[자바스크립트] 프로토타입(2)

본 내용은 이웅모 님의 모던 "자바스크립트 DeepDive" 책을 보고 정리한 내용입니다. 저작권 보호를 위해 책의 내용은 요약되었습니다.

 

프로토타입 체인

객체의 프로퍼티에 접근하려고 할 때 해당 객체에 접근하려는 프로퍼티가 없다면 [[Prototype]] 내부 슬롯의 참조를 따라 자신의 부모 역할을 하는 프로토타입의 프로퍼티를 순차적으로 검색하는 것을 프로토타입 체인이라고 한다.
 
프로토타입 체인의 최상위에 위치하는 객체는 언제나 Object.prototype이다.
 
스코프 체인은 식별자 검색을 위한 매커니즘인 반면에 프로토타입 체인은 상속과 프로퍼티 검색을 위한 메커니즘이다. 
 
스코프 체인과 프로토타입 체인은 연관없이 별도로 동작하는 것이 아니라 서로 협력하여 식별자와 프로퍼티를 검색하는데 사용된다.
 
 

프로토타입의 오버라이딩이란?

프로토타입의 오버라이딩은 상위 프로토타입에 정의된 메서드를 하위 프로토타입에서 재정의하여 사용하는 것을 의미합니다. 이렇게 하면 상위 프로토타입에서 상속한 메서드를 변경하거나 확장할 수 있습니다.
 
예시)
① Person 생성자 함수를 기반으로 person 객체를 생성하고 sayHello 메서드를 호출한다
② person 객체에 직접 sayHello 메서드를 추가하여 프로토타입 체인 상에서 해당 메서드를 오버라이딩한다.
③ person.sayHello()를 호출하면 오버라이딩된 메서드인 "Hi there, John!"이 출력된다.

function Member(name) {
  this.name = name;
}

Member.prototype.sayHello = function() {
  console.log('Hello, ' + this.name + '!');
};

var member = new Member('Moon');
member.sayHello(); // 출력: "Hello, Moon!"

member.sayHello = function() {
  console.log('Hi there, ' + this.name + '!');
};

member.sayHello(); // 출력: "Hi there, Moon!"

 

 

프로퍼티 섀도잉이란?

프로퍼티 섀도잉은 현재 객체와 프로토타입 체인의 상위 객체에 동일한 이름의 프로퍼티가 존재할 때, 현재 객체의 프로퍼티가 우선적으로 접근되는 것을 의미한다. 프로퍼티 섀도잉은 다음과 같은 상황에서 발생한다

1. 인스턴스 프로퍼티와 프로토타입 프로퍼티 간의 섀도잉

인스턴스 객체의 프로퍼티가 프로토타입 객체의 프로퍼티를 가리는 경우이다. 이때 인스턴스 객체의 프로퍼티가 우선적으로 접근되며, 프로토타입 객체의 프로퍼티는 가려진다. 
 
- 프로토타입 프로퍼티(Prototype Property)
프로토타입 프로퍼티는 객체의 프로토타입(prototype)에 속한 프로퍼티로, 해당 객체를 생성한 생성자 함수의 프로토타입 객체에 정의된 프로퍼티를 가리킨다.
 
- 인스턴스 프로퍼티(Instance Property)
인스턴스 프로퍼티는 객체의 인스턴스에 직접 속한 프로퍼티로, 해당 객체에만 존재하며 다른 인스턴스들과 공유되지 않는다. 객체를 생성할 때마다 독립적으로 생성되는 프로퍼티로, 인스턴스마다 값이 다를 수 있다.
 
예시)

function Animal() {
  this.name = "Animal";
}

Animal.prototype.name = "Prototype Animal";

var animal = new Animal();
console.log(animal.name); // "Animal"

delete animal.name; // 인스턴스 프로퍼티 삭제

console.log(animal.name); // "Prototype Animal" (프로토타입 프로퍼티가 섀도잉됨)

 

2. 중간 프로토타입 객체 간의 섀도잉

프로토타입 체인 상에서 여러 수준의 프로토타입 객체에 동일한 이름의 프로퍼티가 존재하는 경우로 이때 가장 가까운 프로토타입 객체의 프로퍼티가 우선적으로 접근되며, 상위 프로토타입 객체의 프로퍼티는 가려진다.
 
예시)

function Vehicle() {}
Vehicle.prototype.type = "Vehicle";

function Car() {}
Car.prototype = Object.create(Vehicle.prototype);
Car.prototype.type = "Car";

function Sedan() {}
Sedan.prototype = Object.create(Car.prototype);
Sedan.prototype.type = "Sedan";

var sedan = new Sedan();
console.log(sedan.type); // "Sedan" (Sedan의 프로퍼티)

delete sedan.type; // Sedan의 프로퍼티 삭제

console.log(sedan.type); // "Car" (Car의 프로퍼티)

delete sedan.type; // Car의 프로퍼티 삭제

console.log(sedan.type); // "Vehicle" (Vehicle의 프로퍼티)

 
- 추가적으로 하위 객체를 통해 프로토타입의 프로퍼티를 변경하는 것은 불가능하다. (get 엑세스 O / set 엑세스 X)
 
 

프로토타입의 교체

프로토타입은 임의로 다른 객체로 변경할 수 있는데 이러한 특징을 활용하여 객체간의 상속 관계를 동적으로 변경할 수 있다.

1. 생성자 함수에 의한 프로토타입 교체

이 방법은 객체를 생성하는 생성자 함수의 prototype 프로퍼티를 직접 교체하는 것을 의미한다. 이렇게 교체된 프로토타입은 생성자 함수를 통해 생성된 모든 인스턴스에 적용된다.
 
예시)

const Animal = (function(){
    function Animal(sound){
        this.sound = sound;
    }
    // Animal.prototype을 다른 프로토타입으로 교체
    Animal.prototype = {
        cat(){
            console.log(`${this.sound}!`);
        }
    };
    return Animal;
}());

const cat = new Animal('Meow');

이렇게 constructor 프로퍼티와 생성자 함수간의 연결이 파괴된다.
console.log(cat.constructor === Animal); // false
console.log(cat.constructor === Object); // true

 
 

2. 인스턴스에 의한 프로토타입 교체

이 방법은 특정 인스턴스의 [[Prototype]]을 직접 교체하여 프로토타입을 변경하는 것을 의미한다. 이렇게 교체된 프로토타입은 해당 인스턴스에만 영향을 미친다.
 
예시)

function Animal(sound) {
    this.sound = sound;
}

const cat = new Animal('Meow');
// 프로토타입으로 교체할 객체
const proto = {
    makeSound(){
        console.log(`${this.sound}!`);
    }
};

 // cat을 다른 프로토타입으로 교체
Object.setPrototypeOf(cat, proto);
cat.makeSound(); // Meow!

// constructor 프로퍼티와 생성자 함수간의 연결이 파괴된다.
console.log(cat.constructor === Animal); // false 
console.log(cat.constructor === Object); // true

 
- 이렇게 프로토타입을 교체하면 constructor 프로퍼티와 생성자 함수간의 연결이 파괴된다. 파괴된 생성자 함수와 프로토타입 간의 연결을 되살리려면 객체 리터럴에 constructor 프로퍼티를 추가하여 재설정하면 된다.
 
 

instanceof 연산자

객체 instanceof 생성자함수

 
- 우변의 생성자 함수의 prototype에 바인딩된 객체가 좌변의 객체의 프로토타입 체인 상에 존재하면 true를 반환하고, 그렇지 않은 경우에는 false를 반환한다.
 
- instanceof 연산자는 프로토타입의 constructor 프로퍼티가 가리키는 생성자 함수를 찾는 것이 아니라 생성자 함수의 protoype에 바인깅된 객체가 프로토타입 체인 상에 존재하는지 확인한다.
 
- instanceof 연산자는 주로 상속과 객체 타입 확인에 사용된다. 상속 관계에 있는 클래스들 간에 instanceof를 사용하여 인스턴스의 유형을 확인하거나 다양한 객체의 타입을 확인할 수 있다.
 
예시)

function Member(name){
  this.name = name;
}

const moon = new Member('Moon');
console.log(moon instanceof Member); // 출력: true

const obj = {};
console.log(obj instanceof Member); // 출력: false

 
 

직접 상속

1. Object.create에 의한 직접상속

Object.create 메서드는 주어진 객체를 프로토타입으로 하는 새로운 객체를 생성하는데 이렇게 생성된 객체는 주어진 객체의 프로퍼티와 메서드를 상속받는다. Object.create 메서드의 첫번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로토타입으로 지정할 객체를 전달하고, 두번째 매개변수에는 생성할 객체의 프로퍼티 키와 프로퍼티 디스크립터 객체로 이뤄진 객체를 전달한다. 두번째 매개변수는 일반적으로 null이나 객체 리터럴을 사용하여 생략될 수 있`다.
 
예시)

// 부모 객체
const parent = {
  greeting: function() {
    console.log('안녕하세요!');
  }
};

// 자식 객체를 생성하고 부모 객체를 프로토타입으로 설정
const child = Object.create(parent);

// 상속받은 메서드 사용
child.greeting(); // 출력: "안녕하세요!"

 

2. __proto__에 의한 직접 상속

__proto__는 객체의 프로토타입에 직접 접근할 수 있는 프로퍼티로 이를 이용하여 직접 상속을 구현할 수 있다.
 
예시)

// 부모 객체
const parent = {
  greeting: function() {
    console.log('안녕하세요!');
  }
};

// 자식 객체를 생성하고 부모 객체를 직접 상속
const child = {
  __proto__: parent;
};

// 상속받은 메서드 사용
child.greeting(); // 출력: "안녕하세요!"

 

 

정적/프로토타입 프로퍼티와 메서드

정적 프로퍼티와 메서드는 직접 생성자 함수나 클래스에 속하는 프로퍼티와 메서드로 인스턴스를 생성하지 않아도 참조/호출할 수 있는 프로퍼티나 메서드를 말한다.

 

정적 프로퍼티/메서드는 생성자 함수가 생성한 인스턴스로 참조/호출할 수 없다.

 

예시)

function Member(name) {
  this.name = name;
}

Member.staticProp = "prop"; // 정적 프로퍼티

Member.staticMethod = function () { // 정적 메서드
  console.log("method");
};

const me = new Member('Moon');

Member.staticMethod(); // method

me.staticMethod(); // Uncaught TypeError: me.staticMethod is not a function

 

정적 메서드는 인스턴스로 호출할 수 없지만 프로토타입 메서드는 프로토타입 그 객체의 프로토타입 체인 안에 존재하면 호출할 수 있다.

 

예시)

// Object.create는 정적 메서드
const obj = Object.create({name : 'sjmoon' });

// hasOwnProperty는 프로토타입 메서드
console.log(obj.hasOwnProperty('name')); // false

 

인스턴스/프로토타입 메서드 내에서 this를 사용하지 않는다면 그 메서드는정적메서드로 변경할 수 있다.

 

예시)

function Member() {}

// 프로토타입 메서드
Member.prototype.x = function() {
  console.log('x');
};

const member = new Member();

member.x(); // x

Member.x = function() {
  console.log('x')
};

member.x(); // x

 

 

in / for ... in 연산자

in 연산자는 특정 프로퍼티의 존재여부를 확인하고 for ... in 연산자는 객체의 모든 프로퍼티를 순회하며 열거하는데 이 때 객체의 프로토타입 체인상에 존재하는 모든 프로퍼타입의 프로퍼티 중에 프로퍼티 어트리뷰트[[Enumerable]] 값이 true인 프로퍼티를 순회한다.

 

배열에는 for ... in문 보다는 for ... of문이나 Array.prorotype.forEach 메서드 사용하기를 권장한다.

 

예시)

const Member = { name: "sjmoon", adress: "Seoul", age: 28 };

for (let key in Member) {
  console.log(key + ': ' + Member[key]);
}

 

1. Object.keys()

Object.keys() 메서드는 주어진 객체의 열거 가능한 속성 이름들을 배열로 반환한다. 이 배열은 객체의 속성 이름들을 순서대로 나열한다.

 

예시)

const obj = { a: 1, b: 2, c: 3 };
const keys = Object.keys(obj);
console.log(keys); // ["a", "b", "c"]

2. Object.values()

Object.values() 메서드는 주어진 객체의 열거 가능한 속성 값들을 배열로 반환한다. 이 배열은 객체의 속성 값들을 순서대로 나열한다.

 

예시)

const obj = { a: 1, b: 2, c: 3 };
const values = Object.values(obj);
console.log(values); // [1, 2, 3]

3. Object.entries()

Object.entries() 메서드는 주어진 객체의 열거 가능한 속성들을 [key, value] 형태의 배열로 반환한다. 이 배열은 객체의 속성들을 순서대로 나열하며, 각각의 배열 요소는 [key, value] 형태이다.

 

예시)

const obj = { a: 1, b: 2, c: 3 };
const entries = Object.entries(obj);
console.log(entries); // [["a", 1], ["b", 2], ["c", 3]]