[F-Lab 모각코 챌린지 1일차] 스코프 Scope

Nami·2023년 6월 1일
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실행 컨텍스트 TIL - Git

실행 컨텍스트 섹션을 공부하던 중, 스코프에 관하여 조금 더 정리할 필요를 느껴서 공부하게 되었다.

스코프 Scope

모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다.

스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

전역공간을 제외하면 오직 함수에 의해서만 스코프가 생성된다.

function add(x, y) {
  // 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있음.
  // 즉, 매개변수의 스코프(유효범위)는 함수 몸체 내부임.
  console.log(x, y);
  return x + y;
}

add(2, 5);

// 매개 변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있음.
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined
var x = 'global';

function foo() {
  var x = 'local';
  console.log(x); // (1)
}
foo();

console.log(x);   // (2)
  • 스코프라는 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다.
  • 코드의 가장 바깥 영역과 foo() 함수 내부에 같은 이름을 갖는 x 변수를 선언했고 (1), (2)에선 x 변수를 참조한다. 이름이 동일한 식별자이지만, 스코프가 다른 별개의 변수
  • 스코프를 Js 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있음.

코드의 문맥과 환경

'코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지'를 렉시컬 환경 Lexical Environment라고 부른다.
즉, 코드의 문맥 Context는 렉시컬 환경으로 이뤄진다. 이를 구현한 것이 '실행 컨텍스트 Execution Context'이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행됨.

var 키워드로 선언한 변수의 중복 선언

var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다. 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생.

function foo() {
  var x = 1;
  // 아래 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것 처럼 동작함.
  var x = 2;
  console.log(x); // 2
}
foo();

하지만 let이나 const키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용되지 않음.

function bar() {
  let x = 1;
  let y = 2;
}
bar();

스코프의 종류

전역 global과 지역 local로 구분할 수 있다.

구분설명스코프변수
전역코드의 가장 바깥 영역전역 스코프전역 변수
지역함수 몸체 내부지역 스코프지역 변수

전역과 전역 스코프

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);     // (7) global x
console.log(z);     // (8) ReferenceError: z is not defined
  • 전역은 코드의 가장 바깥 영역을 말함. 전역은 전역 스코프 Global Scope를 만들고 전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수 Global Variable가 된다.
  • 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

지역과 지역 스코프

  • 지역이란 함수 몸체 내부를 말함. 지역은 지역 스코프 Local Scope를 만들고 지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수 Local Variable가 된다.
  • 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.
  • 지역 변수를 전역에서 참조하면 참조 에러가 발생한다.

스코프 체인 Scope Chain

스코프가 계층적으로 연결된 것. 식별자의 유효범위를 안에서부터 바깥으로 차례대로 검색해나가는 것.

  • 이를 가능하게 하는 것은 LexiccalEnvironment의 두 번째 수집 자료인 outerEnvironmentReference이다.
  • outerEnvironmentReference는 현재 호출된 함수가 선언될 당시의 LexicalEnvironment를 참조한다.
    • 스코프 체인 상에서 가장 먼저 밝견된 식별자에만 접근 가능.
  • 함수 몸체 내부에서 정의한 함수를 '중첩 함수 nested function', 중첩 함수를 포함하는 함수를 '외부 함수 outer function'이라고 한다.
  • 스코프는 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다.
    • 중첩 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 가짐.
    • 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라고 함.
  • 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색 indentifier resolution한다.

렉시컬 환경 Lexical Environment

  • 스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결 chaining한 것.
  • 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 생성된다.
  • 매개변수명, 변수의 식별자, 선언한 함수의 함수명 등을 수집하는 environmentRecord와 바로 직전 컨텍스트의 LexicalEnvironment 정보를 참조하는 outerEnvironmentReference로 구성되어 있음.

스코프 체인에 의한 변수 검색

절대 하위 스코프로 내려가면 식별자를 검색하는 일은 없다.

상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미.

  • 스코프의 계층적 구조는 부자 관계로 이뤄진 상속 inheritance과 유사하다.
  • 스코프를 '식별자를 검색하는 규칙'이라고 표현할 수 있다.

함수 레벨 스코프

  • 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다.
  • var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
var x = 1;

if (true) {
  // 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다고 할지라도 모두 전역 변수다.
  // 따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다.
  // 이는 의도치 않게 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다.
  var x = 10;
}
console.log(x); // 10

블록 레벨 스코프

  • C나 자바를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록(if, for, while, try/catch 등)이 지역스코프를 만든다.
  • JS ES6에서 도입된 let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원함.

렉시컬 스코프

var x = 1;
function foo() {
  var x = 10;
  bar();          //  (1) 어디서 호출했는가
}

function bar() {  //  (2) 어디서 정의했는가
  console.log(x);
}
  1. 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
    : 동적 스코프 Dynamic Scope
  2. 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
    : 렉시컬 스코프 Lexical Scope

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.
함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다.

정리

  • 스코프는 변수의 유효범위를 말한다.
  • outerEnvironmentReference는 해당 함수가 선언된 위치의 LexicalEnvironment를 참조.
  • 코드 상에서 어떤 변수에 접근하려고 하면 현재 컨텍스트의 LexicalEnvironment를 탐색해서 발견되면 그 값을 반환, 발견하지 못하면 다시 outerEnvironmentReference에 담긴 LexicalEnvironment를 탐색하는 과정을 거친다.
    • 전역 컨텍스트의 LexicalEnvironment까지 탐색해도 해당 변수를 찾지 못한다면 undefined를 반환.
  • 전역 컨텍스트의 LexicalEnvironment에 담긴 변수를 전역 변수라 하고, 그 밖의 함수에 의해 생성된 실행 컨텍스트의 변수들은 모두 지역변수.
  • 안전한 코드 구성을 위해 가급적 전역변수의 사용은 최소화하는 것이 좋다.

참조 ✅

  • 📚 『코어 자바스크립트』
    - 2-3-2. 스코프, 스코프 체인, outerEnvironmentReference
  • 📚 『모던 자바스크립트 Deep Dive』
    - 13장. 스코프
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