[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive 13장

* 모던 자바스크립트 Deep Dive을 토대로 공부한 것을 정리한 내용으로, 모든 인용문은 모던 자바스크립트 Deep Dive의 문구를 인용한 것입니다.

💡 13장. 스코프

💫 스코프란?

스코프(scope-유효범위)는 자바스크립트를 포함한 모든 프로그래밍 언어의 기본적이며 중요한 개념이다.

변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위, 즉 다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위가 결정된다. 변수 뿐만 아니라 모든 식별자가 그렇다.
모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정되며, 이를 스코프라고 한다.
즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 의미한다.

아래의 예시로 조금 더 알아보자.

var x = 'global';

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

foo();	// local

console.log(x);	// global

코드의 가장 바깥 영역과 foo 함수 내부에 같은 이름을 갖는 x 변수를 선언했으며, console.log(x) 두 개에서 x 변수를 참조한다. 이때 자바스크립트 엔진은 이름이 같은 변수 두 개 중 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정해야 하며, 이를 식별자 결정이라고 한다. 이때 자바스크립트 엔진은 스코프를 통해 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정한다.

즉, 스코프란 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고 볼 수 있다. 만약 스코프라는 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없을 것이다. 스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만 다른 스코프에서는 같은 이름의 식별자를 사용할 수 있다.

💫 스코프의 종류

변수는 자신이 선언된 위치에 의해 스코프가 결정된다. 즉, 전역에서 선언된 변수는 전역 스코프를 가지며, 지역에서 선언된 변수는 지역 스코프를 가진다.

구분	설명	스코프	변수
전역	코드의 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수의 몸체 내부	지역 스코프	지역 변수

🧐 전역과 전역 스코프

전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 말한다. 전역은 전역 스코프를 만든다. 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

🧐 지역과 지역 스코프

지역이란 함수 몸체 내부를 의미한다. 지역은 지역 스코프를 만든다. 지역 변수는 자신이 선언된 지역과 하위 지역(중첩 함수)에서만 참조할 수 있다. 즉, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

💫 스코프 체인

함수는 전역에서 정의할 수도 있지만 함수 몸체 내부에서 정의할 수도 있다. 함수 몸체 내부에서 정의한 함수를 중첩 함수, 중첩 함수를 포함하는 함수를 외부 함수라고 한다.

함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 이때 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라고 한다.

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);	// 5) global y
        console.log(z);	// 6)outer's local z
    }

    inner();
}

outer();

console.log(x);	// 7) global x
console.log(z);	// 8) ReferenceError: z is not defined

위 코드의 구조를 그림으로 나타낸 것이 아래 그림이다.

위의 예제에서 지역은 outer 함수의 지역과 inner 함수의 지역이 있다. inner 함수는 outer 함수의 중첩 함수이다. 즉, outer 함수가 만든 지역 스코프는 inner 함수의가 만든 지역 스코프의 상위 스코프이며 outer 함수의 지역 스코프의 상위 스코프이다.

이처럼 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다. 이렇게 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라고 한다.

변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.

💫 함수 레벨 스코프

스코프는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다.

대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록이 지역 스코프를 만든다. 이러한 특성을 블록 레벨 스코프라 한다. 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프라 한다.

var i = 10;

for(var i = 0; i < 5; i++){
  console.log(i);
}

console.log(i);	// 5

블록 레벨 스코프를 지원하는 프로그래밍 언어에서는 for문에서 선언된 i 변수가 지역 변수이다. 그러나 var 키워드로 선언된 변수는 블록 레벨 스코프를 인정하지 않기 때문에 i 변수는 전역 변수가 되며, i는 중복 선언되고 그 결과 의도치 않게 전역 변수의 값이 재할당된다.

var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정하지만, let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다.

💫 렉시컬 스코프

var x = 1;

function foo(){
  var x = 10;
  bar();
}

function bar(){
  console.log(x);
}

foo();	// 1
bar();	// 1

위 예제는 bar 함수의 상위 스코프가 무엇인지에 따라 결정된다.

🧐 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프 결정(동적 스코프)

동적 스코프로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar 함수의 상위 스코프는 foo 함수의 지역 스코프일 것이다.
이 방식은 함수를 정의하는 시점에는 어디서 호출될지 알 수 없기 때문에 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 한다. 때문에 동적 스코프라고 부른다.

🧐 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프 결정(렉시컬 스코프 혹은 정적 스코프)

렉시컬 스코프로 상위 스코프를 결정한다면 bar 함수의 상위 스코프는 전역 스코프일 것이다.
이 방식은 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다.

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 어디서 호출했는지가 아니라 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 함수가 호출된 위치는 상위 스코프에 어떠한 영향도 주지 않는다. 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르기 때문에 위 예제의 bar 함수는 전역에서 정의된 함수다. 따라서 bar 함수 객체는 전역 스코프를 기억하기 때문에 호출된 곳이 어디인지 관계없이 전역 변수 x의 값 1을 출력한다.

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리뷰

몰랐던 부분과 더 공부해보고 싶은 부분

대부분의 함수가 렉시컬스코프를 이용하기 때문인지 동적 스코프에 관한 내용은 처음 보는 것 같다. 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정한다면 생각할 것이 많아져 어려울 것 같다고 생각했다.

공부하면서 든 생각

예전에 스코프 범위를 헷갈려 원하는 값이 나오지 않는 경우가 종종 있어 다같이 되짚어보면 좋을 것 같다고 생각해 아티클을 작성했다. 스코프는 수업 시간에 배우긴 했지만 집중하지 않고 들었고,,, 나중에는 수업 때 배웠다고 생각해서 다시 공부해볼 생각을 하지 못했던 것 같다. 앞으로 집중해야지,,,