12. 함수

12.1 함수란?

수학에서의 함수 = 입력을 받아 출력을 내보내는 일련의 과정
프로그래밍 언어에서의 함수 = 일련의 과정을 문(statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것

• 함수 내부로 입력을 전달받는 변수 = 매개 변수
• 입력 = 인수
• 출력 = 반환값

함수는 함수 정의를 통해 생성. 함수 정의는 다양한 방법이 존재함
함수 정의만으로 함수가 실행되지 않음. 일련의 과정을 실행하기 위해 필요한 인수를 매개변수를 통해 함수에 전달하며 명시적으로 지시해야함. 이 과정을 함수 호출이라고 함.

12.2 함수를 사용하는 이유

함수는 필요시 여러번 호출이 가능

• 실행 시점을 개발자가 결정
• 몇번이든 재사용이 가능

이와 같은 함수의 특성은

1. 코드의 재사용 측면에서 매우 유용
2. 유지보수의 편의성 증가
3. 코드의 신뢰성 증가
4. 함수에 이름을 명명해 코드의 가독성 증가
   가독성이 좋은 코드가 좋은 코드

12.3 함수 리터럴

자바스크립트의 함수 = 객체 타입의 값
-> 함수 리터럴로 생성 가능

// 변수에 함수 리터럴 할당
var f = function add(x, y) {
  return x + y
}

리터럴?
사람이 이해할 수 있는 문자 또는 약속된 기호를 사용해 값을 생성하는 표기 방식
= 값을 생성하기 위한 표기법
-> 함수는 객체
하지만 일반 객체와 다르게 호출 가능한 객체 / 고유 프로퍼티 존재

함수 리터럴의 구성 요소

함수 이름

• 함수 이름은 식별자 - 식별자 네이밍 규칙 준수
• 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자
• 함수 이름은 생략 가능 - 이름이 있는 함수 : 기명함수, 이름이 없는 함수 : 무명/익명 함수

매개변수 목록

• 0개 이상의 매개변수를 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분
• 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당 (순서 중요)
• 매개변수는 함수 내에서 변수와 동일하게 취급 -> 매개변수도 식별자 네이밍 규칙을 따름

함수 몸체

• 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록
• 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행

12.4 함수 정의

1. 함수 선언문
2. 함수 표현식
3. Function 생성자 함수
4. 화살표 함수

변수는 선언, 함수는 정의

12.4.1 함수 선언문

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

// 함수 참조
console.dir(add) // f add(x,y)

// 함수 호출
console.log(add(3, 4)) // 7

console.dir()

함수 객체의 프로퍼티까지 출력
node.js 환경에서는 console.log와 같은 결과 출력

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하나 함수 선언문은 함수 리터럴과 달리 함수 이름을 생략할 수 없음

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이기 때문에 값을 갖지 않음. 표현식이 아닌 문은 변수에 할당할 수 없지만 함수 리터럴을 보면 함수가 변수에 할당되는 것 처럼 보임. 이는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 함수 선언문(표현식이 아닌 문)으로 해석하거나 함수 리터럴 표현식(표현식인 문)으로 해석하기 때문.
-> 기명함수는 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석될 수 있음.

// 함수 선언문
function english() {
  console.log("hi")
}

english() // hi

기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석됨
이 때 함수 선언문에서 함수 이름 생략 불가능

// 함수 리터럴 표현식
;(function korean() {
  console.log("안녕")
})

korean() // ReferenceError

함수 리터럴을 피연산자로 사용시 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴 표현식으로 해석
함수 리터럴에서는 함수 이름을 생략 가능
함수 리터럴은 함수의 호출이 불가능함. - 함수를 가리키는 식별자가 존재하지 않음

함수 선언문에서 함수의 호출이 가능한 이유는 함수의 이름을 이용해 자바스크립트 엔진이 함수에 암묵적으로 식별자를 생성하기 때문. 함수는 함수 이름으로 호출되는 것이 아닌 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출

// a : 함수 식별자
// b : 함수 이름
var a = function b(x, y) {
  return x + y
}

console.log(a(3, 4)) // 7
consoel.log(b(3, 4)) // ReferenceError

12.4.2 함수 표현식

자바스크립트 함수가 객체 타입의 값이라는 의미 (함수가 일급객체이다.)

• 값처럼 변수에 할당 가능
• 프로퍼티 값이 될 수 있음
• 배열의 요소가 될 수 있음

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적

// 이름이 없는 익명함수를 ex 변수에 할당
var ex = function (x, y) {
  return x + y
}

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 함수 참조
console.dir(funcA) // f funcA()
console.dir(funcB) // undefined

// 함수 호출
console.log(funcA()) // "hi"
console.log(funcB()) // TypeError
// funcB가 let을 이용해 변수에 할당되는 경우 ReferenceError 발생

// 함수 선언문
function funcA() {
  return "hi"
}

// 함수 표현문
var funcB = function () {
  return "bye"
}

함수 선언문으로 정의된 함수와 함수 표현식으로 정의된 함수는 생성시점이 다름

함수 선언문은 함수 호이스팅이 적용됨.

1. 함수 선언문으로 함수 정의시, 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성
2. 자바스크립트 엔진이 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성 후,생성된 함수 객체 할당

함수 표현식은 함수 호이스팅이 아닌 변수 호이스팅 발생 (var를 사용하는 경우)
변수 할당문의 값은 할당문이 실행되는 시점(런타임)에 평가되어 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 됨.

12.4.4 Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해 반환 (new 연산자 사용은 선택)

생성자 함수

객체를 생성하는 함수

Function 생성자 함수로 생성한 함수는 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 작용된다.

12.4.5 화살표 함수

Function 키워드 대신 화살표(=>)를 사용해 함수를 선언하는 방식

const add = (x, y) => x + y

특징

• 생성자 함수로 사용 불가능
• 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다름
• prototype 프로퍼티가 존재하지 않음
• argument 객체를 생성하지 않음

12.5 함수 호출

12.5.1 매개변수와 인수

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달
매개변수는 함수 내부에서만 참조할 수 있고 외부에서 참조 불가능 = 매개변수의 스코프는 함수 내부

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않음.
인수가 부족해서 인수가 할당되지 않는 경우, 매개변수의 값은 undefined
매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 암묵적으로 argument 객체의 프로퍼티로 보관.

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

console.log(add(2)) // NaN -> x : 2 , y : undefined
console.log(add(2,3,4) // 5 -> x : 2, y : 3

12.5.2 인수 확인

자바스크립트의 경우, 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있음.

why?

1. 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
2. 자바스크립트는 동적 타입 언어이므로 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.

이를 보완하기 위해
1번 문제 해결

• arguments 객체를 통해 인수 개수 확인
• 인수가 전달되지 않은 경우 단축 평가를 사용해 매개 변수에 기본값 할당
  • 매개변수에 인수를 전달하지 않은 경우
    • undefined를 전달한 경우

2번 문제 해결

• 타입스크립트와 같은 정적 타입의 언어를 사용하거나
• 자바스크립트의 상위 확장을 도입해 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있도록 함

12.5.3 매개변수의 최대 개수

함수의 매개변수는 적으면 적을 수록 유지보수성에 좋음. 따라서 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장
만약 많은 수의 매개변수를 전달해야하는 상황이라면, 객체를 이용해 순서에 상관없고 인수의 의미 파악이 용이하도록 해 가독성을 높일 수 있음.
하지만 객체로 전달되는 경우, 객체를 변경하게 되면 객체의 원본이 변경되는 부수 효과가 발생하므로 이 점에 유의해야함.

12.5.4 반환문

함수는 return키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환
함수 호출은 표현식 -> return 키워드가 반환한 값으로 평가됨.

반환문의 역할

1. 함수의 실행을 중단하고 함수를 종료
2. return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환, 표현식이 지정되지 않으면 undefined 반환

반환문은 생략 가능
이 때 함수의 마지막 문까지 실행 후, 암묵적으로 undefined 반환

return문과 표현식 사이에 줄바꿈이 있는 경우 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 표현식이 실행되지 않고 함수 종료

브라우저 환경의 전역에서 return문 사용시 SyntaxError가 발생하지만, Node.js 환경에서는 모듈 시스템에 의해 파일별로 독립적인 파일 스코프를 갖기 때문에 전역에서 사용해도 에러가 발생하지 않음.

12.6 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

매개변수에서도 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따름

function test(pri, obj) {
  pri += 100
  obj.name = "kim"
}

let age = 27
let person = { name: "lee" }

console.log(age) // 27
console.log(person) // {name : "lee"}

// 원시값은 값 자체가 복사되어 전달
// 객체는 참조값이 복사되어 전달
test(age, person)

// 원시값은 원본 보존
console.log(age) // 27

// 객체는 원본이 훼손
console.log(person) // {name : "kim"}

위의 예시와 같은 문제로 인해 함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기가 어려워진다. 이에 대응하기 위해 옵저버 패턴 등을 통해 객체 참조를 공유하는 모든 코드에 변경 사항을 알리고 대응하는 과정이 필요

또 다른 해결 방법으론 불변 객체로 만들어 사용 - 객체의 상태 변경이 필요한 경우 깊은 복사를 통해 새로운 객체 생성 후 재할당을 통해 교체

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수
단 한 번만 호출되며, 다시 호출 불가능
보통 익명함수를 사용하는 것이 일반적 - 기명함수 사용은 가능

그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가되는 점을 이용해 함수를 함수 리터럴로 계산하기 위해 즉시 실행함수는 반드시 그룹 연산자(괄호())로 감싸야 한다. 이 때 기명함수를 사용한다고 하더라도 그룹 연산자 밖에서 식별자로 호출이 불가능하다.

그룹 연산자 외에도 값으로 변경하기 위해 다음와 같은 방법을 사용할 수 있다.

// 1
;(function () {
  //...
})()

//2
;(function () {
  //...
})()

//3
!(function () {
  //...
})()

//4
;+(function () {
  //...
})()

즉시 실행 함수 내 코드를 모아 두면 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있다.

12.7.2 재귀 함수

재귀 호출을 수행하는 함수 - 반복되는 처리를 위해 사용

함수 표현식으로 정의한 함수 내부에서는 함수 이름과 함수를 가리키는 식별자로도 재귀 호출 가능

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출하기 때문에 탈출 조건을 만들어줘야함. 만약 만들지 않고 무한으로 실행된다면 스택오버플로우 발생

주로 for문, while문으로 대체 가능하며, 반복문을 사용하는 것보다 재귀 함수를 사용하는 편이 더 직관적인 경우에만 한정적으로 사용하는 것이 바람직

12.7.3 중첩 함수 (= 내부 함수)

함수 내부에 정의된 함수
중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수라고 함.
중첩 함수는 외부함수에서만 호출 가능. 일반적으로 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할

호이스팅에 혼란을 줄 수 있어 if문이나 for문 등의 코드 블록 내에서 정의하는 것은 권장하지 않음.

12.7.4 콜백 함수

함수의 일부분만 달라 매번 함수를 재정의할 필요가 없도록 함수를 합성하기 위해 함수의 변하지 않는 부분은 공통으로 두고, 경우에 따라 변경되는 로직을 함수 외부에서 전달 받을 수 있도록 함
-> 이 때 매개변수를 통해 함수 외부에서 함수 내부로 전달되는 함수 = 콜백 함수
매개 변수를 통해 함수의 외부에서 콜백함수를 전달 받는 함수 = 고차 함수

콜백 함수도 고차 함수의 헬퍼 함수 역할

• 콜백 함수는 중첩 함수와 달리 자유롭게 교체 가능
• 콜백 함수는 고차함수에 의해 호출
• 고차 함수에서 필요에 따라 인수를 전달 = 매개변수에서는 함수 자체를 전달

// 익명 함수 리터럴로 전달
repeat(3, function () {
  console.log("!")
})

// 함수 외부에서 콜백 함수 정의
let func1 = function () {
  console.log("!")
}

repeat(3, func1)

익명 함수 리터럴의 경우, 고차 함수가 호출 될 때마다 콜백함수가 생성됨.
외부에서 정의 된 콜백함수는 한 번만 생성됨.
-> 콜백 함수가 고차함수 내부에서만 호출된다면 콜백 함수를 익명함수리터럴로 정의
다른 곳에서도 호출해야하거나 고차함수가 자주 호출된다면 외부에서 정의

콜백함수는 비동기 처리, 배열 고차함수 등에서 많이 사용됨

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 : 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는 함수 (부수 효과가 없는 함수)
비순수 함수 : 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는 함수 (부수 효과가 있는 함수)

만약 외부 상태는 의존하지 않고 함수 내부 상태에만 의존한다 하더라도, 함수 호출 마다 다른 값을 리턴한다면 순수함수가 아님 (ex. 현재 시간 출력 등)

순수 함수의 특징

• 최소 하나 이상의 인수를 전달 받음
  • 인수가 없다면 상수와 마찬가지
    • 인수를 변경하지 않음 (인수의 불변성 유지)
• 함수의 외부 상태를 변경하지 않음

비순수 함수의 특징

• 함수의 외부 상태를 변경하는 부수 효과가 존재
  • console, alert 포함