello: function() {
        console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
      }
    };
    let obj = Object.create(prototypeObj);
    obj.name = "Charlie";
  
    console.log(obj.__proto__ === prototypeObj); // true
    obj.sayHello(); // "Hello, my name is Charlie"

4. 클래스 사용 (ES6 이후)

class 키워드를 사용하여 클래스를 정의하고, new를 통해 인스턴스를 생성할 수 있다.

• 프로토타입: 클래스의 prototype 속성이 인스턴스의 프로토타입이 된다.

    class Animal {
      constructor(name) {
        this.name = name;
      }
      speak() {
        console.log(`${this.name} makes a noise.`);
      }
    }
    let animal = new Animal("Dog");
  
    console.log(animal.__proto__ === Animal.prototype); // true
    animal.speak(); // "Dog makes a noise."

5. Object 생성자 함수

Object 생성자 함수를 인수 없이 호출하면 빈 객체가 생성된다. new Object() 를 통해 인스턴스를 생성한다.

객체 리터털과 동인한 구조로 prototype과 연결이 만들어진다.

또한 객체

• 프로토타입: Object.prototype 속성을 상속받는다.

    const obj = new Object();
    obj.x = 1;