프로토타입

자바스크립트는 프로토타입 기반의 객체지향 프로그래밍 언어이다.

원시 타입의 값을 제외 하고, 자바스크립트를 이루고 있는 거의 모든 것이 객체다. 

 

생성자 함수가 생성하는 모든 객체(인스턴스)는 같은 프로퍼티와 메서드를 갖고 있다.

동일한 생성자 함수에 의해 생성된 모든 인스턴스가 동일한 메서드를 중복 소유하는 하면, 메모리를 불필요하게 낭비한다.

 

 

 

📎  프로토타입으로 중복 없이 상속하기(p.263)

상속을 통해 중복을 제거할 수 있다. 자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.

// 인스턴스마다 값이 바뀌는 radius 프로퍼티만 있는 생성자 함수 Circle
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
}

// Circle의 프로토타입에 메서드를 추가한다
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 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유한다 (중복 없이 상속)
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea) //true

상속은 코드의 재사용이라는 관점에서 매우 유용하다. 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스가 공통적으로 사용할 프로퍼티나 프로토타입을 미리 구현해두면 생성자 함수가 생성할 모든 인스턴스는 별도의 구현 없이 상위(부모) 객체인 프로토타입의 자산을 공유하여 사용할 수 있다.

 

 

 

 

 

📂  프로토타입 객체

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프로토타입은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로부터 다른 객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 하위 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
모든 객체는 [[prototype]]이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조(null)인 경우도 있다.
모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다. 그리고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.

 

 

https://velog.io/@starrypro/Part-19.-%ED%94%84%EB%A1%9C%ED%86%A0%ED%83%80%EC%9E%85

• 객체는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입[[prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다.
• 프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있다.
• 생성자 함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.

 

 

 

📎  접근자 프로퍼티 (p.266)

[[prototype]] 내부 슬롯에 직접 접근할 수 없다. __proto__ 프로퍼티를 사용해 간접접근 해야한다.

이 프로퍼티는 [[Get]], [[Set]] 프로퍼티 어트리뷰트로 구성되어 있다.

getter, setter 함수라고도 부른다. 객체의 프로토타입에 접근하거나, 새로운 프로토타입을 할당할 때 내부적으로 __proto__ 접근자 프로퍼티의 getter 함수인 [[Get]] , setter 함수인 [[Set]] 이 호출된다.

 

프로토타입 체인은 단방향 링크드 리스트로 구현되어야 한다. 검색 방향이 한쪽으로만 흘러가야 한다. (267)

상호참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위해서 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근해야 한다. 하지만, 직접 상속(19.11절)을 통해 생성된 객체는 Object.prototype을 상속받지 않을 수 있다. 이런 경우에는 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 없다.

✔️ 때문에 프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우에는 Object.getPrototypeOf 메서드를 사용하고, 프로토타입을 교체할 때는 Object.setPrototypeOf 메서드를 사용할 것을 권장한다.

 

//p.169 19-10
const obj = {};
const parent = { x: 1 };

// obj 객체의 프로토타입 취득
Object.getPrototypeOf(obj); // obj.__proto__
//obj 객체의 프로토타입 교체
Object.setPrototypeOf(obj,parent); //obj.__proto__ = parent

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

 

 

 

 

📎  함수객체의 prototype 프로퍼티(p. 270)

함수 객체만 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킨다

화살표 함수와 ES6 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드는 prototype 메서드를 소유하지 않으며, 프로토타입도 생성하지 않는다.(non-constructor)

const obj = {
  foo() {}
}

// ES6의 메서드 축약 표현으로 정의한 메서드
// 화살표 함수
// 둘 다 non-constructor

 

 

구분	소유	값	사용 주체	사용 목적
__proto__ 접근자 프로퍼티	모든 객체	프로토타입의 참조	모든 객체	객체가 자신의 프로토타입에 접근 또는 교체하기 위해 사용
prototype 프로퍼티	constructor	프로토타입의 참조	생성자 함수	생성자 함수가 자신이 생성할 객체(인스턴스)의 프로토타입을 할당하기 위해 사용

객체의 __proto__ 접근자 프로퍼티와 생성자 함수의 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.

 

 

 

 

 

 

 

 

📂   리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

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지금까지 본 예시들은 생성자 함수에 의해 생성된 객체와, 그 프로퍼티의 관계. 접근법이었다.

객체는 이렇게 생성자 함수로도 생성되지만, 리터럴 표기법으로 만들어지기도 한다.

// 생성자 함수로 객체 만들기
const obj = new Object();

// 객체 리터럴 방식으로 객체 만들기
const obj = {};

 

 

위의 객체 리터럴 방식으로 만들어진 obj는 생성자 함수로 만들어지지 않았음에도, 생성자 함수가 있다!

const obj = {};

console.log(obj.constructor === Object); //true
// obj 객체의 생성자 함수는 Object 생성자 함수이다.

// (prototye의 프로퍼티인 constructor를 객체가 사용할 수 있다.)

객체 리터럴에 의해 생성된 객체는 사실 다  Object 생성자 함수로 생성된 것일까?

아니다. 하지만 객체 리터럴로 만들어진 객체도 상속을 위해 prototype이 필요하다.

따라서 이 객체도 가상의 생성자 함수를 갖는다. 프로토타입은 생성자 함수와 항상 더불어 생성된다.

때문에 객체 리터럴로 만들어진 객체 역시 prototype과 constructor를 갖고 있다.

 

 

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입(p.276)

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

 

 

 

 

 

📂  프로토타입의 생성 시점

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결국 모든 객체는 생성자 함수와 연결되어 있다.

프로토타입은 생성자 함수가 만들어지는 시점에 더불어 생성된다.

생성자 함수는 사용자 정의 생성자 함수, 빌트인 생성자 함수로 구분할 수 있다.

 

 

 

📎  사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점 (p.277)

함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 함께 생성된다.

(non-constructor는 프로토타입이 생성되지 않는다.)

생성된 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 된다.

생성자 함수와 더불어 생성된 프로토타입은, 오직 constructor 프로퍼티만을 갖고 있는 객체이다.

프로토타입도 객체이고, 모든 객체는 프로토타입을 가지므로, 프로토타입 역시 자신의 프로토타입을 갖고 있다.

 

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

 

 

https://velog.io/@starrypro/Part-19.-%ED%94%84%EB%A1%9C%ED%86%A0%ED%83%80%EC%9E%85

사용자 정의 생성자 함수는 자신이 평가되어 함수 객체로 생성되는 시점에 프로토타입도 더불어 생성되며,

생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 Object.prototype이다.

 

 

 

 

📎   빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점 (p.278)

Object, String, Number, Function, Array, RegExp, Date, Promise 등과 같은 빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성된다. 모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다.

생성된 프로토타입은 빌트인 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩 된다.

 

전역 객체가 만들어질 때 이미 빌트인 생성자 함수, 프로토타입이 만들어진다는 것.

이처럼 객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로퍼티는 이미 객체화 되어 존재한다.

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

 

 

✔️ 전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 생성되는 특수한 객체이다. 전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다.

window.Object === Object // true
// 빌트인 객체인 Object는 전역 객체 window의 프로퍼티이다.

 

 

 

 

 

 

📂   객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

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객체 생성 방법은 다음과 같다(p.280).

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

 

📎  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.

객체 리터럴에 의해 생성되는 프로토타입은 Object.prototype.

 

📎  Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

Object 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 추상 연산이 호출된다. 이때 추상 연산에 전달되는 프로토타입은 Object.prototype이다. Object 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 Object.prototype.

 

📎  생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

new 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하면 다른 방식과 마찬가지로 추상 연산이 호출된다.
이때 추상 연산에 전달되는 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체.

생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체.

(그 생성자 함수의 프로토타입)

 

 

 

 

 

 

✔️ 추상 연산(OrdinaryObjectCreate) (p.280)

객체를 생성하는 방식에는 객체 리터럴, Object 생성자 함수, 생성자 함수, Object.create 메서드, 클래스 등 다양한 방법이 존재한다. 세부적인 생성 방식에는 차이가 있으나, 모두 추상 연산 OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다는 공통점이 있다.

추상 연산은 proto(객체 혹은 null)와 선택 인자 (additionalInternalSlotsList)를 받아 런타임에 새로운 객체(ordinary objects)를 만든다. additionalInternalSlotsList이 있다면, 전달받은 프로토타입을 자신이 생성한 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당 한 후, 생성한 객체를 반환한다. 여기서 전달되는 인수는 객체가 생성되는 시점에 객체 생성 방식에 의해 결정되고, 추상 연산에 전달되는 인수에 의해 프로토타입이 결정된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고

이웅모 (2020) , 모던 자바스크립트 Deep Dive

https://velog.io/@starrypro/Part-19.-%ED%94%84%EB%A1%9C%ED%86%A0%ED%83%80%EC%9E%85

https://www.howdy-mj.me/javascript/prototype-and-proto/