Javascript | 변수

bat_zimin·2021년 12월 13일

변수

1. 변수란 무엇인가? 왜 필요한가?

앱은 데이터를 다룬다. 복잡한 앱이라 해도 데이터를 입력받아 처리하고 그 결과를 출혁하는 것이 전부다. 변수는 프로그래밍 언어에서 데이터를 관리하기 위한 핵심 개념이다.

다음과 같은 JS 코드를 실행하면 어떤 일이 일어날지 생각해보자.

//ex : javascript code
10 + 20;

컴퓨터는 사람을 모델로 디자인 되었기 때문에 사람과 유사하게 동작한다. 먼저 사람은 위 식을 계산하려면 10, 20, + 라는 기호의 의미를 알고 있어야 하며, 10 + 20 이라는 의미도 해석 할 수 있어야한다. 위 식을 해석하려면 10과 20을 기억하고 10과 20을 더한 30도 기억한다.

이처럼 컴퓨터 또한 자바스크립트 엔진이 위 자바스크립트 코드를 계산하려면 리터럴과 연산자의 의미를 알고 표현식의 의미도 해석 할 수 있어야 한다.

컴퓨터는 연상과 기억을 수행하는 부품이 나눠져 있다. 컴퓨터는 CPU를 사용하여 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다. 메모리는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀의 집합체다. 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트 (8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기 즉, 1 바이트 단위로 데이터를 저장하거나 읽어 들인다.

컴퓨터는 모든 데이터를 2진수로 처리한다. 따라서 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류 (숫자, 텍스트, 이밎, 동영상 등)와 상관 없이 모두 2진수로 저장된다.

문제는 연산을 성공시켜 메모리에 저장을 하여도 CPU가 연산하여 만들어낸 값을 재사용 할 수 없다. 재사용하고 싶다면 메모리 주소를 통하여 연산 결과가 저장된 메모리 공간에 직접 접근하는 것 외의 방법은 없다.

하지만 메모리 주소를 통하여 값에 직접 접근하는 방법은 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 높은 위험한 일이다. 따라서 자바스크립트는 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다.

만약 자바스크립트가 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하더라도 값이 저장될 메모리 주소는 코드가 실행 될 떄 메모리의 상황에 따라 임의로 결정된다. 따라서 동일한 컴퓨터에서 동일한 코드를 실행해도 코드가 실행될때마다 값이 저장될 메모리 주소는 변경된다.

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값 을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공한다.

💡 변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다.

간단하게 변수는 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로, 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름이다.

따라서 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근이 가능하다.

변수에 여러 개의 값을 저장하는 방법

변수는 하나의 값을 저장하기 위한 메커니즘이다. 여러개의 값을 저장하려면 여러 개의 변수를 사용해야 하낟. 단, 배열이나 객체 같은 자료구조를 사용하면 관련이 있는 여러 개의 값을 그룹화해서 하나의 값처럼 사용할 수 있다.

// 변수(Variable)는 하나의 값(value)을 저장하기 위한 수단이다.
var userID = 1; // ex) var Variable = value;
var userName = 'Lee';

// 객체나 배열 같은 자료구조를 사용하면 여러 개의 값을 하나로 그룹화해서 하나의 값처럼 사용할 수 있다.
var user = { id : 1, name: 'Lee'};

var users = [
	{ id : 1, name: 'Lee' }
	{ id : 2, name: 'Kim' }
];

메모리 공간에 저장된 값을 식별할 수 있는 고유한 이름을 변수명이라 한다. 그리고 변수에 저장된 값을 변수값이라고 한다. 변수에 값을 저장하는 것을 할당 (대입, 저장)이라 하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 참조라 한다.

변수 이름은 사람을 위해 사람이 이해할 수 있는 언어로 값이 저장된 메모리 공간에 붙인 이름이다. 변수 이름을 사용해 참조를 요청하면 자바스크립트 엔진은 변수 이름과 매핑된 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근하여 저장장된 값을 반환한다.

사람이 이해할 수 있는 언어로 명명한 변수를 통하여 저장된 값의 의미를 명확히 할 수 있다. 코드는 컴퓨터에게 내리는 명령이지만 개발자를 위한 문서이기도 하다. 변수작명을 통하여 코드를 이해하기 쉽게 만들면 이는 협업과 품질 향상에 도움을 준다.

2. 식별자

변수 이름을 식별자라고도 한다. 식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말한다.

식별자는 값이 아닌 메모리 주소를 기억하고 있다. 식별자로 값을 구별해서 식별한다는 것은 식별자가 기억하고 있는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 저장된 값에 접근할 수 있다는 의미다.

💡 즉, 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있다.

식별자라는 용어는 변수이름에 한에서 사용하지 않는다. 예를 들어 변수, 함수, 클래스 등의 이름은 모두 식별자다. 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부른다.

변수, 함수, 클래스 등의 이름과 같은 식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며, 선언에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알린다.

3. 변수 선언

변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말한다. 자세하게는 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장 할 수 있게 준비하는 것이다. 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제되기 전까지는 누구도 확보된 메모리 공간을 사용할 수 없도록 보호되므로 안전하게 사용 할 수 있다.

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다.

💡 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용한다.

ES6에서 let, const 키워드가 도입되기 이전까지는 var 키워드는 자바스크립트에서 변수를 선언할 수 있는 유일한 키워드였다.

var 키워드 대표적인 단점
var 키워드의 여러 단점 중 가장 대표적인 것은 블록 레벨 스코프를 지원하지 않고 함수 레벨 스코프를 지원한다는 것이다. 이로 인하여 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 심각한 에러를 발생하기도 한다.
ES6에서 let과 const 키워드를 도입한 이유는 var 키워드의 여러 단점을 보완하기 위해서다.
ES6는 ES5의 기반 위에 새로운 기능을 추가 한 것이다. ES6는 ES5의 상위 집합이다.

키워드는 자바스크립트 코드를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진이 수행 할 동작을 규정한 일종의 명령어다. 엔진은 키워드를 만나면 자신이 수행해야 할 약속된 동작을 수행한다.

변수를 선언한 후 값을 할당하지 않았다면 자바스크립트 엔진에 의해 undefined 라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화 된다. *값이 없는 상태이나 이후 알게될 null과는 다른 개념이다.

변수 이름과 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.

변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행된다. 일반적으로 초기화란 변수가 선언된 이후 최초로 값을 할당하는 것을 말한다. 변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수뿐만 아니라 모든 식별자가 그렇다. 만약 선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError가 발생한다.

4. 변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(score); //undefined

var score; //변수 선언문

위와 같은 코드를 실행 시 변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 앞에 있다. 자바스크립트 코드는 인터프리터에 의해 한 줄씩 순차적으로 실행되므로 log 코드가 가장 먼저 실행되고 순서적으로 다음 줄에 있는 코드를 실행한다. 이로 인하여 에러가 발생해야 정상이지만 에러가 발생하지 않고 log에는 undefined가 출력된다.

이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임이 아닌 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행한다. 그리고 평가 과정이 끝난 후 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다.

따라서 변수 선언이 어디에 있든 상관없이 다름 코드보다 먼저 실행한다.

변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려지는 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅이라고 한다. 변수 선언뿐 아니라 var, let, const, funtion, funtion*, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)는 호이스팅된다. 모든 선언문은 런타임 이전 단계에서 먼저 실행되기 떄문이다.

5. 값의 할당

변수에 값을 할당 할 때는 할당 연산자 = 을 사용한다. 할당 연산자는 우변의 값을 좌변의 변수에 할당한다.

var score; // 변수 선언
score = 1; // 값의 할당

/* ---------------------------- */

//아래와 같이 한줄로 표현 가능
var score = 1; // 변수 선언과 값의 할당

위 코드와 같이 표현한 두 코드는 정확히 동일하게 동작한다. 주의할 점은 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점이 다르다는 것이다. 변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다.

console.log(score); // ① undefined

var score; // 변수 선언
score = 1; // 값의 할당

console.log(score); // ② 1

위와 같이 변수 선언은 런타임 이전에 먼저 실행되고 값의 할당은 런타임에 실행된다. 따라서 1번의 시점에선 변수 선언만 완성된 상태이고 2번 시점에서는 값의 할당이 끝난 시점이니 두 log의 결과가 다르게 나타난다.

한줄로 표현하여 선언하여도 실행 결과는 변함이 없다.

변수 선언은 앞서 말하였 듯 런타임 이전에 실행되기 때문에 아래와 같이 표기 되더라도 결과의 차이는 변함이 없다.

console.log(score); // ① undefined

score = 1; // 값의 할당
var score; // 변수 선언

console.log(score); // ② 1

6. 값의 재할당

var 키워드로 선언한 변수는 값을 재할당 할 수 없다. 재할당은 현재의 변수에 저장된 값을 버리고 새로운 값으로 저장하는 것인데 var 키워드로 선언한 변수는 선언과 동시에 undfined로 초기화 하기 때문에 정확히 말하자면 변수에 처음으로 값을 할당하는 것도 사실은 재할당이다.

재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경(업데이트)한다. 만약 값을 재할당 할 수 없어 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아닌 상수라고 한다. 상수는 한번 정해지면 변하지 않는 값이다.

const 키워드를 사용해 선언한 변수는 재할당이 금지된다. const 키워드는 단 한 번만 할당 할 수 있는 상수를 표현할 수 있다.

변수에 값을 재할당하면 변수의 값은 이전 갑세서 재할당한 값으로 변경된다. 처음 값을 할당했을때와 같이 이전 값의 메모리를 지우고 할당하는 것이 아닌 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 값을 저장한다. 이전 값은 불필요한 값이 되어 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제된다. 단, 메모리에서 언제 해제될지는 예측할 수 없다.

가비지 콜렉터와 매니지드 언어의 특징
가비지 콜렉터는 앱이 할당한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제하는 기능을 말한다. 자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로서 가비지 콜렉터를 통해 메모리 누수를 방지한다.
프로그래밍 언어는 메모리 관리 방식에 따라 언매니지드 언어와 매니지드 언어로 분류할 수 있다. C와 같은 언매니지드 언어는 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제하기 위해 저수준 메모리 제어 기능을 제공한다. 언매니지드 언어는 메모리 제어를 개발자가 주도 할 수 있으므로 개발자의 역량에 따라 성능을 확보 할 수있지만 오류를 생산 할 수도 있다.
매니지드 언어는 메모리 할당 및 해제를 위한 메모리 관리 기능을 언어 차원에서 담당하며 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다. 매니지드 언어는 개발자의 역량에 의존하는 부분이 상대적으로 적으며 어느정도 일정한 생산성을 확보 할 수 있다는 장점은 있지만 동시에 성능면에서 어느정도의 손실은 존재한다.

7. 식별자 네이밍 규칙

식별자는 특수문자를 제외한 문자, 숫자. 언더스코어(_), 달러사인($)을 포함할 수 있다.
단, 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어로 시작해야 한다. 숫자로 시작하는 것은 허용하지 않는다.
예약어는 식별자로 사용할 수 없다.

네이밍 컨벤션은 하나 이상의 영어 단어로 구성된 식별자를 만들 떄 가독성이 좋게 단어를 한눈에 구분하기 위해 규정한 명명규칙이다.

//카멜케이스
var testName;

//스네이크 케이스
var test_name;

//파스칼 케이스
var TestName;

//헝가리언 케이스
var strTestName; //type + indentifier
var $elem = document.getElementById("myId"); //DOM 노드
var observable$ = fromEvent(document, "click"); //RxJS 옵저버블