[딥 다이브 스터디] 24.01.08 - function
딥 다이브 스터디 함수에 관련 된 내용입니다. function
Jan 08, 2024
함수란 어떤 작업을 수행하기 위해 필요한 문(statement)들의 집합을 정의한 코드 블록이다.
함수는 이름과 매개변수를 갖으며 필요한 때에 호출하여 코드 블록에 담긴
문
들을 일괄적으로 실행할 수 있다.// 함수의 정의(함수 선언문) function square(num) { return num * num; }
함수는 호출에 의해 실행되는데 한번만 호출할 수 있는 것이 아니라 여러번 호출 가능하다.
// 함수의 정의(함수 선언문) function square(num) { return num * num; } // 함수 호출 square(2);
이렇게 여러번 사용할 수 있게 되면 확실히 코드 재사용이라는 측면에서 굉장히 유리하다.
함수의 일반적 기능은 어떤 작업을 수행하는 문(
statement
)들의 집합을 정의하여 코드의 재사용에 목적이 있다.이외에 객체 생성, 객체의 행위 정의(메소드), 정보 은닉, 클로저, 모듈화 등의 기능을 수행할 수 있다.
자바스크립트의 함수는 객체 (
일급 객체
, First-class object
)이다. 다른 객체와 구분될 수 있는 특징은 호출할 수 있다는 것이다.함수도 객체이므로 다른 값들처럼 사용할 수 있다. 즉, 변수나 객체, 배열 등에 저장할 수 있고 다른 함수에 전달되는 인수로도 사용할 수 있으며 함수의 반환 값이 될 수도 있다.
함수 정의
함수를 정의하는 방식은 3가지가 있다고한다.
- 함수 선언문
- 함수 표현식
- Function 생성자 함수
하나씩 아래에서 살펴보자
함수 선언문
함수 선언문(
Function declaration
) 방식으로 정의한 함수는 function 키워드와 이하의 내용으로 구성된다. // 함수 선언문 /* 함수명 : square 함수 선언문의 경우, 함수명은 생략할 수 없다. 함수명은 함수 몸체에서 자신을 재귀적 호출하거나 자바스크립트 디버거가 해당 함수를 구분할 수 있는 식별자이다. */ function square(num) /* 매개변수 목록: 0개 이상 목록으로 괄호로 감싸 콤마로 분리 */{ // 함수 몸체: 함수가 호출되었을 때 실행되는 문들의 집합 return num * num; }
함수 표현식
자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 아래와 같은 특징이 있다.
- 무명의 리터럴로 표현 가능
- 변수나 자료 구조 (
객체
,배열
…)에 저장할 수 있다.
- 함수나 파라미터로 전달할 수 있다.
- 반환값(
return value
)으로 사용할 수 있다.
함수의 일급 객체 특성을 이용하여 함수 리터럴 방식으로 함수를 정의하고 변수에 할당할 수 있는데 이러한 방식을 함수 표현식(
Function expression
)이라 한다.let square = function(num) { return num * num; };
함수 표현식 방식으로 정의한 함수는 함수명을 생략할 수 있다.
이러한 함수를
익명 함수(anonymous function)
이라 한다. 함수 표현식에서는 함수명을 생략하는 것이 일반적이다.// 이름이 있는 기명 함수 표현식 let foo = function multiply(a, b) { return a * b; } // 이름이 없는 익명 함수 표현식 let bar = function(a, b) { return a * b; } log(foo(2, 3)) // 6 log(bar(4, 5)) // 20
함수는 일급객체라고 했다. 그렇기에 변수에 할당할 수 있다. 그래서 사용하려면 위같이 사용해야한다. 이 경우 foo와 bar는 동일한 익명 함수의 참조값을 갖게 된다.
함수가 할당된 변수를 사용해 함수를 호출하지 않고 기명 함수의 함수명을 사용해 호출하게 되면 에러가 발생한다. 이는 함수 표현식에서 사용한 함수명은 외부 코드에서 접근 불가능하기 때문이다.
함수 표현식과 함수 선언문에서 사용한 함수명은 함수 몸체에서 자신을 재귀적 호출하거나 자바스크립트 디버거가 해당 함수를 구분할 수 있는 식별자의 역할을한다.
함수 선언문으로 정의한 함수 square의 경우, 함수명으로 호출할 수 있었는데 이는 자바스크립트 엔진에 의해 아래와 같은 함수 표현식으로 형태가 변경되었기 때문이다.
let square = function square(num) { return num * num; };
함수명과 함수 참조값을 가진 변수명이 일치하므로 함수명으로 호출되는 듯 보이지만 사실은 변수명으로 호출된 것이다.
결국 함수 선언문도 함수 표현식과 동일하게 함수 리터럴 방식으로 정의되는 것.
함수 리터럴 | function() {} |
Function 생성자 함수
함수 표현식으로 함수를 정의할 때 함수 리터럴 방식을 사용한다.
함수 선언문도 내부적으로 자바스크립트 엔진이 기명 함수 표현식으로 변환하므로 결국 함수 리터럴 방식을 사용한다.
따라서 함수 선언문과 함수 표현식은 모두 함수 리터럴 방식으로 함수를 정의하는데 이것은 결국 내장 함수
function 생성자 함수
를 생성하는 것을 단순화시킨 short-hand(축약법)
이다.new Function(arg1, arg2, ... argN, functionBody) let square = new Function('number', 'return num * num'); log(square(10)); // 100 // 하지만 난 지금까지 생성자 함수로 생성한 함수를 본적이 없다;;;
함수 호이스팅
위에서 함수의 정의 방식을 알아보았다, 정의 방식은 다르지만 결국 Function 생성자 함수를 통해 함수를 생성하는 것 까지 확인했다.
그런데 이 3가지 함수 정의 방식은 동작 방식에 약간의 차이가 있다.
let res = square(5); function square(num) { retun num * num; }
이걸 보면 이상함이 안느껴지는가? 함수가 선언되기도 전에 함수를 호출하고있는 모양세이다.
그렇다 이것을 함수 호이스팅이라고 한다.
자바스크립트는 ES6의 let, const를 포함하여 모든 선언(var, let, const, function, function*, class)을 호이스팅한다.
함수 선언문으로 정의된 함수는 자바스크립트 엔진이 스크립트가 로딩되는 시점에 바로 초기화하고 이를 VO(variable object)에 저장한다. 즉, 함수 선언, 초기화, 할당이 한번에 이루어진다. 그렇기 때문에 함수 선언의 위치와는 상관없이 소스 내 어느 곳에서든지 호출이 가능하다.
VO (Varaiable Object)
변수 객체는 실행 컨텍스트의 프로퍼티로, 실행에 필요한 정보를 담고 있다.
또한, 변수 객체는 코드가 실행될 때 엔진에 의해 참조되며 코드에서는 접근할 수 없다.
다음은 함수 표현식으로 함수를 정의한 경우이다.
let res = square(5); // TypeError: square is not a function let square = function(num) { return num * num; }
자 함수 선언문의 경우와 달리
TypeError: square is not a function
에러가 발생하였다.함수 표현식의 경우 함수 호이스팅이 아니라 변수 호이스팅이 발생한 케이스이다.
변수 호이스팅은 변수 생성 및 초기화와 할당이 분리되어 진행된다. 호이스팅 된 변수는
undefuned
로 초기화 되고 실제값의 할당은 할당문에서 이루어진다.함수 표현식은 함수 선언문과는 달리 스크립트 로딩 시점에 변수 객체 (
VO
)에 함수를 할당하지 않고 runtime
에 해석되고 실행되므로 이 두가지를 구분하는 것은 중요하다.JavaScript: The Good Parts의 저자이며 자바스크립트의 권위자인 더글러스 크락포드(Douglas Crockford)는 이와 같은 문제 때문에 함수 표현식만을 사용할 것을 권고하고 있다. 함수 호이스팅이 함수 호출 전 반드시 함수를 선언하여야 한다는 규칙을 무시하므로 코드의 구조를 엉성하게 만들 수 있다고 지적한다.
또한 함수 선언문으로 함수를 정의하면 사용하기에 쉽지만 대규모 애플리케이션을 개발하는 경우 인터프리터가 너무 많은 코드를 변수 객체(
VO
)에 저장하므로 애플리케이션의 응답속도는 현저히 떨어질 수 있으므로 주의해야 할 필요가 있다.First-class object (일급 객체)
일급 객체(
first-class object
)란 생성, 대입, 연산, 인자 또는 반환값으로서의 전달 등 프로그래밍 언어의 기본적 조작을 제한없이 사용할 수 있는 대상을 의미한다.다음 조건을 만족하면 일급 객체로 간주한다.
- 무명의 리터럴로 표현이 가능하다.
let increase = function(num) { return ++num; }; let decrease = function (num) { return --num; };
- 변수나 자료 구조에 저장할 수 있다.
let predicates = { increase, decrease };
- 함수의 매개변수에 전달할 수 있다.
let log = console.log; function makeCounter(predicate) { let num = 0; return function () { num = predicate(num); return num; } }
- 반환값으로 사용할 수 있다.
let increaser = makeCounter(predicates.increase); log(increaser()); // 1 log(increaser()); // 2 let decreaser = makeCounter(predicates.decrease); log(decreaser()); // -1 log(decreaser()); // -2
javascript의 함수는 위의 조건을 모두 만족하므로 javascript의 함수는 일급 객체이다.
따라서 Javascript의 함수는 흡사 변수와 같이 사용할 수 있으며 코드의 어디에서든지 정의할 수 있다.
함수와 다른 객체를 구분짓는 특징은 호출할 수 있다는 것이다.
매개변수 (Parameter
, 인자
)
함수의 작업 실행을 위해 추가적인 정보가 필요할 경우, 매개변수를 지정한다.
매개변수는 함수 내에서 변수와 동일하게 동작한다.
매개변수 (Parameter
, 인자
) vs 인수 (argument)
매개변수는 함수 내에서 변수와 동일하게 메모리 공간을 확보하며 함수에 전달한 인수는 매개변수에 할당된다. 만약 인수를 전달하지 않으면 매개변수는 undefined로 초기화된다.
let foo = function (p1, p2) { log(p1, p2); }; foo(1); // 1, undefined
Call-by-value
원시 타입 인수는 call-by-value(값에 의한 호출)로 동작한다. 이는 함수 호출 시 원시 타입 인수를 함수에 매개변수로 전달할 때 매개변수에 값을 복사하여 함수로 전달하는 방식이다.
function foo(primitive) { primitive += 1; return primitive; } let x = 0; log(foo(x)); // 1 log(x); // 0
Call-by-reference
객체형(참조형) 인수는 Call-by-reference(참조에 의한 호출)로 동작한다.
이는 함수 호출 시 참조 타입 인수를 함수에 매개변수로 전달할 때 매개변수에 값이 복사되지 않고 객체의 참조값이 매개변수에 저장되어 함수로 전달되는 방식이다.
function changeVal(primitive, obj) { primitive += 100; obj.name = 'Kim'; obj.gender = 'female'; } let num = 100; // 객체를 보낸다. let obj = { name: 'Lee', gender: 'male' }; log(num); // 100 log(obj); // Object {name: 'Lee', gender: 'male'} changeVal(num, obj); log(num); // 100 // 값이 변경됨을 확인할 수 있다. log(obj); // Object {name: 'Kim', gender: 'female'}
변경위 예제에서
changeVal()
함수는 원시 타입과 객체 타입 인수를 전달 받아 함수 몸체에서 매개변수의 값을 하였다. 이때 원시 타입 인수는 값을 복사하여 매개변수에 전달하기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경하여도 어떠한 부수 효과(
side-effect
)도 발생시키지 않는다.하지만 객체형 인수는 참조값을 매개변수에 전달하기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경할 경우 원본 객체가 변경되는 부수효과가 발생한다.
→ 깊은 복사, 얕은 복사 추후 나오지 않을까~?
이와 같이 부수 효과를 발생시키는 비순수 함수는 복잡성을 증가시킨다. 비순수 함수를 최대한 줄이는 것은 부수 효과를 최대한 억제하는 것과 같다. 이것은 디버깅을 쉽게 만든다.
순수함수: 어떤 외부 상태도 변경하지 않는 함수
비순수함수: 외부 상태도 변경시키는 부수 효과가 발생되는 함수
반환값
함수는 자신을 호출한 코드에게 수행한 결과를 반환할 수 있다.
이때 반환된 값을 반환값이라 한다.
return
키워드는 함수를 호출한 코드에게 값을 반환할 때 사용한다.
- 함수는 배열 등을 이용하여 한 번에 여러 개의 값을 리턴할 수 있다.
- 함수는 반환을 생략할 수 있다. 이때 함수는 암묵적으로
undefined
를 반환한다.
- 자바스크립트 해석기는
return
키워드를 만나면 함수의 실행을 중단한 후, 함수를 호출한 코드로 되돌아간다. 만일return
키워드 이후에 다른 구문이 존재하면 그 구문은 실행되지 않는다.
function calculateArea(width, height) { let area = width * height; return area; // 단일 값의 반환 } log(calculateArea(3, 5)); // 15 log(calculateArea(8, 5)); // 40 function getSize(width, height, depth) { let area = width * height; let volume = width * height * depth; return [area, volume]; // 복수 값의 반환 } log('area is ' + getSize(3, 2, 3)[0]); // area is 6 log('volume is ' + getSize(3, 2, 3)[1]); // volume is 18
함수 객체의 프로퍼티
함수는 객체이다. 따라서 함수도 프로퍼티를 가질 수 있다.
function square(num) { return num * num; } square.x = 10; square.y = 20; log(square.x, square.y);
함수는 일반 객체와는 다른 함수만의 프로퍼티를 갖게된다.
arguments 프로퍼티
arguments
객체는 함수 호출 시 전달된 인수들의 정보를 담고 있는 순회가능한 유사 배열 객체이며 함수 내부에서 지역변수처럼 사용된다.즉, 함수 외부에서는 사용할 수 없다
arguments
프로퍼티는 현재 일부 브라우저에서 지원하고 있지만 ES3
부터 표준에서 deprecated
되었다. Function.arguments
와 같은 사용방법은 권장되지 않으며 함수 내부에서 지역변수 처럼 사용할 수 있는 arguments
객체를 참조하도록 한다.자바스크립트는 함수 호출 시 함수 정의에 따라 인수를 전달하지 않아도 에러가 발생하지 않는다.
function multiply(x, y) { log(arguments); return x * y; } multiply(); // {} multiply(1); // { '0': 1 } multiply(1, 2); // { '0': 1, '1': 2 } multiply(1, 2, 3); // { '0': 1, '1': 2, '2': 3 }
자 첫번째 함수를 던진것을 보면 에러가 나지 않는 것을 확인할 수 있다.
매개변수는 인수로 초기화된다.
- 매개변수의 갯수보다 인수를 적게 전달했을 때 인수가 전달되지 않은 매개변수는 undefined로 초기화 된다.
- 매개변수의 갯수보다 인수를 더 많이 전달한 경우, 초과된 인수는 무시된다.
이러한 자바스크립트의 특성때문에 런타임 시에 호출된 함수의 인자 갯수를 확인하고 이에 따라 동작을 달리 정의할 필요가 있을 수 있다.
이 때 유용하게 사용되는 것이 arguments 객체이다.
arguments 객체는 매개변수 갯수가 확정되지 않은 가변 인자 함수를 구현할 때 유용하게 사용된다.
가변 인자 함수는 매개변수의 최대 갯수가 지정되지 않은 함수를 의미한다.
sum(10, 20, 30, ...);
function sum() { var res = 0; for(let i = 0; i < arguments.length; i++) { res += arguments[i]; } return res } log(sum()); // 0 log(sum(1, 2)); // 3 log(sum(1, 2, 3)); // 6
자바스크립트는 함수를 호출할 때 인수들과 함께 암묵적으로
arguments
객체가 함수 내부로 전달된다. arguments
객체는 배열의 형태로 인자값 정보를 담고 있지만 실제 배열이 아닌 유사배열객체이다.유사배열객체
유사배열객체란
length
프로퍼티를 가진 객체를 말한다.유사배열객체는 배열이 아니므로 배열 메소드를 사용하는 경우 에러가 발생하게 된다. 따라서 배열 메소드를 사용하려면
function Product(name, price) { this.name = name; this.price = price; log(this); } function Food(name, price) { Product.call(this, name, price); this.category = 'food'; } log(new Food('cheese', 5).name); // Food { name: 'cheese', price: 5 } // cheese
const numbers = [5, 6, 2, 3, 7]; const max = Math.max.apply(null, numbers); log(max); // 7 const min = Math.min.apply(null, numbers); log(min); // 2
를 사용하여야 하는 번거로움이 있다.
function sum() { if(!arguments.length) return 0; // 즉 여기서 this: arguments에 접근한다. 그래서 누적 값인 reduce를 통해 15가 출력 let arr = Array.prototype.slice.call(arguments); return arr.reduce(function(pre, cur) { return pre + cur; }); } // ES6 // function sum(...args) { // if (!args.length) return 0; // return args.reduce((pre, cur) => pre + cur); // } log(sum(1, 2, 3, 4, 5));
caller 프로퍼티
caller 프로퍼티는 자신을 호출한 함수를 의미한다.
let log = console.log; function foo(func) { var res = func(); return res; } function bar() { return 'caller : ' + bar.caller; } log(foo(bar)); /* caller : function foo(func) { var res = func(); return res; } */
length 프로퍼티
length 프로퍼티는 함수 정의 시 작성된 매개변수 갯수를 의미한다.
function foo() {} log(foo.length); // 0 function bar(x) { return x; } log(bar.length); // 1 function baz(x, y) { return x * y; } log(baz.length); // 2
arguments.length의 값과는 다를 수 있으므로 주의하여야 한다. arguments.length는 함수 호출시 인자의 갯수이다.
name 프로퍼티
함수명을 나타낸다. 기명함수의 경우 함수명을 값으로 갖고 익명함수의 경우 빈문자열을 값으로 갖는다
// 기명 함수 표현식(named function expression) let namedFunc = function multiply(a, b) { return a * b; }; // 익명 함수 표현식(anonymous function expression) let anonymousFunc = function(a, b) { return a * b; }; log(namedFunc.name); // multiply log(anonymousFunc.name); // ''
__proto__ 접근자 프로퍼티
모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯이 있다. [[Prototype]] 내부 슬롯은 프로토타입 객체를 가리킨다. 프로토타입 객체란 프로토타입 기반 객체 지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체로서 객체간의 상속을 구현하기 위해서 사용된다.
즉, 프로토타입 객체는 다른 객체에 공유 프로퍼티를 제공하는 객체를 말한다.
__proto__
접근자를 이용하면 자신의 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.객체 리터럴로 셍성한 객체의 프로토타입 객체는 Object.prototype이다.
// 객체는 __proto__ 프로퍼티를 소유하지 않는다. console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor({}, '__proto__')); // undefined // __proto__ 프로퍼티는 모든 객체의 프로토타입 객체인 Object.prototype의접근자프로퍼티이다. console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype, '__proto__')); // {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true} // 모든 객체는 Object.prototype의 접근자 프로퍼티 __proto__를 상속받아 사용할 수 있다. console.log({}.__proto__ === Object.prototype); // true
함수도 객체이므로
__proto__
접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.// 함수 객체의 프로토타입 객체는 Function.prototype이다. console.log((function() {}).__proto__ === Function.prototype); // true
prototype 프로퍼티
prototype 프로퍼티는 함수 객체만이 소유하는 프로퍼티이다. 즉 일반 객체에는 prototype 프로퍼티가 없다.
함수 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하고있다.
일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
prototype 프로퍼티는 함수가 객체를 생성하는 생성자 함수로 사용될 때, 생성자 함수가 생성한 인스턴스의 프로토타입 객체를 가리킨다.
함수의 다양한 형태
즉시 실행 함수
함수의 정의와 동시에 실행되는 함수를 즉시 실행 함수라고 한다.
최초 한번만 호출되며 다시 호출할 수는 없다.
이런 특징을 어디에 사용할 수 있을까?
→ 최초 한번만 실행이 필요한 초기화 처리등으로 사용할 수 있다.
// 기명 즉시 실행 함수 (function myFunction() { let a = 3; let b = 5; return a * b; }()); // 익명 즉시 실행 함수 (function() { let a = 3; let b = 5; return a * b; }());
내부 함수
함수 내부에 정의된 함수를 내부 함수라 한다.
아래 예제의 내부함수 child는 자신을 포함하고 있는 부모함수 parent의 변수에 접근할 수 있다.
하지만 부모함수는 자식함수(내부 함수)의 변수에 접근이 불가능하다.
function parent(param) { let parentVar = param; function child() { let childVar = 'youn'; log(parentVar + ' ' + childVar); } child(); log(parentVar + ' ' + childVar); } parent('Hello~');
childVar is not defined
에러가 발생함을 확인할 수 있다.또한 내부함수는 부모함수의 외부에 접근할 수 없다.
function sayHello(name) { let text = 'hello ' + name; let logHello = function() { log(text) }; logHello(); } sayHello('youn'); logHello('youn');
logHello is not defined
가 발생함을 확인할 수 있다.재귀 함수
재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 함수를 말한다.
// 피보나치 수열 // 피보나치 수열은 0과 1로 시작하며 다음 피보나치 수는 바로 앞의 두 피보나치 수의 합이 된다. function fibonacci(n) { if (n < 2) return n; return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); } 123 log(fibonacci(0)); // 0 log(fibonacci(1)); // 1 log(fibonacci(2)); // 1 log(fibonacci(3)); // 2 log(fibonacci(4)); // 3 log(fibonacci(5)); // 5 log(fibonacci(6)); // 8 // 팩토리얼 // 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다. function factorial(n) { if (n < 2) return 1; return factorial(n - 1) * n; } log(factorial(0)); // 1 log(factorial(1)); // 1 log(factorial(2)); // 2 log(factorial(3)); // 6 log(factorial(4)); // 24 log(factorial(5)); // 120 log(factorial(6)); // 720
재귀 함수는 자신을 무한히 연쇄 호출하므로 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야한다. 탈출 조건이 없는 경우, 함수가 무한 호출되어 stackoverflow 에러가 발생한다. 위 예제 두개는 모두 조건식을 사용해서 재귀 호출을 중지하고 있다.
재귀 함수는 반본 연산을 간단히 구현할 수 있다는 장점이 있지만 무한 반복에 빠질 수 있고, stackoverflow 에러를 발생시킬 수 있으므로 주의하여야 한다.
대부분의 재귀 함수는 for나 while 문으로 구현이 가능하다.
반복문보다 재귀 함수를 통해 보다 직관적으로 이해하기 쉬운 구현이 가능한 경우에만 한정적으로 적용하는 것이 바람직하다.
콜백 함수 - 중요
콜백 함수는 함수를 명시적으로 호출하는 방식이 아니라 특정 이벤트가 발생했을 때 시스템에 의해 호출되는 함수를 말한다.
콜백 함수가 자주 사용되는 대표적인 예는 이벤트 핸들러 처리이다.
<!DOCTYPE html> <html> <body> <button id="myButton">Click me</button> <script> var button = document.getElementById('myButton'); button.addEventListener('click', function() { console.log('button clicked!'); }); </script> </body> </html>
myButton
클릭 이벤트가 발새하면 함수를 처리하고있다.javascirpt의 함수는 위에서 확인했듯 일급객체이다. 따라서 javascript의 함수는 흡사 변수와 같이 사용될 수 있다. 콜백 함수는 매개변수를 통해 전달되고 전달받은 함수의 내부에서 어느 특정시점에 실행된다.
setTimeout()
의 콜백 함수를 살펴보자.setTimeout(function () { console.log('1초 후 출력된다.'); }, 1000);
두번째 매개 변수에 전달된 시간이 경과하면 첫번째 매개변수에 전달된 콜백 함수가 호출된다.
콜백 함수는 주로 비동기식 처리 모델에 사용된다.
비동기식 처리 모델이란 처리가 종료하면 호출될 함수(콜백함수)를 미리 매개변수에 전달하고 처리가 종료하면 콜백함수를 호출하는 것이다.
콜백함수는 콜백 큐에 들어가 있다가 해당 이벤트가 발생하면 호출된다.
콜백 함수는 클로저이므로 콜백 큐에 단독으로 존재하다가 호출되어도 콜백함수를 전달받은 함수의 변수에 접근할 수 있다.
function doSomething() { let name = 'youn'; setTimeout(function() { log('my name is ' + name); }, 1000); } doSomething(); // my name is youn
JS 이벤트 루프
JS는 단일 스레드 언어이다.
간단하게 설명하면 JS는 한 번에 두 개 이상의 코드를 처리하지 못한다.
이유는 JS엔진은 콜 스택이 하나밖에 없기 때문이다.
콜 스택(call stack)
콜 스택이란 컴퓨터 프로그램에서 현재 실행 중인 서브루틴에 관한 정보를 저장하는 스택 자료구조이다. 현재 실행중인 서브루틴에 대한 정보들을 담아두는 스택구조의 메모리 영역이다.
JS 엔진은 코드를 읽으며 호출된 함수를 콜 스택에 추가하고, 실행이 완료된 함수는 콜 스택에서 제거한다. 이 콜 스택은 하나밖에 없으니 동시에 두 개 이상의 코드를 읽는 행위가 불가능한 것이다.
이 그림은 아마 자바스크립트 개발자라면 무조건 봣을 그림이다.
이 강의가 가장 설명이 쉬워 첨부해본다.
이 블로그가 가장 설명이 잘 되어 있어 첨부해본다.
// 위 블로그 예제이다. let func1 = () => { func2(); log('call func1'); } let func2 = () => { func3(); log('call func2'); } let func3 = () => { log('call func3'); } func1();
자 이렇게 하면 출력이 어떻게 될지 한번 상상해보자~
자 일단 스택에 쌓이는 순서는 아래 그림과 같아진다.
가장 먼저
func1()
이 호출 될 것이다.그러면서 자동으로 첫번째 그림 처럼
func1
이 쌓이고 그다음 func2();
함수가 호출된다.두 번째 그림 처럼 2개의 스택이 쌓인 모습이다.
func2()
가 실행되면서 func3();
가 호출된다. 그러면서 3번째 그림과 같이 스택이 쌓인다.Call stack
에서는 가장 위에 놓인 함수를 가장 먼저 처리하므로 func3
이 제일 먼저 찍힌다.위와 같이 출력됨을 확인할 수 있다.
Memory Heap
위 그림에서 Memory Heap은 객체를 저장하는 곳이다.
예제에서 선언한 함수 func1, 2, 3은 모두 Memory Heap에 저장된다.
Web API
Web API는 브라우저에서 제공하는 API들이다.
위의 그림에서는 자바스크립트의 런타임환경을 설명하고 있기 때문에 Web API가 등장했다.
만약 node js 런타임 환경을 설명했다면 다른 API로 표시했을 것이다.
대표적인 예시론 위에서 봣던
setTimeout
함수가 있다.Callback Que
Callback Que
는 함수를 저장하는 자료구조이다. Call stack
과 다르게 가장 먼저 들어온 함수를 가장 먼저 처리한다. 특정 이벤트에 따른 콜백 함수를 정의하면, 콜백 함수는 Callback Que
에 저장된다.Event Loop
Event Loop
는 call stack
이 다 비워지면 callback que
에 존재하는 함수를 하나씩 호출 스택으로 옮기는 역할을 한다.let func1 = () => { setTimeout(() => { log('2초 뒤에 실행하는 callback function') }, 2000); } let func2 = () => { for(let i = 0; i < 8000000000; i++) { } log('약 5초가 걸리는 함수'); } func1(); func2();
이 함수의 출력은 아래의 출력 결과가 발생한다.
제일 먼저
약 5초가 걸리는 함수
가 출력된 후 바로 2초 뒤에 실행하는 callback function
이 출력된다. 자 아래의 그림을 보자위에서 봣던
Memory Heap
과 Call Stack
에 func1
이 쌓이는 것을 확인할 수 있다.먼저
func1
을 호출하므로 call stack
에 쌓는다. func1
에서 setTimeout
이라는 web api
를 실행하면 func1
의 함수를 모두 처리하게 된다. 바로 func1
을 call stack
에서 없애고 다음 함수인 func2
를 call stack
에 쌓는다.func2
함수에서는 약 5초정도 걸리는 작업을 하게 된다. 이때 2초가 지나면 setTimeout
에서 콜백함수로 설정한 console.log()
함수를 호출하게된다. 이때 console.log()
함수는 2초가 지났다는 이벤트에 따른 콜백 함수이기 때문에 callback queue
에 저장한다.추가적으로 3초가 지나면
func2
함수내에서 약 5초정도 걸리는 작업을 마치고 console.log()
함수를 이용해서 '약 5초가 걸리는 함수'
라는 문자열을 출력한다. 이후 func2
함수를 처리하였으므로 func2
을 call stack
에서 없애고 callback queue
에 저장된 console.log()
함수를 call stack
에 옮긴다.최종적으로
call stack
에 쌓인 console.log()
함수를 호출하여 '2초 뒤에 실행하는 콜백함수'
를 실행하여 문자열을 출력한다. 이때 이미 2초라는 시간이 지난후 console.log()
함수를 호출한다는 내용만 call stack
에 쌓여있으므로 func2
의 함수가 처리되자마자 바로 문자열이 출력된다.모든 처리가 끝난 모습이다.
즉 위의 예제를 보면 확실히 자바스크립트는 하나의 이벤트씩 처리한다는 것을 확인할 수 있다.
함수 호출 - 내 발표✨
함수는 함수를 가리키는 식별자의 한 쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출한다.
함수 호출 연산자 내에는 0개 이상의 인수를 쉼표로 구분해서 나열한다.
함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다. 이 때 매개변수에 인수가 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행되기 시작한다.
매개변수와 인수
함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달한다.
인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다.
인수는 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.
// 함수 선언문 function add(x, y) { return x + y; } // 함수 호출 // 인수 1과 2가 매개변수 x와 y에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행된다. var result = add(1, 2);
매개변수는 함수를 정의할 때 선언하며, 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다.
즉, 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당된다.
function add(x, y) { console.log(x, y); return x + y; } add(2, 5); console.log(x, y); // add 함수의 매개변수 x, y는 함수 몸체 내부에서만 참조가능하다.
함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다. 즉 함수를 호출할 때 매개변수의 개수만큼 인수를 전달하는 것이 일반적이지만 그렇지 않은 경우에도 에러가 발생하지 않는다. 인수가 부족해서 인수가 할당되지 않는 매개변수의 값은 undefined다.
function add(x, y) { return x + y; } console.log(add(2)); // NaN
위 예제의 매개변수 x에는 인수 2가 전달되지만, 매개변수 y에는 전달할 인수가 없다. 따라서 매개변수 y는 undefined로 초기화 된 상태 그대로이다. 따라서 함수 몸체의 문 x + y는 2 + undefined와 같으므로 NaN이 반환된다.
매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시한다.
function add(x, y) { return x + y; } console.log(add(2, 5, 10)); // 7
사실 초과된 인수가 그냥 버려지는 것은 아니다. 모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다.
인수 확인
function add(x, y) { return x + y; }
위 함수를 정의한 개발자의 의도는 아마도 2개의 숫자 타입 인수를 전달받아 그 합계를 반환하려는 것으로 추측 된다.
하지만 코드상으로는 어떤 타입의 인수를 전달해야하는지, 어떤 타입의 값을 반환하는지 명확하지 않다. 따라서 위 함수는 다음과 같이 호출될 수 있다.
function add(x, y) { return x + y; } console.log(add(2)); // NaN console.log(add('a', 'b'); // 'ab'
위 코드는 자바스크립트 문법상 어떠한 문제도 없으므로 자바스크립트 엔진은 아무런 이의 제기없이 위 코드를 실행할 것이다. 이러한 상황이 발생한 이유는 다음과 같다.
- 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
- 자바스크립트는 동적 타입 언어이다. 따라서 자바스크립트 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.
따라서 자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.
function add(x, y) { if(typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number') { // 매개변수를 통해 전달된 인수의 타입이 부적절한 경우 에러를 발생시킨다. throw new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다'); } return x + y; } console.log(add(2)); // 타입에러 발생 : 인수는 모두 숫자 값이어야 한다. console.log(add('a', 'b')); // 타입에러 발생 : 인수는 모두 숫자 값이어야 한다.
이 처럼 함수 내부에서 적절한 인수가 전달되었는지 확인하더라도 부적절한 호출을 사전에 방지할 수는 없고 에러는 런타임에 발생하게 된다. 따라서 타입스크립트와 같은 정적 타입을 선언할 수 있는 자바스크립트의 상위 확장을 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.
앞의 예제의 경우 인수의 개수는 확인하고 있지 않지만 arguments 객체를 통해 인수 개수를 확인할 수도 있다. 또는 인수가 전달되지 않는 경우 단축 평가를 사용해 매개변수에 기본값을 할당하는 방법도 있다.
function add(a, b, c){ a = a || 0; b = b || 0; c = c || 0; return a + b + c; } log(add(1, 2, 3)); // 6 log(add(1, 2)); // 3 log(add(1)); // 1 log(add()); // 0
ES6에서 도입 된 매개변수 기본값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화할 수 있다. 매개변수 기본값은 매개변수에 인수를 전달하지 않았을 경우와 undefined를 전달한 경우에만 유효하다.
매개변수의 최대 개수
ECMAScript 사양에서는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하고 있지 않다. 하지만 물리적 한계는 있으므로 자바스크립트 엔진마다 매개변수의 최대 개수에 대한 제한이 있겠지만 충분히 많은 매개변수를 지정할 수 있다. 그럼? 몇개까지?
매개변수는 순서에 의미가 있다. 따라서 매개변수가 많아지면 함수를 호출할 때 전달해야 할 인수의 순서를 고려해야 한다. 이는 함수의 사용법을 이해하기 어렵게 만들고 실수를 발생시킬 가능성을 높인다.
또한 매개 변수의 개수나 순서가 변경되면 함수의 호출 방법도 바뀌므로 함수를 사용하는 코드 전체가 영향을 받는다. 즉, 유지보수가 나빠진다.
함수의 매개변수는 코드를 이해하는 데 방해되는 요소이므로 이상적인 매개변수 개수는 0개이며 적을 수록 좋다. 매개변수의 개수가 많다는 것은 함수가 여러 가지 일을 한다는 것이기 때문에 바람직하지 않다.
이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.
따라서 매개변수는 최대 3개 이상은 넘지 않을 것을 권장한다.
아래는 jQuery의 ajax메서드에 객체를 인수로 전달하는 예이다.
$.ajax({ method: 'POST', url: '/user', data: { id: 1, name: 'Lee' }, cache: false });
객체를 인수로 사용하는 경우 프로퍼티 키만 정확히 지정하면 매개변수의 순서를 신경 쓰지 않아도 된다. 또한 명시적으로 인수의 의미를 설명하는 프로퍼티 키를 사용하게 되므로 코드의 가독성도 좋아지고 실수도 줄어드는 효과가 있다.
반환문
함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다.
function multiply(x, y) { return x * y; // 반환문 } // 함수 호출은 반환 값으로 평가된다. var result = multiply(3, 5); console.log(result); // 15
multiply 함수는 두 개의 인수를 전달받아 곱한 결과값을 return 키워드를 사용해 반환한다. 함수는 return 키워드를 사용해 자바스크립트에서 사용 가능한 모든 값을 반환할 수 있다.
함수 호출은 표현식이다. 함수 호출 표현식은 return 키워드가 반환한 표현식의 평가 결과, 즉 반환값으로 평가된다.
반환문은 두 가지 역할을 한다. 첫 째, 반환문은 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다. 따라서 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.
function multiply(x, y) { return x * y; // 반환문 // 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다. console.log('실행되지 않는다.'); } console.log(mnlyiply(3, 5)); // 15
둘째, 반환문은 return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. return 키워드 뒤에 반환 값으로 사용할 표현식을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.
function foo() { return; } console.log(foo()); // undefined
반환문은 생략할 수 있다. 이 때 함수는 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.
function foo() { // 반환문을 생략하면 암묵적으로 undefined가 반환된다. } console.log(foo()); // undefined
return 키워드와 반환값으로 사용할 표현식 사이에 줄바꿈이 있으면 5.5절 세미콜론 자동 삽입 기능에서 살펴본 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 세미콜론이 추가되어 다음과 같이 의도치 않은 결과가 발생할 수 있다.
function multiply(x, y) { // return 키워드와 반환값 사이에 줄바꿈이 있으면 return // 세미콜론 자동 삽입 기능(ASI)에 의해 세미콜론이 추가된다. x * y; // 무시된다. } console.log(multiply(3, 5)); // undefined
반환문은 함수 몸체 내부에서만 사용할 수 있다. 전역에서 반환문을 사용하려면 문법 에러가 발생한다.
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>Document</title> </head> <body> <script> return; </script> </body> </html>
참고로 Node.js는 모듈 시스템에 의해 파일별로 독립적인 파일 스코프를 갖는다. 따라서 Node.js 환경에 서는 파일의 가장 바깥 영역에 반환문을 사용해도 에러가 발생하지 않는다.
참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경 - 내 발표✨
11장 원시 값과 객체의 비교에서 살펴보았듯이 원시 값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달 방식으로 동작한다. 매개 변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따른다.
함수를 호출하면서 매개변수에 값을 전달하는 방식을 값에 의한 호출, 참조에 의한 호출로 구별해 부르는 경우도 있으나 동작 방식은 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달과 동일하다.
다음 예제를 살펴보자
// 매개변수 primitive는 원시 값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다. function changeVal(primiutive, obj) { primiutive += 100; obj.name = 'youn'; } // 외부 상태 var num = 100; var person = { name: 'LEE' }; log(num); // 100 log(person); // { name: 'LEE' } // 원시 값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조 값이 복사되어 전달된다. changeVal(num, person); // 원시 값은 원본이 훼손되지 않는다. log(num); // 100 // 객체는 원본이 훼손 된다. log(person); // { name: 'LEE' }
changeVal 함수는 매개변수를 통해 전달받은 원시 타입 인수와 객체 타입 인수를 함수 몸체에서 변경한다. 더 엄밀히 말하자면 원시 타입 인수를 전달받은 매개변수 primitive의 경우, 원시 값은 변경 불가능한 값 이므로 직접 변경할 수 없기 때문에 재할당을 통해 할당 된 원시 값을 새로운 원시값으로 교체했고, 객체 타입 인수를 전달받은 매개변수 obj의 경우, 객체는 변경 가능한 값이므로 직접 변경할 수 있기 때문에 재할당 없이 직접 할당된 객체를 변경했다.
이때 원시 타입 인수는 값 자체가 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경(재할당을 통한 교체)해도 원본은 훼손되지 않는다.
다시말해, 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 원시 값의 원본을 변경하는 어떠한 부수 효과도 발생하지 않는다.
하지만 객체 타입 인수는 참조 값이 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 참조 값을 통해 객체를 변경할 경우 원본이 훼손된다. 다시 말해, 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 참조 값에 의해 원본 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다.
이처럼 함수가 외부 상태(위 예제의 경우, 객체를 할당한 person 변수)를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다.
이는 코드의 복잡성을 증가시키고 가독성을 해치는 원인이 된다.
함수 내부의 동작을 유심히 관찰하지 않으면 외부 상태가 변하는지 아닌지 알기 어렵기 때문이다. 언제나 그러하듯 논리가 간단해야 버그가 수어들지 못한다.
이러한 현상은 객체가 변경할 수 있는 값이며, 참조에 의한 전달 방식으로 동작하기 때문에 발생하는 부작용이다. 여러 변수가 참조에 의한 전달 방식을 통해 참조 값을 공유하고 있다면 이 변수들은 언제든지 참조하고 있는 객체를 직접 변경할 수 있다. 복잡한 코드에서 의도치 않은 객체의 변경을 추적하는 것은 어려운일이다. 객체의 변경을 추적하려면 옵져버 패턴등을 통해 객체 참조를 공유하는 모든 이들에게 변경 사실을 통지하고 이에 대처하는 추가 대응이 필요!
이러한 문제 해결 방법 중 하나는 객체를 불변 객체로 만들어 사용하는 것이다. 객체의 복사본을 새롭게 생성하는 비용은 들지만 객체를 마치 원시 값 처럼 변경 불가능한 값으로 동작하게 만드는 것이다. 이를 통해 객체의 상태 변경을 원천 봉쇄하고 객체의 상태 변경이 필요한 경우에는 객체의 방어적 복사를 통해 원본 객체를 완전히 복제, 즉 깊은 복사를 통해 새로운 객체를 생성하고 재할당을 통해 교체한다. 이를 통해 외부 상태가 변경되는 부수 효과를 없앨 수 있다.
외부 상태를 변경하지 않고 외부 상태에 의존하지도 않는 함수를 순수 함수라고 한다.
순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 프로그래밍 패러다임을 함수형 프로그래밍이라고 한다.
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