값(value) vs 참조(reference)

y0ung·2020년 11월 30일
자바스크립트33개념
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자바스크립트 개발자라면 알아야 할 33가지 개념

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자바스크립트에서 값(Value)과 참조(Reference)

자바스크립트는 값에 의한 전달(passed by value)이 일어나는 5가지 데이터 타입(Boolean, Null, Undefined, String, Number)을 가지고 있다. 우리는 이러한 데이터 타입을 원시 타입 이라고 부른다.

또 자바스크립트는 참조에 의한 전달(passsed by reference) 이 일어나는 3가지의 데이터 타입(Array, Function, String, Number)도 가지고 있다. 사실 이 3가지는 크게 보자면 전부 객체로 볼수 있다.

원시 타입(Primitives)

어떠한 원시타입이 변수에 할당된다면, 우리는 그 변수를 원시타입을 가진 변수라고 생각 할수 있다.

let x = 10;
let y = 'abc';
let x= null;

이 경우에는 x는 10이란 값을 가지고 있고, y는 abc란 값을 가지고 있다. 이러한 것들을 이해 했다면 메모리 상에 존재하는 변수들을 다음과 같이 시각화 할수 있다.

VarialbelsValues
x10
y'abc'
znull

우리가 이 변수들을 다른 변수에 =이라는 키워드를 이용하여 할당할 때, 우리는 새로운 변수에 값을 복사(Copy) 하게 된다. 이 변수들은 값에 의해 복사된다.

let x = 10;
let y = 'abc';

let a = x;
let b = y;

console.log(x, y, a, b) // 10, 'abc', 10, 'abc'

a 와 x는 둘다 지금 10이란 값을 갖고 있다. b와 y는 현재 둘다 'abc'라는 값을 갖고 있다. 하지만 이들은 분리되어 있다. 값들이 복사되었기 때문이다.

VarialbelsValues
x10
y'abc'
a10
b'abc'

같은 값을 가진 변수 하나를 바꾸더라도 다른 변수에는 아무런 영향이 없다. 각각의 변수들이 아무런 관계도 없다고 생각 해도 무방하다.

객체(Objects)

원시 타입이 아닌 값(non-primitive value)이 할당된 변수들은 그 값으로 향하는 참조(reference)를 갖게 된다. 참조는 메모리에서의 객체의 위치를 가리키고 있다. 변수는 실제로 값을 가지고 있지 않다. (그냥 할당된 값을 바라 보고 있을뿐)

객체는 우리의 컴퓨터 메모리 어딘가에 생성된다. 우리가 arr = [] 를 작성했을때 , 우리는 메모리 내부에 배열을 만드는 것이다. 변수 arr 가 갖는 것은 그 배열이 위치한 주소이다.

참조타입의 변수를 할당하고 사용할 때, 우리가 쓰고 보는 것은 다음과 같은 코드이다.

let arr = []; // ①
arr.push(1); // ②

메모리 ①,②의 표기는 다음과 같다.

①

VariablesValuesAddressesObjects
arr<#001>#001[]

②

VariablesValuesAddressesObjects
arr<#001>#001[1]

arr가 가진 변수의 값은 정적임을 인지해야한다. 변수의 값이 바뀌는 것이 아닌 메모리 속의 배열 값만 바뀌는 것이다. 우리가 무언가 하려고 arr를 사용할 때, 이를 테면 값의 push같은 일을 할 때, 자바스크립트 엔진은 메모리 속의 arr의 위치로 간다. 그리고 거기에 저장된 정보를 이용하여 작업을 수행한다.

참조로 할당하기

객체와 같은 참조 타입의 값이 =과 같은 키워드를 이용하여 다른 변수로 복사될 때, 그 값의 주소는 실제로 복사된다. 마치 원시타입의 할당 처럼. 객체는 값 대신 참조로 복사된다.

let reference = [1]
let refCopy = reference;
VariablesValuesAddressesObjects
reference<#001>#001[1]
refCopy<#001>

각 변수는 이제 같은 배열로 향하는 레퍼런스를 갖는다. 이말은 우리가 reference나 refCopy를 건드려 보면 다음과 같은 결과를 얻게됨을 의미한다.

reference.push(2);
console.log(reference, refCopy) // -> [1, 2], [1, 2]

2를 메모리 속에 있는 배열에 push했다. reference와 refCopy를 사용할 때 같은 배열을 가리키게 된다.

참조 재할당하기

참조 값을 재할당 하는 것은 오래된 참조를 대체한다.

let obj = {first: 'reference'}
VariablesValuesAddressesObjects
obj<#234>#234{ first: 'reference' }

재 할당 해보기

let obj = {first: 'reference'};
obj = {second: 'ref2'}
VariablesValuesAddressesObjects
obj<#678>#234{ first: 'reference' }
#678{ second: 'ref2' }

남아 있는 객체를 가리키는 참조가 남아있지 않을 때, 위의 표에 보이는 주소값 #234가 보이는 것처럼, 자바스크립트 엔진은 가비지 컬렉션(garbage collection)을 동작시킬 수 있다. 이것은 프로그래머가 모든 참조를 날리고 객체를 더이상 사용할 수 없게 된 뒤 자바스크립트 엔진은 그 주소로 가 사용되지 않는 객체를 메모리로부터 안전하게 지워버리는 것을 의미한다. 이경우에는 객체 { first: 'reference' }가 더이상 접근 불가능하고 가비지 콜렉션 될 수 있다.

==와 ===

동등함을 비교하는 연산자 == 와 ===는 참조 타입의 변수를 비교할 때 사용된다. 이 연산자들은 참조를 체크한다. 만일 변수가 같은 item에 대한 참조를 갖고 있다면, 비교 결과는 ture가 나올 것이다.

var arrRef = ['Hi!'];
var arrRef2 = arrRef;

console.log(arrRef === arrRef2); // -> true

만일 2개의 구분 가능한 객체들을 갖고 있고 그들의 프로퍼티가 동일한지 보고 싶다면, 가장 쉬운 방법은 그 둘을 문자열로 바꾸고 문자열을 비교하는 것이다. 동등 연산자가 원시 타입을 비교할 때는, 그저 값이 같은지만 확인다.

var arr1str = JSON.stringify(arr1);
var arr2str = JSON.stringify(arr2);

console.log(arr1str === arr2str); // true

또 다른 방법으로는 객체를 이용해 재귀적으로 반복을 도는 것이다. 그리고 각각의 프로퍼티가 동일한지 확인할 수 있다.

함수를 통한 파라미터의 전달

원시 값들을 함수로 전달할 때, 함수는 값들을 복사하여 파라미터로 전달한다. 이것은 =연산자를 이용하는 것과 같다.

let hundred  = 100;
let two = 2;

function multiply(x, y) {
  // PAUSE
  return x * y;
}

let twoHundred = multiply(hundred, two);

위의 예제에서 hundred라는 변수에 100이라는 값을 줬다. 이 값을 multiply로 넘겼을 때, 변수 x는 그 값(100)을 갖게 된다. 값은 = 연산자를 써서 할당한 것 처럼 복사된다. 또 인자로 넘겨진 hundred라는 변수에는 아무런 영향도 미치지 않는다. 위의 소스 코드 중에 PAUSE 상태의 메모리 구성을 표로 살펴보자.

VariablesValuesAddressesObjects
hundred100#333function(x,y){..}
two2
multiply<#333>
x100
y2

순수 함수(Pure Functions)

함수 중에 함수 바깥 스코프에 아무런 영향도 미치지 않는 함수를 순수함수(pure functions)라고 한다. 함수가 오직 원시 값들만을 파라미터로 이용하고 주변 스코프에서 어떠한 함수도 이용하지 않는다면, 그함수는 자연스레 순수함수가 된다. 당연히 바깥 스코프에는 아무런 영향도 끼칠수 없다. 안에서 만들어진 모든 변수들은 함수에서 반환(return)이 되는 즉시 가비지 콜렉션 처리가 된다.

객체를 받는 함수는 주변 스코프들의 상태를 변화시킬 수 있다. 만일 함수가 배열 참조값을 가진 변수를 받고 그 변수가 가리키는 배열에 push를 수행하면, 그 주변 스코프에 존재하는 변수들과 그 참조와 그 배열이 변하는 것을 볼 수 있다. 함수 리턴 후에, 변화된 것들은 바깥 스코프에 여전히 남아있다. 이런 현상은 우리가 원하지 않는 방향(side-effect)으로 부작용을 줄수 있다. (디버깅 하려해도 힘들다.)

Array.map과 Array.filter를 포함한 많은 네이티브 배열 함수들은 그래서 순수 함수로 작성되어 있다. 배열 참조를 받아서 내부적으로 배열을 복사하고 원본 대신 복사된 배열로 작업합니다. 그래서 원본도 건드리지 않고 바깥 스코프에 영향도 미치지 않고 새로운 배열의 참조를 반환하게 되죠.

비 순수함수

function changeAgeImpure(person) {
  person.age = 25;
  return person;
}

let alex = {
  name: 'Alex',
  age: 30
};

let changedAlex = changedAgeImprue(alex);

console.log(alex); // -> {name: 'Alex', age: 25}
console.log(chnagedAlex); // -> {name: 'Alex', age: 25}

비순수함수는 객체를 받아서 age 프로퍼티를 25라는 값으로 바꾼다. 객체로 받아온 값에 그대로 명령을 실행하기 때문에 이 함수는 alex 객체를 직접적으로 변화 시킨다. 이 함수가 person 객체를 반환할때 이함수는 받았던 객체 그대로를 반환한다. alex와 alexChanged는 같은 참조를 가진다. person 변수를 반환하고 그 참조를 다시 새로운 변수에 저장하는 것을 비효율적인 행동이다.

순수함수

function changeAgePure(person) {
  var newPerson = JSON.parse(JSON.stringify(person));
  newPersonObj.age = 25;
  
  return newPersonObj;
};

let alex = {
  name: 'Alex',
  age: 30
};

let alexChanged = changeAgePure(alex);

console.log(alex); // -> {name: 'Alex', age: 30}
console.log(alexChanged); // -> {name: 'Alex', age: 25}

해당 함수에서 넘겨받은 객체를 문자열로 변화시키기 위하여 JSON.stringify함수를 사용했다. 그리고 JSON.parse함수를 이용하여 다시 객체로 만든다. 이러한 과정을 거치면서 새로운 객체를 만들고 그 결과 값을 새로운 변수에 저장한다. 이와 같은 일을 하기 위한 다른 방법도 있는데, 원본 객체의 프로퍼티를 반복해서 새로운 객체에 할당하는 것과 같은 방법이다. 하지만 위에서 한 방법이 가장 간단합니다. 새 객체는 원본과 같은 프로퍼티들을 가집니다. 하지만 메모리 상에서는 이 두 객체는 다른 주소 값을 가지고 구분될 수 있다.

이 새로운 객체에서 age 프로퍼티를 변경할 때, 원본은 전혀 영향을 받지 았았다.이 함수는 바깥 스코프에 아무런 영향을 미치지 않았고, 심지어 인자로 받은 객체들 또한 영향을 받지 않았다. 새롭게 만들어진 객체는 반환이 되고, 새로운 변수에 저장되어야 한다. 그렇지 않으면 결과값은 가비지 콜렉션 될 것이고 결과 객체는 어디에도 남지 않게 된다.

참고

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