변수란 무엇인가? 왜 필요한가?
컴퓨터는 연산과 기억을 수행하는 부품이 나눠져 있다. 컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.
메모리는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀의 집합체다. 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트(8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기, 즉 1바이트 단위로 데이터를 저장하거나 읽어들인다.
각 셀은 고유의 메모리 주소를 갖는다. 이 메모리 주소는 메모리 공간의 위치를 나타내며 0부터 시작해서 메모리의 크기만큼 정수로 표현된다.
CPU는 메모리 상의 임의의 위치(메모리 주소)에 기억되어 있는 값을 읽어들여 연산을 수행한다. 연산 결과로 생성된 값은 메모리 상의 임의의 위치에 저장된다. 하지만 저장된 값은 재사용할 수 없는 문제점이 있다.
프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공한다.
변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다.
변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 저장된 메모리 공간의 주소로 치환되어 실행된다. 따라서 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.
변수에 값을 저장하는 것을 할당이라 하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 참조라 한다.
식별자
변수 이름을 식별자라고도 한다. 식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말한다.
메모리 공간에 저장되어 있는 어떤 값을 구별해서 식별해 낼 수 있어야 한다. 이를 위해 식별자는 어떤 값이 저장되어 있는 메모리 주소를 기억해야 한다. 식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 매핑 정보도 메모리에 저장되어야 한다.
이처럼 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있다.
변수 선언
변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말한다. 좀 더 자세히 말하면 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것이다.
변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용한다.
// 선언 단계를 통해 변수 이름 score를 등록하고, 초기화 단계를 통해 score 변수에 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화한다.
var score; // 변수 선언위 변수 선언문은 변수 이름을 등록하고 값을 저장할 메모리 공간을 확보했지만 값을 할당하지 않았다. 확보된 메모리 공간에는 빈 값이 아닌 undefined라는 값이 할당되어 초기화된다.
자바스크립트엔진은 변수 선언을 2단계에 거쳐 수행한다.
1) 선언단계 : 변수 이름을 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알린다.
2) 초기화 단계 : 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화한다.
변수 이름을 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.
일반적으로 초기화란 변수가 선언된 이후 최초로 값을 할당하는 것을 말한다. 만약 초기화 단계를 거치지 않으면 확보된 메모리 공간에는 이전에 다른 애플리케이션이 사용했던 값이 남아 있을 수 있다. 이러한 값을 쓰레기 값(garbage value)이라 한다. 따라서 메모리 공간을 확보한 다음, 값을 할당하지 않은 상태에서 곧바로 변수 값을 참조하면 쓰레기 값이 나올 수 있다.
선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError(참조 에러)가 발생한다. 이 에러는 식별자를 통해 값을 참조하려 했지만 자바스크립트 엔진이 등록된 식별자를 찾을 수 없을 때 발생하는 에러이다.
변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅
console.log(score); // undefined
var score; // 변수 선언문변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 앞에 있다. 자바스크립트 코드는 인터프리터에 의해 한 줄씩 순차적으로 실행되므로 console.log가 먼저 실행되고 다음 코드가 실행된다. 변수 선언이 되지 않은 시점에서 참조 에러가 발생할 것이라고 생각하는게 당연하지만 여기에서는 undefined가 출력된다.
그 이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.
자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행한다. 따라서 변수 선언이 소스코드의 어디에 위치하는지와 상관없이 어디서든지 변수를 참조할 수 있다.
이처럼 변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅이라 한다.
값의 할당
변수에 값을 할당할 때는 할당 연산자 =를 사용한다.
변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다.
console.log(score); // undefined
var score; // 변수 선언 : 런타임 이전에 실행
score = 80; // 값의 할당 : 런타임에 실행, 이미 undefined로 초기화 된 상태
console.log(score); // 80여기에서 주의할 점은 변수에 값을 할당할 때는 이전 값 undefined가 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 공간에 할당 값을 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그곳에 값을 저장한다.
