[모던 자바스크립트 딥다이브] 12장 함수

Goorm·2024년 7월 17일
모던 자바스크립트 딥다이브
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함수란?

함수는 자바스크립트에서 가장 중요한 핵심 개념이다. 다른 핵심 개념인 스코프, 실행 컨텍스트, 클로저, 생성자 함수에 의한 객체 생성, 메서드, this, 프로토타입, 모듈화 등이 모두 함수와 깊은 관련이 있다. 함수는 자바스크립트를 정확히 이해하고 사용하기 위해 피해갈 수 없는 핵심 개념이라고 할 수 있다.

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

함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개 변수(parameter), 입력을 인수(argument) 출력을 반환값(return value) 라고 합니다.

함수는 함수 정의를 통해 생성한다. 함수는 다양한 방법으로 정의할 수 있다.

함수 정의 방식예시
함수 선언문function add(x, y) {return x + y;}
함수 표현식var add = function (x, y) {return x + y;}
Function 생성자 함수var add = new Function('x','y', 'return x + y');
화살표 함수(ES6)var add = (x,y) => x + y;

함수는 정의만으로 함수가 실행되는 것은 아니다. 실행하기 위해 필요한 입력 즉 인수를 매개변수를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시해야한다.
이를 함수 호출(function call/invoke) 라고 한다. 함수를 호출하면 코드 블록에 담긴 문들이 일괄적으로 실행되고 실행 결과, 즉 반환값을 반환한다.

// 함수 정의
function add(x, y) {
	return x + y;
};
// 함수 호출
var result = add(2, 5)

// add 함수에 인수 2, 5를 전달하면서 호출하면 반환값 7을 반환합니다.
console.log(result);

함수를 사용하는 이유

함수는 필요할 때 여러번 호출할 수 있다. 실행 시점을 개발자가 결정할 수 있고 몇 번이든 재사용 가능하다. 동일한 작업을 반복적으로 수행해야 한다면 같은 코드를 중복해서 여러 번 작성하는 것이 아니라 미리 정의된 함수를 재사용 하는 것이 효율적이다.

코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 함수 이름을 붙일 수 있다. 변수 이름과 마찬가지로 자신의 역할을 잘 설명해야 한다. 적절한 함수 이름은 함수의 내부의 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 돕는다. 이는 코드의 가독성을 향상시킨다.

코드는 동작하는 것만이 존재 목적은 아닙니다. 코드는 개발자를 위한 문서이기도 합니다. 따라서 사람이 이해할 수 있는 코드, 즉 가독성이 좋은 코드가 좋은 코드입니다. 157p

함수 리터럴

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 숫자 리터럴로 생성하고 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다. 함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.

함수 리터럴의 구성 요소는 다음과 같다.

  • 함수 이름
    • 함수 이름은 식별자다. 따라서 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
    • 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다.
    • 함수 이름은 생략할 수 있다. 이름이 있는 함수를 기명함수, 이름이 없는 함수를 무명/익명 함수라 한다.
  • 매개변수 목록
    • 0개 이상의 매개변수를 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분한다.
    • 각 매배견수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당된다. 즉 매개변수 목록은 순서에 의미가 있다.
    • 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급한다. 따라서 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
  • 함수 몸체
    • 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록이다.
    • 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행된다.
// 변수에 함수 리터럴을 할당
var f = function add(x, y){
	return x + y;
};

함수 리터럴을 변수에 할당하고 있다. 리터럴은 값을 생성 하기 위한 표기법이다. 함수 리터럴도 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체다. 즉, 함수는 객체다. 하지만 객체는 일반 객체와는 다르다. 일반 객체는 호출할 수 없지만, 함수는 호출할 수 있다.

함수 선언문

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

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

// 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.
function (x, y) {
	return x + y;
}

// SyntaxError: Function statment require a function name

함수 표현식

함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.
함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 그러므로 변수에 할당할 수 가 없다. 밑에 코드를 보면 좀 이상하다.


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

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

표현식이 아닌 문이라고 하였는데 위 코드를 보면 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다.
이렇게 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 표현식이 아닌 문인 함수 선언문으로 해석하는 경우와 표현식인 문이 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다.

함수 이름이 있는 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 자바스크립트 엔진이 코드 문맥에 따라 함수 선언문으로 해석하고, 함수 리터럴이 값으로 평가되어야 하는 문맥, 예를 들어 함수 리터럴을 변수에 할당하거나 피연산자로 사용하면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다. 이때 함수 선언문이든 함수 리터럴 표현식이든 함수가 생성되는 것은 동일하다. 하지만 함수를 생성하는 내부 동작에 차이가 있다.

function foo() { console.log('foo'); }
foo(); // foo

(function bar() { console.log('bar'); });
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

단독으로 사용된 함수 리터럴(foo)은 함수 선언문으로 해석된다. 하지만 그룹 연산자 ()내에 있는 함수 리터럴(bar)은 함수 선언문으로 해석되지 않고 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.
함수 이름은 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다. 이는 함수 몸체 외부에서 함수이름으로 함수를 참조할 수 없으므로 함수 몸체 외부에서는 함수 이름으로 함수를 호출할 수 없다는 의미이다. 함수를 가리키는 식별자가 없다는 것과 마찬가지이다.

함수 선언문으로 정의된 함수는 foo라는 이름으로 호출할 수 있었다. foo는 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자인 함수 이름이므로 foo로 함수를 호출할 수 없어야 한다. foo라는 이름으로 함수를 호출하려면 객체를 가리키는 식별자여야 한다. 그런데 선언한 적 없고 할당한 적 없는 foo를 어떻게 호출한걸까?
이유는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 함수이름과 같은 식별자를 생성한다. 거기에 함수 객체를 할당한다.

함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출한다.

함수 생성 시점과 함수 호이스팅

함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르다.

함수 선언문

  • 함수 선언문 이전에 참조할 수 있으며 호출할 수도 있다. -> 함수 호이스팅
  • 함수 선언문으로 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다. 이때 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당한다.
  • 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 시작하는 런타임에는 이미 함수 객체가 생성되어 있고 함수 이름과 동일한 식별자에 할당까지 완료된 상태이다.

함수 표현식

  • 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다.
  • 함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다.
  • 함수 표현식은 변수 선언문과 변수 할당문을 한 번에 기술한 축약 표현과 동일하게 동작한다.
  • 런타팀에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 된다.
  • 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생 한다.

Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다.

생성자 함수
객체를 생성하는 함수를 말한다. 객체를 생성하는 방식은 객체 리터럴 이외에 다양한 방법이 있다. 생성자 함수에 대해서는 17장에서 살펴보겠다.

var add = new Functoin('x','y', 'return x + y');
console.log(add(2, 5)); // 7

Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않다. 클로저를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수(arrow function)는 function 키워드 대신 화살표 => 를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다. 항상 익명 함수로 정의한다.

// 화살표 함수
const add = (x, y) => x + y;
console.log(add(2, 5)); // 7
  • 화살표 함수는 기존의 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다.
    • 생성자 함수로 사용할 수 없다.
    • 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르다.
    • prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다.

자세한건 26장에서 보겠다.

함수 호출

  • 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호()인 함수 호출 연산자로 호출한다.
  • 인수를 쉼표로 구분해서 나열한다.
  • 함수를 호출하면 현재으 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다.

매개변수와 인수

  • 함수 외부에서 내부로 전달할 필요가 있는 경우 매개변수를 통해 인수를 전달한다.
    • 매개변수
      • : 함수를 정의할 때 선언하며, 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급한다.
      • 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 유효 범위는 함수 내부다.
    • 인수
      • 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.

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

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

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

function add(x, y) {
	console.log(arguments);
  	// Arguments(3) [2, 5, 10, callee: f, Symbol(Symbol.iterator): f]
  
  return x + y;
}

add(2, 5, 10);

모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다.

인수 확인

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

위 함수를 정의한 개발자의 의도는 아마도 2개의 숫자 타입 인수를 전달받아 그 합계를 반환하려는 것으로 추측된다. 코드상으로는 어떤 타입의 인수를 전달해야 하는지, 어떤 타입의 값을 반환하는지 명확하지 않다. 따라서 위 함수는 다음과 같이 호출될 수 있다.

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

console.log(add(2)); // NaN
console.log(add('a', 'b')); 'ab'

자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.

function add(x, y) {
 if(typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number) {
  throw new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.');
 }
 return x + y;
}
console.log(add(2)); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.
console.log(add('a','b'));  // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

함수 내부에서 적절한 인수가 전달되었는지 확인하더라도 부적절한 호출을 사전에 방지할 수는 없고 에러는 런타임에 발생하게 된다. 따라서 타입스크립트와 같은 정적 타입을 선언할 수 있는 자바스크립트의 상위 확장을 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.

인수가 전달되지 않은 경우는 단축 평가를 사용해 매개변수에 기본값을 할당하는 방법도 있다.

 function add(a,b,c){
   a = a || 0;
   b = b || 0;
   c = c || 0;
   return a+b+c;
}

console.log(add(1,2,3)); // 6
console.log(add(1,2)); // 3
console.log(add(1)); // 1
console.log(add()); // 0

// ES6
 function add(a = 0, b = 0,c = 0){
   return a+b+c;
}

ES6에서 도입된 매개변수 기본값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화할 수 있다. 기본값은 매개변수에 인수를 전달하지 않았을 경우와 undefined를 전달한 경우에만 유효하다.

function add(a = 0, b = 0, c = 0) {
  return a + b + c;
}

console.log(add(1, 2, 3)); // 6
console.log(add(1, 2));    // 3
console.log(add(1));       // 1
console.log(add());        // 0

매개변수의 최대 개수

  • 매개변수는 코드를 이해하는 데 방해되는 요소이므로 이상적인 매개변수 개수는 0개이며 적을 수록 좋다.
  • 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.
  • 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장한다.

반환문

함수는 return 키워드와 표현식으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다.

  • 반환문은 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다. 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.
  • return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. return 뒤에 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.

참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시 값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달 방식으로 동작한다. 매개변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 전달 방식을 그대로 따른다.

// 매개변수 primitive는 원시 값을 전달 받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(primitive, obj){
 primitive += 100;
 obj.name = 'Kim';
}

// 외부상태
var num = 100;
var person = { name : "lee" };

console.log(num); // 100
console.log(person); // {name: "lee" }

// 원시값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조 값이 복사되어 전달된다.
changeVal(num, person);

// 원시값은 원본이 훼손되지 않는다
console.log(num); // 100

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

  • 원시 타입의 인수
    • 원시 타입의 인수는 값 자체가 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경(재할당을 통한 교체)해도 원본은 훼손되지 않는다.
    • 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 원시 값의 원본을 변경하는 어떠한 부수 효과도 발생하지 않는다.
  • 객체 타입의 인수
    • 객체 타입의 인수는 참조 값이 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 참조 값을 통해 객체를 변경할 경우 원본이 훼손된다.
    • 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 참조 값에 의해 원본 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다.

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 코드의 복잡성을 증가시키고 가독성을 해치는 원인이 된다.

다양한 함수의 형태

즉시 실행 함수

  • 함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수를 즉시 실행 함수(IIFE)라고 한다.
  • 단 한번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.
  • 이름이 없는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다.
  • 그룹 연산자()로 감싸야 한다. 그렇지 않으면 에러가 발생한다.
(function foo() {
  var a = 3; 
  var b = 5;
  return a + b;
}());

foo(); // ReferenceError: foo is not defined

function() { // SyntaxError: Function statements require a function name
	...
 }();

재귀 함수

  • 함수 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출 이라한다. 재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.
  • 재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출한다. 재귀 함수 내에는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다.
  • 탈출 조건이 없으면 함수가 무한 호출되어 스택 오버플로 에러가 발생한다.
// 함수 표현식
var factorial = function foo(n) {
  // 탈출 조건: n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 함수를 가리키는 식별자로 자기 자신을 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);

  // 함수 이름으로 자기 자신을 재귀 호출할 수도 있다.
  // console.log(factorial === foo); // true
  // return n * foo(n - 1);
};

console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

중첩 함수

  • 함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수, 내부 함수라 한다.
  • 중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수라 부른다.
  • 중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수 있다.
  • 중첩 함수는 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할을 한다.
function outer() {
  var x = 1;

  // 중첩 함수
  function inner() {
    var y = 2;
    // 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다.
    console.log(x + y); // 3
  }

  inner();
}

outer();

콜백 함수

  • 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고 한다.
  • 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 한다.
  • 고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다.
  • 콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출된다.
  • 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.
//콜백 함수를 사용한 이벤트 처리
//myButton 버튼을 클릭하면 콜백 함수 실행
document.getElementbyId('myButton').addEventListener('click', function () {
	console.log('button clicked!');
});

// 콜백 함수를 사용한 비동기 처리
// 1초 후에 메시지 출력
setTimeout(function () {
	console.log('1초 경과');
});

모든 콜백 함수가 고차 함수에 의해 호출되는 것은 아니다. 예를 들어, setTimeout 함수의 콜백 함수는 setTimeout 함수가 호출하지 않는다. 자세한건 뒤쪽에서 보겠다.

콜백 함수를 사용하는 고차 함수
map, filter, reduce 이에 대해서는 27장에서 살펴보겠다.

순수 함수와 비순수 함수

  • 순수 함수 : 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 부수 효과가 없는 함수
  • 비순수 함수 : 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는 부수 효과가 있는 함수다.

순수 함수
동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수다.
어떤 외부 상태에도 의존하지 않고 오직 매개변수를 통해 함수 내부로 전달된 인수에게만 의존해 값을 생성해 반환한다.

var count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태

// 순수 함수 increase는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환한다.
function increase(n) {
  return ++n;
}

// 순수 함수가 반환한 결과값을 변수에 재할당해서 상태를 변경
count = increase(count);
console.log(count) // 1

count = increase(count);
console.log(count) // 2

비순수 함수
함수의 외부 상태에 의존하는 함수는 외부 상태에 따라 반환값이 달라진다. 외부 상태에는 전역 변수, 서버 데이터, 파일, Console, DOM 등이 있다. 외부 상태에는 의존하지 않고 함수 내부 상태에만 의존한다 해도 그 내부 상태가 호출될 때마다 변화하는 값(예: 현재 시간)이라면 순수 함수가 아니다.

var count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태: increase 함수에 의해 변화한다.

// 비순수 함수
function increase() {
  return ++count; // 외부 상태에 의존하며 외부 상태를 변경한다.
}

// 비순수 함수는 외부 상태(count)를 변경하므로 상태 변화를 추적하기 어려워진다.
increase();
console.log(count) // 1

increase();
console.log(count) // 2
  • 함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화 해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.
  • 함수형 프로그래밍은 결국 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제해 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환이다.
  • 자바스크립트는 멀티 패러다임 언어이므로 객체지향 프로그래밍뿐만 아니라 함수형 프로그래밍을 적극적으로 활용하고 있다.
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Goorm
“사용자의 경험을 개선하는 개발자가 되고 싶습니다.”
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