[JavaScript] 함수

본 장은 자바스크립트 함수의 개념을 이해하는 것을 목표로 한다.

1. 함수란?

함수는 자바스크립트에서 가장 중요한 핵심 개념이다. 스코프, 실행 컨텍스트, 클로저, 생성자 함수에 의한 객체 생성, 메서드, this. 프로토타입, 모듈화 등 중요한 개념들이 모두 함수와 깊은 관련이 있기 때문에 함수를 정확히 이해하고 넘어가야 한다.

고등학교 수학시간에 배웠던 함수를 떠올려보자. 수학의 함수는 입력(Input)을 받아 출력(Output)을 내보내는 일련의 과정을 정의한 것이다.

프로그래밍 언어의 함수도 이와 같은 개념이다. 위 사진과 같은 f(x,y) = x + y를 자바스크립트 함수로 표현해보면 다음과 같다.

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

var result = add(2, 5);

//함수 호출
console.log(result);

프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.

위의 코드 예제는 함수를 정의한 것이다. 자바스크립트 함수는 다양한 방식으로 정의될 수 있는 데 가장 기본적인 함수 선언문을 통해 함수를 정의한 예이다.

add 함수의 역할은 매개변수로 받은 x와 y를 더해주는 역할이다. 그냥 변수 x,y를 선언해주고 result 변수에 x와 y를 더한 값을 할당해줄 수 있다. 그럼에도 함수를 만들어야 하는 이유는 무엇일까? 바로 유지보수의 편의성과 코드의 신뢰성이다.

다음과 같이 더하는 기능을 100번, 1000번 혹은 그 이상 해야한다고 가정해보자. 그럼 우리는 함수를 통해 중복을 제거하고 코드를 재사용할 수 있다. 또 1000번 작성해야 할 코드를 하나의 함수를 통해 역할을 수행하므로 실수할 가능성도 낮아진다. 적절한 함수의 이름을 통해 (add : 더하다) 코드의 가독성을 높인다.

2. 함수 리터럴

자바 스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 숫자 값을 숫자 리터럴로 생성하고 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다.

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

위의 예제와 같이 함수리터럴을 변수에 할당할 수 있다. 이를 통해 함수가 객체임을 다시 확인할 수 있다. 함수는 객체이지만 일반 객체와는 달리 호출할 수 있다는 특징을 가진다. 그리고 일반 객체에는 없는 함수 객체만의 고유한 프로피터를 갖는다.

3. 함수 정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다. 정의된 함수는 자바스크립트 엔진에 의해 평가되어 함수 객체가 된다.

이전에 함수를 정의하는 방법이 여러가지가 있다고 하였는데 크게 4가지가 있다.
1) 함수 선언문, 2) 함수 표현식, 3) Function 생성자 함수, 4) 화살표 함수(ES6)

3-1) 함수 선언문

함수 선언문을 통해 정의하는 방식은 아래와 같다.

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

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

//함수 호출
console.log(add(2,5));

참고로 console.dir은 console.log와 달리 함수 객체의 프로퍼티까지 출력한다. ( 단 Node.js 환경에서는 console.log와 같은 결과가 출력된다.)

함수 선언문의 경우 표현식이 아닌 문이므로 변수에 할당할 수 없다.

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

//함수 호출
console.log(add(2,5)); // 7

그러나 위 예제를 보면 마치 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다. 이렇게 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드를 해석할 때 중의적으로 해석될 수 있기 때문이다. 함수 선언문과 함수 리터럴의 차이를 생각해보자. 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다는 점만 제외하면 함수 리터럴과 형태가 동일하다.

따라서, 기명 함수 리터럴, 즉 함수의 이름을 가지고 있는 함수 리터럴의 경우에는 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식 두 경우의 수로 해석될 수 있다는 것!

이러한 경우에는 코드의 문맥에 따라 해석이 달라질 수 있는데, 자바스크립트 엔진은 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석하고, 위와 같이 함수 리터럴을 변수에 할당하거나 피 연산자로 사용하면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다.

function foo() { console.log('foo'); }
// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석
// 함수 선언문에서는 함수 이름 생략 X

foo(); // foo

위와 같이 단독으로 사용된 함수 리터럴(foo)은 함수 선언문으로 해석된다. 함수 선언문으로 정의된 foo함수는 foo라는 이름으로 호출 할 수 있었다. 그러나 자바스크립트 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자이기 때문에 외부에서 foo라는 함수 이름으로 참조할 수 없어야한다. 위 예제에서는 식별자 foo를 선언한 적도 없고 할당한 적도 없다. 여기서 foo는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자이다.

자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성하는데, 함수 객체를 가리키는 식별자가 없으면 참조할 수 없으므로 호출이 불가능하다. 따라서 자바스크립트 엔진이 함수를 호출하기 위해 함수명과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 함수 객체를 할당하는 것!

3-2) 함수 표현식

자바스크립트 함수는 객체 타입의 값이다. 자바스크립트 함수의 경우 값처럼 변수에 할당 혹은 프로퍼티 값이 될 수도 있고 배열의 요소가 될 수 있다. 이러한 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라고 한다.

함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식이라 한다.

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

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

var add = function foo(x,y) {
  return x + y;
}; // 기명 함수 표현식

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

위에서 얘기했듯이 foo라는 함수명은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이다. 함수 객체를 가르키는 add라는 식별자가 있기 때문에 암묵적으로 생성해줄 필요가 없으며 그래서 참조 에러가 발생한다.

3-3) Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본으로 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다. (사실 new 연산자없이 호출해도 결과는 동일하다..)

var add = new Function('x', 'y', 'return x + y');

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

3-4) 화살표 함수

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

const add = (x,y) => x + y;
console.log(add(2,5)); // 7

4. 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

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

//함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7
console.log(sub(2, 5)); // TypeError

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

// 함수 표현식
var sub = function (x, y) {
  return x - y;
};

위 예제와 같이 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. (이는 저번 챕터 변수 호이스팅에서 자바스크립트 엔진이 소스코드를 실행하는 과정을 참고하자.)

변수 호이스팅과 유사하게 런타임 이전에 함수 선언문에 의해 함수 객체가 먼저 생성된다. 그리고 자바스크립트 엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성 및 객체를 할당한다.

즉 코드가 한줄씩 순차적으로 실행되는 런타임 이전에 이미 함수 객체 생성 및 할당까지 완료된 상태이다.

이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 함수 호이스팅이라고 한다.

유의할 점 !
변수 호이스팅과 함수 호이스팅은 자바스크립트 엔진이 작동하는 프로세스적인 면에서 유사하지만 분명히 차이가 있다. 변수 호이스팅의 경우 var 키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화, 함수 선언문을 통해 암묵적으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화된다. 따라서 var 키워드를 사용한 변수 선언문 이전에 변수를 참조하면 변수 호이스팅에 의해 undefined로 평가되지만, 함수 선언문으로 정의한 함수를 그 이전에 호출하면 호출이 가능하다.

5. 함수 호출

위에서 살펴봤던 함수들에서 볼 수 있듯이 함수 외부에서 내부로 값을 전달할때 매개변수를 통해 인수를 전달한다. 여기서 인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다.

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

//함수 호출
var result = add(1,2);

위의 예제를 간단히 살펴보면, 인수 1과 2가 매개변수 x와 y에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행된다.

매개변수는 함수가 호출될 때 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 undefined로 초기화딘 이후 인수가 순서대로 할당된다. 함수 몸체 내에서 암묵적으로 생성되니 당연히 외부에서는 참조될 수 없다.

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

add(2,5); 

console.log(x, y); // ReferenceError

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다. 즉, 함수를 호출할 때 매개변수의 개수만큼 인수를 전달하는 것이 일반적이지만 그렇지 않은 경우에도 에러가 발생하지 않는다.

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

console.log(add(2)); // NaN

위 예제의 경우 매개변수 x에는 인수 2가 전달되지만, y에 전달할 인수가 없다.따라서 y는 undefined로 초기화된 상태 그대로다. 따라서 x + y 는 2 + undefined와 같으므로 NaN이 반환된다. 그렇다면 인수가 초과되면 어떻게 될까?

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

console.log(add(2, 5, 10)); // 7

초과된 인수는 다음과 같이 무시된다. 그렇다고 해서 초과된 인수는 버려지는게 아니다. 모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티에 보관된다.

function add(x, y) {
  console.log(arguments); 
  //Argument(3)
  
  return x + y;
}
add(2, 5, 10);