[JS-Deepdive] 13장 스코프

13장 스코프

01. 스코프(scope)란?

• ⭐️ 모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 한다.
• 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.
• 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙 이라고도 할 수 있다.

var var1 = 1; // 코드의 가장 바깥 영역에서 선언한 변수

if (true) {
  var var2 = 2; // 코드 블록 내에서 선언한 변수
  if (true) {
    var var3 = 3; // 중첩된 코드 블록 내에서 선언한 변수
  }
}

function foo() {
  var var4 = 4; // 함수 내에서 선언한 변수

  function bar() {
    var var5 = 5; // 중첩된 함수 내에서 선언한 변수
  }
}

console.log(var1); // 1
console.log(var2); // 2
console.log(var3); // 3
console.log(var4); // ReferenceError: var4 is not defined
console.log(var5); // ReferenceError: var4 is not defined

• 스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용할 수 있다. 즉, 스코프는 네임스페이스다.

⭐️ 코드의 문맥과 환경

'코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지'를 렉시컬 환경(lexical env)이라고 부른다.
즉, 코드의 문맥(context)은 렉시컬 환경으로 이뤄진다. 이를 구현한 것이 '실행 컨텍스트(execution context)'이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다.

var 키워드로 선언한 변수의 중복 선언

var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다. 이는 의도치 않게 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생시킨다.
하지만 let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

// var 키워드
function foo() {
  var x = 1;
  // var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용한다.
  // 아래 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작한다.
  var x = 2;
  console.log(x); // 2
}
foo();

// let 키워드
function bar() {
  let x = 1;
  // let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 >내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.
  let x = 2; // SyntaxError: Identifier "x" >has already been declared
}
bar();

02. 스코프의 종류

코드는 전역(global)과 지역(local)으로 구분할 수 있다.
| 구분 | 설명 | 스코프 | 변수 |
|------|--------------------|------------|---------|
| 전역 | 코드의 가장 바깥 영역 | 전역 스코프 | 전역 변수 |
| 지역 | 함수 몸체 내부 | 지역 스코프 | 지역 변수 |

02-01. 전역과 전역 스코프

• 전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 말한다.
• 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

02-02. 지역과 지역 스코프

• 지역이란 함수 몸체 내부를 말한다.
• 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

var x = "global x";
var y = "global y";

function outer() {
  var z = "outer's local z";

  console.log(x); // 1. global x
  console.log(y); // 2. global y
  console.log(z); // 3. outer's local z

  function inner() {
    var x = "inner's local x";

    console.log(x); // 4. inner's local x
    console.log(y); // 2. global y
    console.log(z); // 3. outer's local z
  }

  inner();
}

outer();

console.log(x); // global x
console.log(z); // ReferenceError: z is not defined

03. 스코프 체인

• 함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다.
• 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다.
• 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인 이라 한다.
• 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색 한다.

렉시컬 환경(Lexical Env)

• 자바스크립트 엔진은 코드(전역 코드와 함수 코드)를 실행하기에 앞서 스코프 체인과 같은 렉시컬 환경을 실제로 생성한다.
• 번수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조(렉시컬 활경)에 key로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.
• 변수의 검색도 이 자료구조 상에서 이뤄진다.
• 스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

04. 함수 레벨 스코프(function level scope)

• 지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역은 지역 스코프를 만든다고 앞서 언급하였다.
• 이는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미이다.
• 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록에 의해 지역 스코프가 만들어 지는 특성을 블록 레벨 스코프라 한다.
• 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만들 지역 스코프로 인정한다. === 함수 레벨 스코프

05. 렉시컬 스코프(Lexical scope)

• 프로그래밍 언어는 일반적으로 두가지 방식중 한가지 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다.

  1. 첫 번째 방식을 동적 스코프라 한다.
     • 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디에서 호출될지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 부른다.
  2. 두 번째 방식을 렉시컬 스코프 또는 정적 스코프라 한다.
     • 상위 스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다.
     • 자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

• 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아닌 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.

• 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다.

• 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

  함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다. 함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

  var x = 1;
  
  function foo() {
    var x = 10;
    bar();
  }
  
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  
  foo();
  bar();
  
  // 위 예제에서는 1이 두번 출력된다.
  // 함수 선언문으로 정의된 bar 함수는 전역 코드가 실행되기 전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성하고 자신이 정의된 스코프를 기억하게 된다.
  // 그리고 함수가 호출되면 호출된 곳이 어디인지 관계없이 언제나 자신이 기억하고 있는 스코프를 상위 스코프로 사용한다.