JavaScript | [모딥다] 12장 함수

bubblegum·2024년 2월 15일

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12.1 함수란?

매개변수: 함수 내부로 입력을 전달 받는 변수.
인수: 입력
반환값: 출력
함수 호출: 인수를 매개변수를 통해 함수로 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시하는 것.

12.2 함수를 사용하는 이유

함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측면에서 매우 유용하다. 코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 적절한 함수 이름은 함수 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 돕는다. 이는 코드의 가독성을 향상시킨다.

12.3 함수 리터럴

함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개 변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.

함수 이름: 함수 이름은 식별자다. 따라서 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다. 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다. 함수 이름은 생략할 수 있다. 이름이 있는 함수를 기명함수(named function), 이름이 없는 함수를 익명함수(anonymous function)라 한다.
매개변수 목록: 0개 이상의 매개변수를 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분한다. 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당된다. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있다. 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급된다. 따라서 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
함수 몸체: 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행단위로 정의한 코드 블록이다. 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행된다.

12.4 함수 정의

함수를 정의하는 방법 4가지

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

변수 선언과 함수 정의

변수는 선언(declaration)한다고 했지만 함수는 정의(definition)한다고 표현했다. 함수 선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되고 함수 객체가 할당된다.

12.4.1 함수 선언문

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 문은 변수에 할당할 수 없다. 그러나 다음 예제를 보면 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다.

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

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

이렇게 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 함수 선언문으로 해석하는 경우와 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다. { }처럼 중의적인 코드는 코드의 문맥에 따라 해석이 달라진다. { }이 단독으로 존재하면 자바스크립트 엔진은 { }을 블록문으로 해석한다. 하지만 { }이 값으로 평가되어야 할 문맥에서 피연산자로 사용되면 자바스크립트 엔진은 { }을 객체 리터럴로 해석한다. 마찬가지로 자바스크립트 엔진은 기명함수를 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석하고, 함수 리터럴이 값으로 평가되어야 하는 문맥, 예를 들어 함수 리터럴을 변수에 할당하거나 피연산자로 사용하면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다.

function foo() {console.log('foo')};
foo(); // foo

(function bar() {console.log('bar');});
bar(); // ReferenceError: bar is undefined

위 예제에서 단독으로 사용된 함수 리터럴(foo)은 함수 선언문으로 해석된다. 하지만 그룹 연산자 () 내에 있는 함수 리터럴(bar)은 함수 선언문으로 해석되지 않고 함수 리터럴 표현식으로 해석된다. 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 따라서 표현식이 아닌 문인 함수 선언문은 피연산자로 사용할 수 없다. 이처럼 기명 함수 리터럴은 코드의 문맥에 따라 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.

자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 객체를 생성한다. 이때 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이므로 함수 이름과는 별도로 생성된 함수 객체를 가리키는 식별자가 필요하다. 따라서 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 호출한다. 즉, 함수 선언문으로 생성한 함수를 호출한 것은 함수 이름 add가 아니라 자바스크립트 엔진인 암묵적으로 생성한 식별자 add인 것이다. 함수 이름과 변수 이름이 일치하므로 함수 이름으로 호출되는 듯하지만 사실은 식별자로 호출된 것이다.

12.4.2 함수 표현식

값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다. 함수가 일급 객체라는 것은 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미이다. 따라서 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. 함수를 호출할 때는 함수 이름이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자를 사용해야 한다. 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이므로 함수 이름으로 함수를 호출할 수 없다.

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

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

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. 그러나 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다. 이는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다. 런타임 이전에 이미 함수 이름과 동일한 식별자에 함수 객체의 할당까지 완료된 상태이므로 함수 선언문 이전에 함수를 참조할 수 있으며 호출할 수도 있다. 이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 함수 호이스팅(function hoisting)이라 한다.

함수 호이스팅과 변수 호이스팅은 미묘한 차이가 있다. 변수 선언은 런타임 이전에 실행되어 undefined로 초기화되지만 변수 할당문의 값은 런타임에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 런타임에 평가되어 함수 객체가 된다. 따라서 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다.

12.4.4 function 생성자 함수

생성자 함수(constructor function)는 객체를 생성하는 함수를 말한다.

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다. 사실 new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일하다.

Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않다. function 생성자 함수로 생성한 함수는 closure를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

12.4.5 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 function 키워드 대신 화살표를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다. 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의한다.

화살표 함수는 기존의 함수보다 표현이 간략하며 내부 동작 또한 간결하다. 화살표 함수는 생성자 함수로 사용할 수 없으며, 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다.

12.5 함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 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. 이때 매개변수가 인수에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행되기 시작한다.

12.5.1 매개변수와 인수

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수(parameter, 인자)를 통해 인수(argument)를 전달한다. 인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 인수는 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.

12.5.2 인수 확인

자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는 지 확인하지 않는다.
자바스크립트는 동적 타입 언어다. 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') {
  	throw new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.')
  }
  
  return x + y; 
}

console.log(add(2)); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다. 
console.log(add('a', 'b')); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

앞의 예제의 경우 인수의 개수는 확인하고 있지 않지만 arguments 객체를 통해 인수 개수를 확인할 수도 있다. 또는 인수가 전달되지 않은 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; 
}

console.log(add(1, 2, 3)); // 6
console.log(add(1, 2)); // 3
console.log(add(1)); // 1
console.log(add()); // 0

12.5.3 매개변수의 최대 개수

ECMAScript 사양에서는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하고 있지 않다. 그렇다면 매개변수는 최대 몇 개 까지 사용하는 것이 좋을까?

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.

매개변수의 개수가 많다는 것은 함수가 여러 가지 일을 한다는 증거이므로 바람직하지 않다. 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다. 따라서 매개변수는 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장한다.

12.5.4 반환문

함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실생 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다. 반환문은 두 가지 역할을 한다. 첫째, 반환문은 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다. 따라서 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다. 둘째, 반환문은 return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. return 키워드 뒤에 반환값으로 사용할 표현식을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.

반환문은 생략할 수 있다. 이때 함수는 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.
return 키워드와 반환값으로 사용할 표현식 사이에 줄바꿈이 있으면 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 세미콜론이 추가되어 다음과 같은 결과가 발생한다.
```
function multiply(x, y) {
 return // 세미콜론 자동 삽입.
 x+y; // 무시된다. 
}

console.log(multiply(3, 5)); // undefined
```
반환문은 함수 몸체 내부에서만 사용할 수 있다. 전역에서 반환문을 사용하면 문법 에러(SyntaxError: Illegal return statement)가 발생한다. 참고로 Node.js는 모듈 시스템에 의해 파일별로 독립적인 파일 스코프를 갖는다. 따라서 Node.js 환경에서는 파일의 가장 바깥 영역에 반환문을 사용해도 에러가 발생하지 않는다.

12.6 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시 값은 값에 의한 전달(pass by value), 객체는 참조에 의한 전달(pass by reference) 방식으로 동작한다. 매개변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따른다.

function changeVal(primitive, obj){
  primitive += 100; 
  obj.name = 'Kim';
}

var num = 100; 
var person = {name: 'Lee'};

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

changeVal(num, person); 

console.log(num); // 100 (원시값은 원본이 훼손되지 않음)
console.log(person); // {name: "Kim"} (객체는 원본이 훼손됨)

원시 값은 변경 불가능한 값(immutable value)이므로 직접 변경할 수 없기 때문에 재할당을 통해 할당된 원시 값을 새로운 원시 값으로 교체했고, 객체는 변경 가능한 값(mutable value)이므로 직접 변경할 수 있기 때문에 재할당 없이 직접 할당된 객체를 변경했다.

이러한 문제의 해결 방법 중 하나는 객체를 불변 객체(immutable object)로 만들어 사용하는 것이다. 객체의 복사본을 새롭게 생성하는 비용은 들지만 객체를 마치 원시 값처럼 변경 불가능한 값으로 동작하게 만드는 것이다. 객체의 상태 변경이 필요한 경우에는 객체의 방어적 복사(defensive copy)를 통해 원본 객체를 완전히 복제, 즉 깊은 복사(deep copy)를 통해 새로운 객체를 생성하고 재할당을 통해 교체한다.

외부 상태를 변경하지 않고 외부 상태에 의존하지도 않는 함수를 순수 함수라 한다. 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 프로그래밍 패러다임을 함수형 프로그래밍이라 한다.

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉히 호출되는 함수를 즉시 실행 함수(IIFE, Immediately Invoked Function Expression)라고 한다. 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.

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

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

즉시 실행 함수는 반드시 그룹 연산자( ... )로 감싸야 한다. 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가되므로 기명 또는 무명 함수를 그룹 연산자로 감싸면 함수 리터럴로 평가되어 함수 객체가 된다.

12.7.2 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출(recursive call)이라 한다. 재귀 함수(recursive function)는 자기 자신을 호출하는 함수를 말한다. 재귀 함수는 반복문 없이 반복되는 처리를 가능하게 한다.

function countdown(n) {
  if(n < 0) return; 
  console.log(n); 
  countdown(n - 1); 
}

countdown(10);

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출한다. 따라서 재귀 함수 내에는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. 탈출 조건이 없으면 함수가 무한 호출되어 스택 오버프로(stack overflow)에러가 발생한다.

12.7.4 콜백 함수

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수(callback function)라고 하며, 매개 변수를 통해 함수의 외부에서 콜백함수를 전달받은 함수를 고차 함수(Highter-Order Function, HOF)라고 한다. 고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다.

콜백 함수는 함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴이다.

document.getElementById('myButton').addEventListener('click', function() {
  console.log('button clicked!'); 
}); 

setTimeout(function () {
  console.log('1초 경과'); 
}, 1000);

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

함수형 프로그래밍에서는 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수를 순수 함수(pure function)라 하고, 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수를 비순수 함수(impure function)라고 한다.

순수 함수는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수다. 즉, 순수 함수는 어떤 외부 상태에도 의존하지 않고 오직 매개변수를 통해 함수 내부로 전달된 인수에게만 의존해 값을 생성해 반환한다.

비순수 함수는 함수의 외부 상태에 의존하여 외부 상태에 따라 반환값이 달라진다. 외부 상태에는 전역 변수, 서버 데이터, 파일, Console, DOM 등이 있다. 비순수 함수의 또 하나의 특징은 순수 함수와는 달리 함수의 외부 상태를 변경하는 부수 효과가 있다는 것이다.

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황세민

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