[js] Inheritance prototype chain

 

상속과 프로토타입 - JavaScript | MDN

ES2015부터 class 키워드를 지원하기 시작했으나, 문법적인 양념일 뿐이며 자바스크립트는 여전히 프로토타입 기반의 언어다.

 

상속 관점에서 자바스크립트의 유일한 생성자는 객체뿐이다. 각각의 객체는 [[Prototype]]이라는 은닉(private) 속성을 가지는데 자신의 프로토타입이 되는 다른 객체를 가리킨다. 그 객체의 프로토타입 또한 프로토타입을 가지고 있고 이것이 반복되다, 결국 null을 프로토타입으로 가지는 오브젝트에서 끝난다. null은 더 이상의 프로토타입이 없다고 정의되며, 프로토타입 체인의 종점 역할을 한다.

 

 

프로토타입 체인을 이용한 상속

속성 상속

자바스크립트 객체는 속성을 저장하는 동적인 "가방"과 (자기만의 속성이라고 부른다) 프로토타입 객체에 대한 링크를 가진다. 객체의 어떤 속성에 접근하려할 때 그 객체 자체 속성 뿐만 아니라 객체의 프로토타입, 그 프로토타입의 프로토타입 등 프로토타입 체인의 종단에 이를 때까지 그 속성을 탐색한다.

 

 

아래 코드에는 어떤 속성에 접근 하려할 때 일어나는 상황이다.

 

// o라는 객체가 있고, 속성 'a' 와 'b'를 갖고 있다고 하자.
let f = function () {
    this.a = 1;
    this.b = 2;
}
let o = new f(); // {a: 1, b: 2}

// f 함수의 prototype 속성 값들을 추가 하자.
f.prototype.b = 3;
f.prototype.c = 4;

// f.prototype = {b: 3, c: 4}; 라고 하지 마라, 해당 코드는 prototype chain 을 망가뜨린다.
// o.[[Prototype]]은 속성 'b'와 'c'를 가지고 있다.
// o.[[Prototype]].[[Prototype]] 은 Object.prototype 이다.
// 마지막으로 o.[[Prototype]].[[Prototype]].[[Prototype]]은 null이다.
// null은 프로토타입의 종단을 말하며 정의에 의해서 추가 [[Prototype]]은 없다.
// {a: 1, b: 2} ---> {b: 3, c: 4} ---> Object.prototype ---> null

console.log(o.a); // 1
// o는 'a'라는 속성을 가지는가? 그렇다. 속성의 값은 1이다.

console.log(o.b); // 2
// o는 'b'라는 속성을 가지는가? 그렇다. 속성의 값은 2이다.
// 프로토타입 역시 'b'라는 속성을 가지지만 이 값은 쓰이지 않는다. 이것을 "속성의 가려짐(property shadowing)" 이라고 부른다.

console.log(o.c); // 4
// o는 'c'라는 속성을 가지는가? 아니다. 프로토타입을 확인해보자.
// o.[[Prototype]]은 'c'라는 속성을 가지는가? 가지고 값은 4이다.

console.log(o.d); // undefined
// o는 'd'라는 속성을 가지는가? 아니다. 프로토타입을 확인해보자.
// o.[[Prototype]]은 'd'라는 속성을 가지는가? 아니다. 다시 프로토타입을 확인해보자.
// o.[[Prototype]].[[Prototype]]은 null이다. 찾는 것을 그만두자.
// 속성이 발견되지 않았기 때문에 undefined를 반환한다.

 

메소드 상속

자바스크립트에 "메소드"라는건 없다. 하지만 자바스크립트는 객체의 속성으로 함수를 지정할 수 있고 속성 값을 사용하듯 쓸 수 있다. 속성 값으로 지정한 함수의 상속 역시 위에서 본 속성의 상속과 동일하다. (단 위에서 언급한 "속성의 가려짐" 대신 "메소드 오버라이딩, method overriding" 라는 용어를 사용한다)

사실상 자바스크립트의 상속은 셰도잉이라고 할 수 있음(한겹 더 가림의 느낌으로)

 

var o = {
  a: 2,
  m: function(b){
    return this.a + 1;
  }
};

console.log(o.m()); // 3
// o.m을 호출하면 'this' 는 o를 가리킨다.

var p = Object.create(o);
// p 는 프로토타입을 o로 가지는 오브젝트이다.

p.a = 12; // p 에 'a'라는 새로운 속성을 만들었다.
console.log(p.m()); // 13
// p.m이 호출 될 때 'this' 는 'p'를 가리킨다.
// 따라서 o의 함수 m을 상속 받으며,
// 'this.a'는 p.a를 나타내며 p의 개인 속성 'a'가 된다.

 

 

Object.create 이용

ECMAScript 5는 새로운 방법을 도입했다. Object.create라는 메소드를 호출하여 새로운 객체를 만들 수 있다. 생성된 객체의 프로토타입은 이 메소드의 첫 번째 인수로 지정된다.

 

var a = {a: 1};
// a ---> Object.prototype ---> null

var b = Object.create(a);
// b ---> a ---> Object.prototype ---> null
console.log(b.a); // 1 (상속됨)

var c = Object.create(b);
// c ---> b ---> a ---> Object.prototype ---> null

var d = Object.create(null);
// d ---> null
console.log(d.hasOwnProperty); // undefined이다. 왜냐하면 d는 Object.prototype을 상속받지 않기 때문이다.

class 키워드 이용

ECMAScript2015에는 몇 가지 키워드가 도입되어 class를 구현하였다. 이런 생성 방식은 클래서 기반 언어의 개발자들에게 친숙하게 다가오나 동작 방식이 같지는 않다. 자바스크립트는 여전히 프로토타입 기반으로 남아있다. 새로 도입된 키워드는 class, constructor, static, extends, 그리고 super가 있다.

'use strict';

class Polygon {
  constructor(height, width) {
    this.height = height;
    this.width = width;
  }
}

class Square extends Polygon {
  constructor(sideLength) {
    super(sideLength, sideLength);
  }
  get area() {
    return this.height * this.width;
  }
  set sideLength(newLength) {
    this.height = newLength;
    this.width = newLength;
  }
}

var square = new Square(2);

 

 

 

function Graph() {
  this.vertexes = [];
  this.edges = [];
}

Graph.prototype = {
  addVertex: function(v){
    this.vertexes.push(v);
  }
};

var g = new Graph();
// g 'vertexes' 와 'edges'를 속성으로 가지는 객체이다.
// 생성시 g.[[Prototype]]은 Graph.prototype의 값과 같은 값을 가진다.

 

성능

프로토타입 체인에 걸친 속성 검색으로 성능에 나쁜 영향을 줄 수 있으며, 때때로 치명적일 수 있다. 또한 존재하지도 않는 속성에 접근하려는 시도는 항상 모든 프로토타입 체인인 전체를 탐색해서 확인하게 만든다.

객체의 속성에 걸쳐 루프를 수행 하는 경우 프로토타입 체인 전체의 모든 열거자 속성에 대하여 적용된다. 객체 개인 속성인지 프로토타입 체인상 어딘가에 있는지 확인하기 위해서는 Object.prototype에서 모든 오브젝트로 상속된 hasOwnProperty 메소드를 이용할 필요가 있다. 다음 코드를 통하여 구체적인 예를 확인하여 보자.

 

 

console.log(g.hasOwnProperty('vertices'));
// true

console.log(g.hasOwnProperty('nope'));
// false

console.log(g.hasOwnProperty('addVertex'));
// false

console.log(g.__proto__.hasOwnProperty('addVertex'));
// true

중요한 점은:

• .prototype에 타입이 정의되어 있다.
• Object.create()을 이용하여 상속한다.

function Animal(name, address) {
	this.name = name;
	this.address = address;
}

Animal.prototype.printName = function () {
	console.log(`${this.name} ${this.address}`);
}

function Dog(name, address, owner) {
	//아래줄은 클래스에서 super을 호출하는 것과 동일하다
	//super(name, address);
	Animal.call(this, name, address);
	this.owner = owner;
}

//Dog가 Animal을 상속하기 위해 
//Object.create(Animal.prototype) 인자로 전달한 프로토타입을 이용해서
//새로운 오브젝트를 만들어서 연결해줌
//원래 상태: Dog.prototype = Object.create(Object.prototype);
Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);

Dog.prototype.play = () => {
	console.log('play with me!')
}

const dog1 = new Dog('멍멍이', '동대문구', '김하늘');

dog1.play();

dog1.printName();

 

연결형 상속(Concatenative inheritance)

연결형 상속은 한 객체의 속성을 다른 객체에 모두 복사함으로써 상속을 구현하는 방법이다.

이 상속법은 Javascript 객체의 동적 확장성을 이용한 방법이다. 객체 복사는 속성의 초기값을 저장하기 위한 좋은 방법이다: 이 방식은 Object.assign()을 통해 구현하는 것이 보통이며 ES6 이전에 Lodash, Underscore, jQuery등의 라이브러리들이 .extend() 와 비슷한 메소드로 제공한 방법이다.

 

const proto = {
  hello: function hello() {
    return `Hello, my name is ${ this.name }`;
  }
};

const george = Object.assign({}, proto, {name: 'George'});
const msg = george.hello();
console.log(msg); // Hello, my name is George