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[JS-Deepdive] 12장 함수

온몸비틀기 2024. 8. 7. 04:49

12장 함수(function)

01. 함수란?

함수는 일련의 과정은 문(statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.
⭐️ 이때 함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수(parameter), 입력을 인수(argument), 출력을 반환값(return value)이라 한다.
함수는 함수 정의(function definition)를 통해 생성한다. 함수 호출(function call/invoke)로 실행한다.

02. 함수를 사용하는 이유

함수는 실행 시점을 개발자가 결정할 수 있고 필요한 경우 재사용이 가능하다. 코드의 재사용 측면에서 매우 유용하다.
⭐️ 코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
함수는 식별자를 붙일 수 있는 객체 타입의 값이다.

03. 함수 리터럴

리터럴은 사람이 이해할 수 있는 문자 또는 약속된 기호를 사용해 값을 생성하는 표기 방식을 말한다.

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다.
따라서 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다.
함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.
리터럴은 값을 생성하기 위한 표기법이다. 따라서 함수 리터럴도 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체이다.
함수는 객체이지만 일반 객체화는 다르게 호출이 가능하다. 그리고 일반 객체에는 없은 함수 객체만의 고유한 프로퍼티를 갖는다.
⭐️ 함수가 객체라는 사실은 다른 프로그래밍 언어와는 구별되는 자바스크립트의 중요한 특징이다.

04. 함수 정의

함수를 정의하는 방법에는 4가지가 있다.

함수 선언문
```
function add(x, y) {
  return x + y;
}
```

함수 표현식

var add = function (x, y) {
  return x + y;
};

Function 생성자 함수

var add = new Function("x", "y", "return x + y");

화살표 함수 (ES6)
```
var add = (x, y) => x + y;
```

모든 함수 정의 방식은 함수를 정의한다는 면에서는 동일하지만 미묘한 차이가 존재한다.

변수 선언과 함수 정의

변수는 '선언(declaration)'한다고 이야기하지만 함수는 '정의(definition)'한다고 표현했다. 함수 선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되고 함수 객체가 할당된다. 따라서 ECMAScript 사양에서도 변수에는 선언, 함수에는 정의 라고 표현한다.

04-01. 함수 선언문

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다.
단, 함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.
함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다.
개발자 도구 콘솔에서 함수 선언문을 실행하면 완료 값 undefined가 출력된다. 함수 선언문이 만약 표현식인 문이라면 완료 값 undefined 대신 표현식이 평가되어 생성된 함수가 출력되어야 한다.
자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다.
함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출된다.
- 이때 함수 선언문으로 생성한 함수를 호출한 것은 함수 이름이 나닌 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자인 것이다.

함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다는 점을 제외하면 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 이는 함수 이름이 있는 기명 함수 리터럴은 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석될 가능성이 있다는 의미다.

예를들어, { }은 블록문일 수도 있고 객체 리터럴 일 수도 있다. 이러한 중의적인 코드는 문맥에 따라 해석이 달라진다. 단독으로 { }이 존재하면 블록문으로 해석하지마느 값으로 평가되어야 할 문맥에서는 피연산자로 사용되면 자바스크립트 엔진은 { }을 객체 리터럴로 해석한다.
이처럼 동일한 코드도 코드의 문맥에 따라 해석이 달라질 수 있다.

// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석된다.
// 함수 선언문에서는 함수 이름을 생략할 수 없다.
function foo() {
  console.log("foo");
}
foo(); // foo

// 함수 리터럴을 피연산자로 사용하면 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.
// 함수 리터럴에서는 함수 이름을 생략할 수 있다.
(function bar() {
  console.log("bar");
});
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

04-02. 함수 표현식

⭐️ 자바스크립트의 함수는 값처럼 변수에 할당 할 수도 있고 프로퍼티 값이 될 수도 있으며 배열의 요소가 될 수도 있다.
- 이처럼 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다.
자바스크립트의 함수는 일급 객체다. 함수가 일급 객체라는 것은 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미다.
함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식(function expression) 이라 한다.

// 기명 함수 표현식
var add = function foo(x, y) {
  return x + y;
};

// 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

// 함수 이름으로 호출하면 참조 에러가 발생한다.
// 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자다.
console.log(foo(2, 5)); // ReferenceError: foo is not defined

⭐️ 자바스크립트 엔진은 함수 선언문의 함수 이름으로 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당하므로 함수 표현식과 유사하게 동작하는 것처럼 보인다. 하지만 함수 선언문과 함수 표현식이 정확히 동일하게 동작하지는 않는다.
함수 선언문은 '표현식이 아닌 문'이고 함수 표현식은 '표현식인 문'이다. 따라서 미묘하지만 중요한 차이가 있다.

04-03. 함수 생성 시점과 호이스팅

// 함수 참조
console.log(add); // f add(x, y)
console.log(sub); // undefined

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7
console.log(sub(s, 5)); // TypeError: sub is not a function

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 함수 표현식
var sub = function (x, y) {
  return x - y;
};

// 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다.
// 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다.

위 예제와 같은 결과가 나오는 이유는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다.
모든 선언문이 그렇듯 함수 선언문도 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. (함수 호이스팅)

함수 호이스팅과 변수 호이스팅은 미묘한 차이가 존재한다.

1. 변수 호이스팅

var 키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화되고, 변수 선언문 이전에 참조하게 되면 변수 호이스팅에 의해 undefined로 평가된다.

2. 함수 호이스팅

함수 선언문을 통해 암묵적으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화된다. 따라서 함수 선언문 이전에 호출하게 되면 함수 호이스팅에 의해 호출이 가능하다.

변수 할당문의 값은 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 된다.
따라서 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다.

⭐️ 함수 표현식 이전에 함수를 참조하면 undefined로 평가된다.
따라서 함수를 호출하면 undefined를 호출하는 것과 마찬가지이므로 TypeError이 발생한다.
따라서 함수 표현식으로 정의한 함수는 반드시 함수 표현식 이후에 참조 또는 호출해야 한다.

04-04. Function 생성자 함수

자바스크립트의 기본 제공 빌드인 함수인 Function생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다. 사실 new는 없어도 결과는 동일함
Function생성자 함수로 생성한 함수는 클로저(closure)를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

// Function 생성자 함수 예시
var add = new Function("x", "y", "return x + y");

console.log(add(2, 5)); // 7

04-05. 화살표 함수(arrow function)

화살표 함수는 기존의 함수 선언문 또는 함수 표현식을 완전히 대체하기 위해 디자인된 것은 아니다.
화살표 함수는 기존의 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다.
- 생성자 함수로 사용할 수 없음
- 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다름
- prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다.

05. 함수 호출

05-01. 매개변수(parameter)와 인수(argument)

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.
매개변수는 함수를 정의할 때 선언하며, 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다.
함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당된다.
매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다.
인수가 부족하여 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined다.
매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시된다.
- 사실 초과된 인수를 포함한 모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다.

05-02. 인수 확인

function add(x, y) {
  return x + y;
}

console.log(add(2)); // NaN
console.log(add("a", "b")); // "ab"

자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.
- typeof 연산자로 argements 확인
- TypeScript와 같은 정적 타입 선언 확장 도입
- 단축 평가를 사용하여 매개변수에 기본값을 할당
- ES6에서 도입된 매게변수 기본값을 사용

05-03. 매개변수의 최대 개수

함수의 매개변수는 적을수록 좋다.
- 이상적으로 0개 가급적 최대 3개
이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.

05-04. 반환문 (return)

앞서 보았듯이 함수 호출은 표현식이다.
반환문은 두 가지 역할을 한다.
- 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다.
- return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다.

06. 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

앞서 살펴보았듯이 원시 값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달 방식으로 동작한다,

함수의 매개변수는 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달방식을 그대로 따른다.

// 매개변수 primitive는 원시 값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeValue(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = "Kim";
}

// 외부 상태
var num = 100;
var person = { name: "Lee" };

console.log(num); // 100
console.log(person); // { name: 'Lee' }

// 원시 값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조 값이 복사되어 전달된다.
changeValue(num, person);

// 원시 값은 원본이 훼손되지 않는다.
console.log(num); // 100

// 객체는 원본이 훼손된다.
console.log(person); // { name: "Kim" }

원시 값은 변경 불가능한 값 이므로 재할당을 통해 할당된 원시 값을 새로운 원시 값으로 교체했고, 객체는 변경 가능한 값 이므로 재할당 없이 직접 할당된 객체를 변경했다.

07. 다양한 함수의 형태

07-01. 즉시 실행 함수

즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.
즉시 실행 함수는 함수 이름이 없는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다.

// 익명 즉시 실행 함수
(function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
});

07-02. 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라 한다. 재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.
재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용한다.

// 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다.
// n! = 1 * 2 * ... * (n - 1) * n
function factorial(n) {
  // 탈출 조건: n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);
}

재귀 함수는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다.

07-03. 중첩 함수

함수 내부에 정의된 삼수를 중첩 함수 또는 내부 함수 라 한다,
중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수 있다.
일반적으로 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수 의 역할을 한다.
고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다.
콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.

07-04. 콜백 함수

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수 라고 하며, 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수 라고 한다.
고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다.

// 외부에서 전달받은 func 를 n 만큼 반복 호출 - 고차 함수 repeat
function repeat(n, f) {
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    f(i);
  }
}

// 콜백 함수 정의 - logAll
var logAll = function (i) {
  console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

// 콜백 함수 정의 - logOdd
var logOdd = function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달
repeat(5, logOdd); // 1 3

07-05. 순수 함수와 비순수 함수

어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는 부수 효과가 없는 함수를 순수 함수라고 한다.
- 오직 매개변수를 통해 함수 내부로 전달된 인수에게만 의존해 값을 생성해 반환한다.
외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는 부수효과가 있는 함수를 비순수 함수라고 한다.
- 전역 변수, 서버 데이터, 파일, console, DOM 등 외부 상태에 따라 반환값이 달라진다.
- 사이드 이펙트가 존재한다.