27. 배열(1)

Hoony·2022년 7월 29일
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27.1 배열이란?


배열은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조이다.

  • 배열이 가지고 있는 값을 요소라고 부른다.
  • 자바스크립트에서 값으로 인정하는 모든 것이 배열 요소가 될 수 있다.
const arr = ['apple', 'banana', 'orange'];


배열에서는 위치를 나타내는 0 이상의 정수인 인덱스를 갖는다.

arr[0] // -> 'apple'
arr[1] // -> 'banana'
arr[2] // -> 'orange'


배열은 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 나타내는 length 프로퍼티를 갖는다.

arr.length // -> 3


자바스크립트에서 배열이라는 타입은 존재하지 않는다.
배열은 객체타입이다.

typeof arr // -> object


배열은 배열 리터럴, Array 생성자 함수, Array.of, Array.from 메서드로 생성할 수 있다.
배열의 생성자 함수는 Array이며 프로토타입 객체는 Array.prototype이다.

const arr = [1, 2, 3];

arr.constructor === Array // -> true
Object.getPrototypeOf(arr) === Array.prototype // -> true


배열은 객체지만 일반적인 객체와는 구별되는 특징이 있다.

일반 객체와 배열을 구분하는 가장 명확하 차이는 값의 순서length 프로퍼티이다.

구분객체배열
구조프로퍼티 키,값인덱스와 요소
값의 참조프로퍼티 키인덱스
값의 순서XO
length 프로퍼티XO


배열의 장점은 인덱스와 length 프로퍼티를 갖고있기 때문에 순차적으로 요소에 접근할 수 있다는 것이다.

const arr = [1, 2, 3];

// 반복문으로 자료 구조를 순서대로 순회하기 위해서는 자료 구조의 요소에 순서대로
// 접근할 수 있어야 하며 자료 구조의 길이를 알 수 있어야 한다.
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  console.log(arr[i]); // 1 2 3
}




27.2 자바스크립트 배열은 배열이 아니다


일반적으로 자료구조에서 말하는 "배열"은 동일한 크기의 메모리가 연속적으로 나열된 자료구조이다.
이러한 구조를 가진 배열을 밀집 배열이라고 한다.


밀집 배열은 각 요소가 동일한 데이터 크기를 가지며, 빈틈없이 연속적으로 이어져 있어 인덱스를 통해 임의 접근을 할 수 있다.

  • 밀집 배열은 매우 효율적이며 빠르다.
  • 단, 선형 검색인 경우 특정 요소를 발견할 때까지 차례대로 검색을 해야한다.
// 선형 검색을 통해 배열(array)에 특정 요소(target)가 존재하는지 확인한다.
// 배열에 특정 요소가 존재하면 특정 요소의 인덱스를 반환하고, 존재하지 않으면 -1을 반환한다.
function linearSearch(array, target) {
  const length = array.length;

  for (let i = 0; i < length; i++) {
    if (array[i] === target) return i;
  }

  return -1;
}

console.log(linearSearch([1, 2, 3, 4, 5, 6], 3)); // 2
console.log(linearSearch([1, 2, 3, 4, 5, 6], 0)); // -1

또한 밀집 배열은 요소를 삽입하거나 삭제하는 경우 연속적으로 메모리 공간을 유지하기 위해 요소를 이동시켜야 하는 단점이 있다.



그러나 자바스크립트 배열은 일반적인 밀집 배열이 아닌 배열의 동작을 흉내낸 객체이다.

  • 이때 JS 배열은 희소 배열이라는 특수한 배열을 지원한다.
  • 희소 배열이란? 메모리 공간이 동일한 크기를 갖고 있지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수 있는 배열

한마디로 자바스크립트 배열은 일반적인 배열이 아니다.
자바스크립트 배열은 일반적인 배열의 동작을 흉내 낸 특수한 객체일 뿐이다.

// "16.2. 프로퍼티 어트리뷰트와 프로퍼티 디스크립터 객체" 참고
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptors([1, 2, 3]));
/*
{
  '0': {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
  '1': {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
  '2': {value: 3, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
  length: {value: 3, writable: true, enumerable: false, configurable: false}
}
*/

위의 예제에서 볼 수 있듯이 배열은 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 가지며, length 프로퍼티를 갖는 특수 객체이다.



일반적인 배열과 자바스크립트 배열의 장단점

  • 일반적인 배열은 인덱스 요소에 빠르게 접근할 수 있지만 요소 삽입, 삭제하는 경우 효율적이지 않다.
  • 반면에 자바스크립트 배열은 구조적인 부분때문에 성능은 떨어지지만 삭제, 삽입하는 경우 더 빠르다.

즉, 자바스크립트 배열은 일반적인 배열보다 느릴 수밖에 없는 구조적인 단점을 지니고 있다.
해당 단점을 보완하기 위해 모던 JS엔진은 좀 더 배열처럼 동작하도록 최적화했다.
이를 테스트해보면 JS 배열 객체가 일반 객체보다 2배 정도 빠르다는 것을 알 수 있다.

const arr = [];

console.time('Array Performance Test');

for (let i = 0; i < 10000000; i++) {
  arr[i] = i;
}
console.timeEnd('Array Performance Test');
// 약 340ms

const obj = {};

console.time('Object Performance Test');

for (let i = 0; i < 10000000; i++) {
  obj[i] = i;
}

console.timeEnd('Object Performance Test');
// 약 600ms




27.3 length 프로퍼티와 희소 배열


length 프로퍼티는 배열의 길이를 나타내는 0 이상의 정수를 갖는다.
빈 배열이 아닐 경우 가장 큰 인덱스에 1을 더한 것과 같다.

[].length        // -> 0
[1, 2, 3].length // -> 3

length 프로퍼티의 값은 0 ~ 2^32 - 1 사이의 양의 정수이다.
즉, 배열은 요소를 최대 2^32 - 1개 가질 수 있다.



length 프로퍼티 값은 자동으로 갱신이 되지만 임의의 숫자 값을 할당할 수 있다.
그리고 할당한 숫자 값으로 배열의 크기가 자동적으로 줄어든다.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

// 현재 length 프로퍼티 값인 5보다 작은 숫자 값 3을 length 프로퍼티에 할당
arr.length = 3;

// 배열의 길이가 5에서 3으로 줄어든다.
console.log(arr); // [1, 2, 3]

단, 현재 length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 할당할 경우 값은 변경되지만 실제 배열의 크기가 늘어나지는 않는다.

const arr = [1];

// 현재 length 프로퍼티 값인 1보다 큰 숫자 값 3을 length 프로퍼티에 할당
arr.length = 3;

// length 프로퍼티 값은 변경되지만 실제로 배열의 길이가 늘어나지는 않는다.
console.log(arr.length); // 3
console.log(arr); // [1, empty × 2]


JS는 희소 배열을 지원한다.
배열의 요소가 메모리 공간에 연속적으로 위치하는 것처럼 보이지만 실제로는 중간이나 앞부분이 비어있을 수 있다.

  • 일반적인 배열은 length와 배열 요소의 개수가 일치하지만 희소 배열은 일치하지 않는다.
  • JS는 문법적으로 희소 배열을 허용하지만 희소 배열을 사용하지 않는 것이 좋다.
// 희소 배열
const sparse = [, 2, , 4];

// 희소 배열의 length 프로퍼티 값은 요소의 개수와 일치하지 않는다.
console.log(sparse.length); // 4
console.log(sparse); // [empty, 2, empty, 4]

// 배열 sparse에는 인덱스가 0, 2인 요소가 존재하지 않는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptors(sparse));
/*
{
  '1': { value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true },
  '3': { value: 4, writable: true, enumerable: true, configurable: true },
  length: { value: 4, writable: true, enumerable: false, configurable: false }
}
*/




27.4 배열 생성


배열 리터럴

배열 리터럴은 0개 이상의 요소를 쉼표로 구분하여 대괄호로 묶어서 표현한다.

const arr = [1, 2, 3];
console.log(arr.length); // 3


Array 생성자 함수

Array 생성자 함수를 통해 배열을 생성할 수 있다.
이때 전달되는 인수의 개수에 따라 다르게 동작하므로 주의해야 한다.



  • 전달된 인수가 1개이고 숫자인 경우
const arr = new Array(10);

console.log(arr); // [empty × 10]
console.log(arr.length); // 10

이때 생성된 배열은 희소 배열로 length는 10이지만 배열 요소는 존재하지 않는다.



  • 배열 요소 범위를 벗어난 경우 (최대 = 2^32-1개)
// 배열은 요소를 최대 4,294,967,295개 가질 수 있다.
new Array(4294967295);

// 전달된 인수가 0 ~ 4,294,967,295를 벗어나면 RangeError가 발생한다.
new Array(4294967296); // RangeError: Invalid array length

// 전달된 인수가 음수이면 에러가 발생한다.
new Array(-1); // RangeError: Invalid array length


  • 전달된 인수가 없는 경우 (빈 배열 생성)
new Array(); // -> []


  • 전달된 인수가 2개 이상이거나 숫자가 아닐 경우 (해당 인수를 요소로 갖는 배열 생성)
// 전달된 인수가 2개 이상이면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]

// 전달된 인수가 1개지만 숫자가 아니면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array({}); // -> [{}]



Array.of

ES6에서 도입된 Array.of 메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.

// 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
Array.of(1); // -> [1]

Array.of(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]

Array.of('string'); // -> ['string']



Array.from

ES6에서 도입된 Array.from 메서드는 유사 배열 객체 또는 이터러블 객체를 인수로 전달받아 배열로 변환하여 반환한다.

// 유사 배열 객체를 변환하여 배열을 생성한다.
Array.from({ length: 2, 0: 'a', 1: 'b' }); // -> ['a', 'b']

// 이터러블을 변환하여 배열을 생성한다. 문자열은 이터러블이다.
Array.from('Hello'); // -> ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']


Array.from 메서드는 두 번째 인수로 콜백 함수를 받을 수 있다.
해당 콜백 함수는 첫번째 인수로 전달된 배열의 요소와 인덱스를 전달받아 순차적으로 처리한다.
이때 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.

// Array.from에 length만 존재하는 유사 배열 객체를 전달하면 undefined를 요소로 채운다.
Array.from({ length: 3 }); // -> [undefined, undefined, undefined]

// Array.from은 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.
Array.from({ length: 3 }, (_, i) => i); // -> [0, 1, 2]




27.5 배열 요소의 참조


배열 요소를 참조할 때 대괄호 표기법 안에 인덱스를 넣어 참조한다.

const arr = [1, 2];

// 인덱스가 0인 요소를 참조
console.log(arr[0]); // 1
// 인덱스가 1인 요소를 참조
console.log(arr[1]); // 2

이때 존재하지 않는 요소에 접근하면 undefined를 반환한다.

const arr = [1, 2];

// 인덱스가 2인 요소를 참조. 배열 arr에는 인덱스가 2인 요소가 존재하지 않는다.
console.log(arr[2]); // undefined



27.6 배열 요소의 추가와 갱신


배열도 객체에 프로퍼티를 추가하는 것처럼 요소를 동적으로 추가할 수 있다.
존재하지 인덱스에 값을 할당하는 방식으로 요소를 동적으로 추가한다.

const arr = [0];

// 배열 요소의 추가
arr[1] = 1;

console.log(arr); // [0, 1]
console.log(arr.length); // 2

이때 length 프로퍼티 값보다 큰 인덱스에 새로운 요소를 추가하면 희소 배열이 된다.
이때 명시적으로 값을 할당하지 않은 요소는 생성되지 않는다.

arr[100] = 100;

console.log(arr); // [0, 1, empty × 98, 100]
console.log(arr.length); // 101


배열에서 값을 갱신하는 방법은 이미 존재하는 요소에 값을 재할당하면 된다.

// 요소값의 갱신
arr[1] = 10;

console.log(arr); // [0, 10, empty × 98, 100]


JS에서 배열은 객체이다.

  • 따라서 만약 인덱스에 숫자가 아닌 문자를 넣을 경우 요소가 아닌 객체의 프로퍼티가 생성된다.
  • 이때 추가된 프로퍼티는 length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다.
const arr = [];

// 배열 요소의 추가
arr[0] = 1;
arr['1'] = 2;

// 프로퍼티 추가
arr['foo'] = 3;
arr.bar = 4;
arr[1.1] = 5;
arr[-1] = 6;

console.log(arr); // [1, 2, foo: 3, bar: 4, '1.1': 5, '-1': 6]

// 프로퍼티는 length에 영향을 주지 않는다.
console.log(arr.length); // 2



27.7 배열 요소의 삭제


JS에서 배열은 사실 객체이기 때문에 요소를 삭제하기 위해서 delete 연산자를 사용할 수 있다.

const arr = [1, 2, 3];

// 배열 요소의 삭제
delete arr[1];
console.log(arr); // [1, empty, 3]

// length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다. 즉, 희소 배열이 된다.
console.log(arr.length); // 3


단, delete 연산자는 요소가 아닌 프로퍼티를 삭제하는 개념이므로 length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다.
따라서 delete 연산자는 희소 배열을 생성하므로 사용하지 않는 것이 좋다.
희소 배열을 만들지 않으면서 특정 요소를 제거하기 위해선 Array.prototype.splice 메서드를 사용한다.


const arr = [1, 2, 3];

// Array.prototype.splice(삭제를 시작할 인덱스, 삭제할 요소 수)
// arr[1]부터 1개의 요소를 제거
arr.splice(1, 1);
console.log(arr); // [1, 3]

// length 프로퍼티가 자동 갱신된다.
console.log(arr.length); // 2
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