자바스크립트 딥다이브 - 프로토타입

프로토타입

• 자바스크립트는 명령형, 함수형, 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍을 지원하는 멀티 패러다임 프로그래밍 언어
• 자바스크립트를 이루고 있는 거의 ‘모든 것’이 객체임

객체지향 프로그래밍

• 여러 개의 독립적 단위, 즉 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임
• 실체는 특징이나 성질을 나타내는 속성을 가짐
• 추상화 : 다양한 속성 중 프로그램에 필요한 속성만 간추려내어 표현하는 것
• 객체 : 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조
• 객체지향 프로그래밍은 객체의 상태를 나타내는 데이터와, 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각함 ex) 반지름은 원의 상태를 나타내는 데이터 / 동작은 원의 지름, 둘레, 넓이를 구하는 것
• 즉, 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적 단위로 묶은 복합적 자료구조

상속과 프로토타입

• 상속 : 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는 것
• js는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현해 불필요한 중복을 제거함)

function Circle(radius) {
	this.radius = radius;
}

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

...

• Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 getArea 메서드를 상속받아 사용할 수 있음

프로토타입 객체

• 프로토타입 객체는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용됨
• 모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조임

_ _ proto_ _ 접근자 프로퍼티

모든 객체는 _ _ proto_ _ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근 가능

• _ _ proto _ _는 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용됨
  • _ _ proto _ _ 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 Object.prototype의 프로퍼티임
• 프로토타입에 접근하기 위해 접근자 프로퍼티를 사용하는 이유
  • 상호 참조에 의해 프로토타입 체인이 생성되는 것을 방지하기 위함
• _ _ proto _ _ 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않음
  • 모든 객체가 _ _ proto _ _ 접근자 프로퍼티를 직접 사용하는 것은 아니기 때문임
  • Object.getPrototypeOf : 프로토타입의 참조 취득
  • Object.setPrototypeOf : 프로토타입 교체

함수 객체의 prototype 프로퍼티

함수 객체만이 소유하는 prototype 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입을 가리킴

모든 객체가 가지고 있는 _ _ proto_ _ 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 prototype 프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킴

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 constructor 프로퍼티를 가짐

이 constructor 프로퍼티는 prototype 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킴

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재함

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 생성자 함수와 연결됨

프로토타입의 생성 시점

• 객체는 리터럴 표기법 또는 생성자 함수에 의해 생성되므로 결국 모든 객체는 생성자 함수와 연결돼있음
• 프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성됨
  • 프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재하기 때문

사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수, 즉 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성됨

빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

빌트인 생성자 함수도 일반 함수와 마찬가지로 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성됨

모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성됨

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

프로토타입 체인

• 프로토타입 체인이란?
• 자바스크립트에서 객체의 프로퍼티(메서드 포함)에 접근하려고 할때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색하는 것
• Object.prototype은 프로토타입 체인의 종점
• 프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘임
• 스코프 체인은 식별자 검색을 위한 메커니즘임
• 스코프 체인과 프로토타입 체인은 서로 연관없이 별도로 동작하는 것이 아닌 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는 데 사용됨

 

 

QUIZ

• 생성자함수, 프로토타입, 객체의 관계를 설명해주세요
  모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖고, 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결돼있다.
  [[Prototype]] 내부 슬롯에 직접 접근할 수 없지만, _ _ proto _ _접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 자신의 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 프로토타입에 간접적으로 접근할 수 있다.
  프로토타입은 자신의 constructor 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있고, 생성자 함수는 자신의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.
  

 

• 자바스크립트에서 프로토타입은 무엇인가요?
  자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.
  프로토타입(프로토타입 객체)은 어떤 객체의 상위 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다. 프로토타입을 상속받은 하위 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
  

 

• __proto__와 prototype의 차이점은 무엇인가요?

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

__proto__: 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입 객체에 대한 참조

prototype: 상속받은 객체들이 공통적으로 참조할 수 있는 프로퍼티나 메서드를 정의하는 역할을 한다.

 

• 프로토타입 체인이란 무엇인가요?
  자바스크립트에서 객체의 프로퍼티(메서드 포함)에 접근하려고 할때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색하는 것

 

• 프로토타입은 왜 쓰나요?
  프로토타입은 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.
  객체의 프로퍼티에 접근했을 때 없는 경우 객체의 프로토타입 체인을 따라 검색하고 참조한다. 프로토타입 객체는 단방향 연결리스트 형식으로 참조 관계를 형성한다.