[모던자바스크립트 Deep Dive] 19장 프로토타입 1

프로토타입

자바스크킵트는 명령형, 함수형 프로토타입 기반 객체지향 프로그래밍을 지원하는 멀티 패더다임 프로그래밍이다.
자바스크립트를 이루고 있는 거의 모든것이 객체다.

객체지향 프로그래밍

특징이나 성질을 나타내는것을 속성이라고 한다.
다양한 속성 중에서 프로그램에 필요한 속성만 간추려 내어 표현하는 것을 추상화라고 한다.
속성을 통해 여러 개의 값을 하나의 단위로 구성한 복합적인 자료구조를 객체라고 한다.

const circle = {
	radius: 5, // 원의 상태를 나타내는 데이터

//-------원의 지름, 둘레, 넓이를 구하는동작--------------------
	getDiamerter() {
		return 2 * this.radius;
	},

	getPerimeter() {
		return 2 * Math.PI * this.radius;
	},

	getArea() {
		return Math.PI * this.radius ** 2;
	},
};

-> 객체지향 프로그래밍은 객체의 상태를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각한다.

-> 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조다.

객체의 상태 데이터를 프로퍼티, 동작을 메서드라고 부른다.
각 객체는 다른 객체와 메시지를 주고 받거나 데이터를 처리할 수도, 다른 객체의 상태 데이터나 동작을 상속받아 사용하기도 한다.

상속과 프로토타입

상속이란 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 어떤 객체의 프로퍼티 또는 메서드를 다른 객체가 상속받아 그대로 사용할 수 있는것을 말한다.

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

cosnt circle1 = new Circle(1);
cosnt circle2 = new Circle(2);

-> `Circle` 생성자 함수가 생성하는 모든 객체는 `radius` 프로퍼티와 `getArea` 메서드 갖는다 -> `getArea` 메서드는 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 사용하므로 단 하나만 생성하여 공유하는 것이 바람직하다.

💡 동일한 생성자 함수에 의해 생성된 모든 인스턴스가 동일한 메서드를 중복 소유하는 것은 메모리를 불필요하게 낭비한다.

자바스크립트는 프로토타입을 기반으로 상속을 구현한다.

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

// Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스가 getArea 메서드를 
// 공유해서 사용할 수 있도록 프로토 타입을 추가
// 프로토타입은 Circle 생성자 함수의 prototype 프로퍼티에 바인딩되어 있다
Circle.prototype.getArea = function() {
	return Math.PI * this.radius ** 2;
}

cosnt circle1 = new Circle(1);
cosnt circle2 = new Circle(2);
// Circle 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 부모 객체의 역할을 하는 
// 프로토타입 Circle.prototype으로부터 getArea 메서드를 상속 받는다
// Circle 생성자 함수가 생성하는 모든 인스턴스는 하나의 getArea 메서드를 공유한다
console.log(cricle1.getArea === circle2.getArea); // true

`Circle` 생성자 함수가 생성한 모든 인스턴스는 자신의 프로토타입(상위 부모) 객체 역할을 하는 `Circle.prototype`의 모든 프로퍼티와 메서드를 상속받는다.
자신의 상태를 나타내는 `radius` 프로퍼티만 개별적으로 소유하고 내용이 동일한 메서드는 상속을 통해 공유하여 사용한다.

프로토타입 객체

프로토타입 객체란 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체 간 상속을 구현하기 위해 사용된다.
프로토타입은 어떤 객체의 상위(부모) 객체의 역할을 하는 객체로서 다른 객체에 공유 프로퍼티(메서드 포함)를 제공한다.
프로토타입을 상속 받은 하위(자식) 객체는 상위 객체의 프로퍼티를 자신의 프로퍼티처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 가지며, 이 내부 슬롯의 값은 프로토타입의 참조다.
객체가 생성될 때 객체 생성 방식에 따라 프로토타입이 결정되고 [[Prototype]]에 저장된다.

객체 리터럴에 의해 생성된 프로토타입은 `Object.prototype`이고 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입은 생성자 함수의 `prototype` 프로퍼티에 바인딩되어 있는 객체다.
모든 객체는 하나의 프로타입을 가지고 모든 프로토타입은 생성자 함수와 연결되어 있다.
[[Prototype]] 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없지만, `__proto__` 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입에 접근할 수 있다.
프로토타입은 자신의 `constructor` 프로퍼티를 통해 생성자 함수에 접근할 수 있고, 생성자 함수는 자신의 `prototype` 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근할 수 있다.

`proto` 접근자 프로퍼티

모든 객체는 `__proto__` 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입, 즉 [[Prototype]] 내부 슬롯에 간접적으로 접근할 수 있다.
내부 슬롯은 프로퍼티가 아니지만 `__proto__` 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입에 접근할 수 있다.
`__proto__`는 getter/setter 함수라고 부르는 접근자 함수를 통해 [[Prototype]] 내부 슬롯의 값, 즉 프로토타입을 취득하거나 할당한다.

const obj = {};
const parent = { x: 1};

// getter 함수인 get __proto__가 호출되어 obj 객체의 프로토타입을 취득
obj.__proto__;

// setter 함수인 set __proto__가 호출되어 obj 객체의 프로토타입을 교체
obj.__proto__ = parent;

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

`proto` 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

`__proto__` 접근자 프로퍼티는 객체가 직접 소유하는 프로퍼티가 아니라 `Object.prototype`의 프로퍼티다.
모든 객체는 상속을 통해 `Object.prototype.__proto__` 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.

`proto` 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

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

const parent = {};
const child = {};

child.__proto__ = parent;
parnt.__proto__ = child; // TypeError: Cyclic __proto__ vlaue

프로토타입 체인은 단방향 링크드리스트로 구현되어야 한다.

`proto` 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

모든 객체가 `__proto__` 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있는것은 아니다.

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

프로토타입의 참조를 취득하고 싶은 경우에는 `Object.getPrototypeOf` 메서드를 사용한다.
프로토타입을 교체하고 싶은 경우에는 `Object.setPrototypeOf` 메서드를 사용한다.

const obj = {};
const parent = { x : 1 };

Object.getPrototypeOf(obj);
Object.setPrototypeOf(obj, parent);

함수 객체의 prototype 프로퍼티

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

// 함수 객체는  prototype 프로퍼티를 소유한다
( function() {}).hasOwnProperty('prototype'); // true

// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다
({}).hasOwnProperty('prototype'); // false

`prototype` 프로퍼티는 생성자 함수가 생성할 객체의 프로토타입을 가리킨다.
생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수, 즉 non-constructor인 화살표 함수와 ES6 메서드 축양 표현으로 정의한 메서드는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않으며 프로토타입도 생성하지 않는다.

모든 객체가 가지고 있는 `proto` 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 `prototype`프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.

하시만 이들 프로퍼티를 사용하는 주체가 다르다.

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 객체의 프로토타입을 할당하기 위해 사용

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

const me = new Person('Lee');

//결국 Person.prototype과 me.는 동일한 프로토타입을 가리킨다
console.log(Person.prototype === me.__proto__); // true

프로토타입의 constructor 프로퍼티와 생성자 함수

모든 프로토타입은 `constructor` 프로퍼티를 갖는다
`constructor` 프로퍼티는 `prototype` 프로퍼티로 자신을 참조하고 있는 생성자 함수를 가리킨다.
이 연결은 생성자 함수가 생성될 때, 즉 함수 객체가 생성될 때 이뤄진다.

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

const me = new Person('Lee');

//결국 Person.prototype과 me.는 동일한 프로토타입을 가리킨다
console.log(Person.prototype === me.__proto__); // true

리터럴 표기법에 의해 생성된 객체의 생성자 함수와 프로토타입

생성자 함수에 의해 생성된 인스턴스는 프로토타입의 `constructor` 프로퍼티에 의해 생성자 함수와 연결된다.
`constructor` 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수다.

리터럴 표기법에 의한 객체 생성 방식과 같이 명시적으로 `new` 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하지 않는 객체 생성방식

const obj = {};
console.log(obj.constructor === Object); // true

`Object` 생성자 함수에 인수를 전달하지 않거나 `undefined` 또는 `null`을 인수로 전달하면서 호출하면 내부적으로는 추상연산 `OrdinaryObjectCreate`를 호출하여 `Object.prototype`을 프로토타입으로 갖는 빈 객체를 생성한다.

💡 추상연산은 ECMAScript 사양에서 내부 동작 구현 알고리즘을 표현한 것

let obj = new Object();
console.log(obj); // {}

class Foo extends Object {}
new Foo();

obj = new Object(123);
console.log(obj); // Number {123}

obj = new Object('123);
console.log(obj); // String {"123"}

`Object` 생성자 함수 호출과 객체 리터럴의 평가는 추상 연산 `OrdinaryObjectCreate`를 호출하여 빈 객체를 생성하는 점에서 동일하나 세부 내용은 다르다.

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

// 함수 선언문
function foo() {}
console.log(foo.constructor === Function) // true

함수 선언문과 함수 표현식을 평가하여 함수 객체를 생성한 것은 `Function` 생성자 함수가 아니다.
`constructor` 프로퍼티를 통해 확인해 보면 `foo` 함수의 생성자 함수는 `Function` 생성자 함수다.
리터럴 표기법에 의해 생성된 객체도 가상적인 생성자 함수를 갖는다.
프로토타입과 생성자 함수는 단독으로 존재할 수 없고 언제나 쌍으로 존재한다.

프로토타입의 생성 시점

프로토타입은 생성자 함수가 생성되는 시점에 더불어 생성된다.

사용자 정의 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

함수 선언문, 함수 표현식으로 정의한 함수 객체는 `new` 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 있다.
생성자 함수로서 호출할 수 있는 함수 constructor는 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점에 프로토타입도 더불어 생성된다.
생성자 함수로서 호출할 수 없는 함수 non-constructor는 프로토타입이 생성되지 않는다.

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

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

// 화살표 함수는 none-constructor
const Person2 = name => {
	this.name = name;
}

console.log(Person2.prototype); // undefined

-> 함수 선언문으로 정의된 `Person` 생성자 함수는 어떤 코드보다 먼저 평가되어 함수 객체가 된다. 이때, 프로토타입도 더불어 생성된다.

-> 생성된 프로토타입은 `Person` 생성자 함수의 `prototype` 프로퍼티에 바인딩 된다.

-> 생성된 프로토타입은 오직 `constructor` 프로퍼티만을 갖는 객체다.

-> 프로토타입도 객체고 모든 객체는 프로토타입을 가지므로 프로토타입도 자신의 프로토타입을 갖는다.

-> 생성된 프로토타입의 프로토타입은 `Object.prototype`이다.

-> 빌트인 생성자 함수가 아닌 사용자 정의 생성자 함수는 자신이 평가되어 함수 객체로 생성되는 시점에 프로토타입도 더불어 생성되며, 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 `Object.prototype`이다.

빌트인 생성자 함수와 프로토타입 생성 시점

빌트인 생성자 함수도 빌트인 생성자 함수가 생성되는 시점에 프로토타입이 생성된다.
모든 빌트인 생성자 함수는 전역 객체가 생성되는 시점에 생성된다.

-> 객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로토타입은 이미 객체화 되어 존재한다.

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

객체 생성 방식과 프로토타입의 결정

모든 객체는 방식마다 세부적인 객체 생성 방식의 차이는 있으나 추상 연상 `OrdinaryObjectCreate`에 의해 생성된다는 공통점이 있다.
추상연산 `OrdinaryObjectCreate`는 필수적으로 자신이 생성할 객체의 프로토타입을 인수로 전달 받는다.
`OrdinaryObjectCreate`는 빈 객체를 생성한 후, 객체에 추가할 프로퍼티 목록이 인수로 전달된 경우 프로퍼티를 객체에 추가한다.
인수로 전달 받은 프로토타입을 자신이 생성한 객체의 [[Prototype]] 내부 슬롯에 할당한 다음, 생성할 객체를 반환한다.

💡 프로토타입은 추상연산 `OrdinaryObjectCreate`에 의해 전달되는 인수에 의해 결정된다

객체 리터럴에 의해 생성된 객체의 프로토타입

자바스크립트 엔진은 객체 리터럴을 평가하여 객체를 생성할 때 추상 연산 `OrdinaryObjectCreate`를 호출한다.
추상연산 `OrdinaryObjectCreate`에 의해 전달되는 프로토타입은 `Object.prototype`dlek.
객체 리터럴에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 `Object.prototype`이다.

const obj = { x: 1 };

-> 객체 리터럴에 의해 생성된 `obj` 객체는 `Object.prototype`을 프로토타입으로 갖게 되며 `Object.prototype`을 상속 받는다.

Object 생성자 함수에 의해 생성된 객체의 프로토타입

`Object` 생성자 함수를 호출하면 객체 리터럴과 마찬가지로 추상연산 `OrdinaryObjectCreate`가 호출된다.
추상연산 `OrdinaryObjectCreate`에 전달되는 프로토타입은 `Object.prototype`이다.
`Object` 생성자 함수에 의해 생성되는 객체의 프로토타입은 `Object.prototype`이다.

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

-> `Object` 생성자 함수에 의해 생성된 `obj` 객체는 `Object.prototype`을 프로토타입으로 갖게 되며, `Object.prototype`을 상속받는다.

to be continue

참고

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-> 객체지향 프로그래밍은 객체의 상태를 나타내는 데이터와 상태 데이터를 조작할 수 있는 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶어 생각한다.

-> 객체는 상태 데이터와 동작을 하나의 논리적인 단위로 묶은 복합적인 자료구조다.

-> `Circle` 생성자 함수가 생성하는 모든 객체는 `radius` 프로퍼티와 `getArea` 메서드 갖는다 -> `getArea` 메서드는 모든 인스턴스가 동일한 내용의 메서드를 사용하므로 단 하나만 생성하여 공유하는 것이 바람직하다.

`__proto__` 접근자 프로퍼티

`__proto__` 접근자 프로퍼티는 상속을 통해 사용된다.

`__proto__` 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입에 접근하는 이유

`__proto__` 접근자 프로퍼티를 코드 내에서 직접 사용하는 것은 권장하지 않는다.

모든 객체가 가지고 있는 `__proto__` 접근자 프로퍼티와 함수 객체만이 가지고 있는 `prototype`프로퍼티는 결국 동일한 프로토타입을 가리킨다.

리터럴 표기법에 의한 객체 생성 방식과 같이 명시적으로 `new` 연산자와 함께 생성자 함수를 호출하여 인스턴스를 생성하지 않는 객체 생성방식

`Object` 생성자 함수 호출과 객체 리터럴의 평가는 추상 연산 `OrdinaryObjectCreate`를 호출하여 빈 객체를 생성하는 점에서 동일하나 세부 내용은 다르다.

-> 함수 선언문으로 정의된 `Person` 생성자 함수는 어떤 코드보다 먼저 평가되어 함수 객체가 된다. 이때, 프로토타입도 더불어 생성된다.

-> 생성된 프로토타입은 `Person` 생성자 함수의 `prototype` 프로퍼티에 바인딩 된다.

-> 생성된 프로토타입은 오직 `constructor` 프로퍼티만을 갖는 객체다.

-> 프로토타입도 객체고 모든 객체는 프로토타입을 가지므로 프로토타입도 자신의 프로토타입을 갖는다.

-> 생성된 프로토타입의 프로토타입은 `Object.prototype`이다.

-> 빌트인 생성자 함수가 아닌 사용자 정의 생성자 함수는 자신이 평가되어 함수 객체로 생성되는 시점에 프로토타입도 더불어 생성되며, 생성된 프로토타입의 프로토타입은 언제나 `Object.prototype`이다.

-> 객체가 생성되기 이전에 생성자 함수와 프로토타입은 이미 객체화 되어 존재한다.

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

-> 객체 리터럴에 의해 생성된 `obj` 객체는 `Object.prototype`을 프로토타입으로 갖게 되며 `Object.prototype`을 상속 받는다.

-> `Object` 생성자 함수에 의해 생성된 `obj` 객체는 `Object.prototype`을 프로토타입으로 갖게 되며, `Object.prototype`을 상속받는다.

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