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19장(프로토타입) 본문

스터디/모던자바스크립트 deep dive

19장(프로토타입)

승숭슝현 2024. 1. 8. 10:31
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자바스크립트는 멀티 패러다임 프로그래밍 언어
클래스(class) ES6에서 클래스가 도입되었다.
클래스도 함수이며, 기존 프로토타입 기반 패턴의 문법적 설탕(syntatic sugar)이라고 볼 수 있다.

1. 객체 지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍은 프로그램을 명렁어 또는 함수의 목록으로 보는 전통적인 명령형 프로그래밍(imperative programming)의 절차지향적 관점에서 벗어나, 여러개의 독립적 단위인 객체(object)의 집합으로 프로그램을 표현하려는 프로그래밍 패러다임을 말한다.

추상화

// 이름과 주소 속성을 갖는 객체
const person = {
  name: 'Lee',
  address: 'Seoul'
};

console.log(person); // {name: "Lee", address: "Seoul"}

이름과 주소 속성으로 표현된 객체(object)인 person을 다른 객체와 구별하여 인식할 수 있다. 이처럼 속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라고 하며, 이러한 객체의 집합으로 프로그램을 표현하려는 것이 객체지향 프로그래밍 패러다임이다.

객체는 상태(state)를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작(behavior)을 하나의 논리적인 단위로 구성한 것이다. 이때 객체의 상태 데이터를 프로퍼티(property), 동작을 메서드(method)라고 부른다.

const circle = {
  // property
  radius: 5, // 반지름

  // method
  // 원의 지름: 2r
  getDiameter() {
    return 2 * this.radius;
  },

  // method
  // 원의 둘레: 2πr
  getPerimeter() {
    return 2 * Math.PI * this.radius;
  },

  // method
  // 원의 넓이: πrr
  getArea() {
    return Math.PI * this.radius ** 2;
  }
};

console.log(circle);
// {radius: 5, getDiameter: ƒ, getPerimeter: ƒ, getArea: ƒ}

console.log(circle.getDiameter());  // 10
console.log(circle.getPerimeter()); // 31.41592653589793
console.log(circle.getArea());      // 78.53981633974483

2. 상속과 프로토타입

상속(inheritance)은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념

// 생성자 함수
function Circle(radius) {
  this.radius = radius;
  this.getArea = function () {
    // Math.PI는 원주율을 나타내는 상수다.
    return Math.PI * this.radius ** 2;
  };
}

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

// Circle 생성자 함수는 인스턴스를 생성할 때마다 동일한 동작을 하는
// getArea 메서드를 중복 생성하고 모든 인스턴스가 중복 소유한다.
// getArea 메서드는 하나만 생성하여 모든 인스턴스가 공유해서 사용하는 것이 바람직하다.
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // false

console.log(circle1.getArea()); // 3.141592653589793
console.log(circle2.getArea()); // 12.566370614359172

getArea 메서드를 중복 생성하고 모든 인스턴스가 중복 소유한다

프로토타입을 기반으로 상속을 구현

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

// Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스가 getArea 메서드를
// 공유해서 사용할 수 있도록 프로토타입에 추가한다.
// 프로토타입은 Circle 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있다.
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 상속받는다.
// 즉, Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유한다.
console.log(circle1.getArea === circle2.getArea); // true

console.log(circle1.getArea()); // 3.141592653589793
console.log(circle2.getArea()); // 12.566370614359172

3. 프로토타입 객체

모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가진다.
이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다. [[Prototype]]에 저장되는 프로토타입은 객체 생성 방식에 의해 결정되고 저장된다

모든 객체는 하나의 프로토타입을 갖는다. 그리고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다. 즉, 객체와 프로토타입과 생성자 함수는 다임 그림과 같이 서로 연결

image

4. 리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

new연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하지 않고 리터럴 표기법에 의한 객체 생성 방식

리터럴 v

// 객체 리터럴
const obj = {};

// 함수 리터럴
const add = function (a, b) { return a + b; };

// 배열 리터럴
const arr = [1, 2, 3];

// 정규표현식 리터럴
const regexp = /is/ig;

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 물론 프로토타입이 존재한다. 하지만 이런 객체는 constructor프로퍼티가 가리키는 생성자 함수가 반드시 객체를 생성한 함수라고 단정할 수 없다.

// obj 객체는 Object 생성자 함수로 생성한 객체가 아니라 객체 리터럴로 생성했다.
const obj = {};

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

5. 프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.
프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 항상 쌍으로 존재

6. 객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

모두 추상연산OrdinaryObjectCreate에 의해 생성된다.

  1. 객체 리터럴
  2. Object생성자 함수
  3. 생성자 함수
  4. Object.create메서드
  5. 클래스(ES6)

추상연산OrdinaryObjectCreate에 의한 객체 생성 순서

  1. 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받는다.
  2. 자신이 생성할 객체에 추가할 프로퍼티 목록을 옵션으로 전달한다.
  3. 빈 객체를 생성한다.
  4. 객체에 추가할 프로퍼티 목록이 인수로 전달된 경우 객체에 프로퍼티를 추가한다.
  5. 인수로 전달받은 프로토타입을 생성한 객체의 [[Prototype]]내부 슬롯에 할당한다.
  6. 생성한 객체를 반환한다.

7. 프로토타입 체인

자바스크립트 엔진은 프로토타입 체인을 따라 프로퍼티/메서드를 검색한다.
객체간의 상속관계로 이루어진 프로토타입의 계층적인 구조에서 객체의 프로퍼티를 검색

프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘

8. 오버라이딩과 프로퍼티 섀도잉

오버라이딩(overriding)은 프로토타입에 메서드가 존재하는데, 인스턴스에 같은 메서드를 추가해 재정의하여 사용하는 방식

인스턴스에서 오버라이딩하여 사용하면 프로토타입 메서드는 가려지게 되는데 이러한 현상을 섀도잉

※ 오버라이딩(overriding)
상위 클래스가 가지고 있는 메서드를 하위 클래스가 재정의하여 사용하는 방식

※ 오버로딩(overloading)
함수의 이름은 동일하지만 매개변수의 타입 또는 개수가 다른 메서드를 구현하고,
매개변수에 의해 메서드를 구별하여 호출하는 방식이다.
자바스크립트는 오버로딩을 지원하지 않지만 arguments객체를 사용하여 구현할 수는 있다.

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 함수를 반환
  return Person;
}());

const me = new Person('Lee');

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

// 인스턴스 메서드가 호출된다. 프로토타입 메서드는 인스턴스 메서드에 의해 가려진다.
me.sayHello(); // Hey! My name is Lee

9. 프로토타입의 교체

프로토타입은 임의의 다른 객체로 변경할 수 있다

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

// ① 생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 통해 프로토타입을 교체
Person.prototype = {
sayHello() {
console.log(Hi! My name is ${this.name});
}
};

return Person;
}());

const me = new Person('Lee');

10. instanceof 연산자

instanceof연산자는 이항 연산자로 좌변에 객체를 가리키는 식별자, 우변에 생성자 함수를 가리키는 식별자를 피연산자로 받는다. jsx 객체 instanceof 생성자 함수

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

const me = new Person('Lee');

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

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

11. 직접 상속

Object.create에 의한 직접 상속

Object.create메서드는 명시적으로 프로토타입을 지정하여 새로운 객체를 생성한다.
마찬가지로 추상연산OrdinaryObjectCreate를 호출하여 객체를 생성한다.

Object.create메서드로 객체를 생성할 때 장점
new연산자 없이도 객체 생성
프로토타입을 지정하면서 객체 생성
객체 리터럴에 의해 생성된 객체도 상속 가능

객체 리터럴 내부에서 proto에 의한 직접 상속

const myProto = { x: 10 };

// 객체 리터럴에 의해 객체를 생성하면서 프로토타입을 지정하여 직접 상속받을 수 있다.
const obj = {
  y: 20,
  // 객체를 직접 상속받는다.
  // obj → myProto → Object.prototype → null
  __proto__: myProto
};
/* 위 코드는 아래와 동일하다.
const obj = Object.create(myProto, {
  y: { value: 20, writable: true, enumerable: true, configurable: true }
});
*/

console.log(obj.x, obj.y); // 10 20
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === myProto); // true

12.정적 프로퍼티/ 메서드

정적(static)프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조/호출할 수 있는 프로퍼티/메서드

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

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

// ① 정적 프로퍼티
Person.staticProp = 'static prop';

// ② 정적 메서드
Person.staticMethod = function () {
  console.log('staticMethod');
};

const me = new Person('Lee');

// 생성자 함수에 추가한 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수로 참조/호출한다.
Person.staticMethod(); // staticMethod

// ③ 정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수가 생성한 인스턴스로 참조/호출할 수 없다.
// 인스턴스로 참조/호출할 수 있는 프로퍼티/메서드는 프로토타입 체인 상에 존재해야 한다.
me.staticMethod(); // TypeError: me.staticMethod is not a function

13. 프로퍼티 존재 확인

in 연산자

in연산자는 객체 내에 특정 프로퍼티가 존재하는지 여부를 확인한다

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

// person 객체에 name 프로퍼티가 존재한다.
console.log('name' in person);    // true
// person 객체에 address 프로퍼티가 존재한다.
console.log('address' in person); // true
// person 객체에 age 프로퍼티가 존재하지 않는다.
console.log('age' in person);     // false

Object.prototype.hasOwnProperty 메서드

Object.prototype.hasOwnProperty메서드를 사용해 객체에 특정 프로퍼티가 존재하는지 확인

console.log(person.hasOwnProperty('name')); // true
console.log(person.hasOwnProperty('age'));  // false

14. 프로퍼티 열거

for .. in 문

객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거(enumeration)하려면 for...in문을 사용한다.

프로퍼티 키를 순회한다.
프로토타입 체인을 모두 순회한다.
[[Enumerable]]값을 참조한다.
심벌을 열거하지 않는다.
순서를 보장하지 않는다.(하지만 모던 브라우저는 순서를 보장한다.)

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