[모던 자바스크립트 Deep Dive] 06. 데이터 타입

hwanky·2022년 9월 30일
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모던 자바스크립트 Deep Dive

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06장 데이터 타입

데이터 타입은 값의 종류를 말한다. 자바스크립트(ES6)는 7개의 데이터 타입을 제공하며 원시 타입(primitive type)과 객체 타입(object/reference type)으로 분류할 수 있다.

구분데이터 타입설명
숫자 타입숫자. 정수와 실수 구분 없이 하나의 숫자 타입만 존재
문자열 타입문자열
불리언 타입논리적 참(true)과 거짓(false)
원시 타입undefined 타입var 키워드로 선언된 변수에 암묵적으로 할당되는 값
null 타입값이 없다는 것을 의도적으로 명시할 때 사용하는 값
심벌 타입ES6에 추가된 7번째 타입
객체 타입객체, 함수, 배열 등

숫자 타입의 값 1과 문자열 타입의 값 '1'은 비슷해 보이지만 전혀 다른 값이다.
숫자 타입의 값은 주로 산술 연산을 위해 생성하지만 문자열 타입의 값은 주로 텍스트를 화면에 출력하기 위해 생성한다.
또한 확보해야 할 메모리 공간의 크기도 다르고 메모리에 저장되는 2진수도 다르며 읽어 들여 해석하는 방식도 다르다.

6.1 숫자 타입

다른 언어들과 달리 자바스크립트는 하나의 숫자 타입만이 존재한다.
모든 수를 실수로 처리하며, 정수만 표현하기 위한 데이터 타입이 별도로 존재하지 않는다.

예제 06-01

var integer = 10; // 정수
var double = 10.12; // 실수
var negative = -20; // 음의 정수

정수, 실수, 2진수, 8진수, 16진수 리터럴은 모두 메모리에 배정밀도 64비트 부동소수점 형식의 2진수로 저장된다.
자바스크립트는 2진수, 8진수, 16진수를 표현하기 위한 데이터 타입을 제공하지 않기 때문에 이들 값을 참조하면 모두 10진수로 해석된다.


예제 06-02

var binary = 0b01000001; // 2진수
var octal = 0o101; // 8진수
var hex = 0x41; // 16진수

// 표기법만 다를 뿐 모두 같은 값이다.
console.log(binary); // 65
console.log(octal); // 65
console.log(hex); // 65
console.log(binary === octal); // true
console.log(octal === hex); // true

자바스크립트의 숫자 타입은 모든 수를 실수로 처리하기 때문에 정수로 표시해도 사실은 실수라는 것을 의미한다.
따라서 정수로 표시되는 수끼리 나누더라도 실수가 나올 수 있다.

예제 06-03

// 숫자 타입은 모두 실수로 처리된다
console.log(1 === 1.0); // true
console.log(4 / 2); // 2
console.log(3 / 2); // 1.5

숫자 타입은 추가적으로 세 가지 특별한 값도 표현할 수 있다. - Infinity: 양의 무한대 - -Infinity: 음의 무한대 - NaN: 산술 연산 불가(not-a-number)

예제 06-04

// 숫자 타입의 세가지 특별한 값
console.log(10 / 0); // Infinity
console.log(10 / -0); // -Infinity
console.log(1 * 'String'); // NaN

자바스크립트는 대소문자를 구별(case-sensitive)하므로 작성시 주의해야 한다.

6.2 문자열 타입

문자열 타입은 텍스트 데이터를 나타내는 데 사용한다.
문자열은 0개 이상의 16비트 유니코드 문자(UTF-16)의 집합으로 전 세계 대부분의 문자를 표현할 수 있다.

문자열은 작은따옴표(''), 큰따옴표(""), 또는 백틱(``)으로 텍스트를 감싼다.
자바스크립트에서 가장 일반적인 표기법은 작은따옴표를 사용하는 것이다.

예제 06-06

// 문자열 타입
var string;
string = '문자열'; // 작은 따옴표
string = '문자열'; // 큰 따옴표
string = `문자열`; // 백틱(ES6)
string = '작은 따옴표롤 감싼 문자열 내의 "큰 따옴표"는 문자열로 인식된다.';
string = "큰 따옴표로 감싼 문자열 내의 '작은 따옴표'는 문자열로 인식된다.";

문자열을 따옴표로 감싸는 이유는 키워드나 식별자 같은 토큰과 구분하기 위해서다. 만약 문자열을 따옴표로 감싸지 않으면 자바스크립트 엔진은 키워드나 식별자 같은 토큰으로 인식한다.

예제 06-07

// 따옴표로 감싸지 않은 hello를 식별자로 인식한다
var string = hello; // ReferenceError: hello is not defined

따옴표를 문자열로 감싸지 않는다면 공백 문자도 포함시킬 수 없다.
C 나 자바와 달리 자바스크립트의 문자열은 원시타입이며, 변경 불가능한 값(immutable value)이다.
이것은 문자열이 생성되면 그 문자열을 변경할 수 없다는 것을 의미한다.

6.3 템플릿 리터럴

ES6부터 템플릿 리터럴이라고 하는 새로운 문자열 표기법이 도입되었다.
템플릿 리터럴은 멀티라인 문자열, 표현식 삽입, 태그드 템플릿 등 편리한 문자열 처리 기능을 제공한다.
템플릿 리터럴은 런타임에 일반 문자열로 변환되어 처리된다.

예제 06-08

var template = `Templete literal`;
console.log(template); // Templete literal

6.3.1 멀티라인 문자열

일반 문자열 내에서는 줄바꿈(개행)이 허용되지 않는다.
따라서 일반 문자열 내에서 줄바꿈 등의 공백을 표현하려면 백슬래시(\)로 시작하는 이스케이프 시퀀스를 사용해야 한다.

예제 06-09

var str = `Hello
world.`;
// SyntaxError: Invalid or unexpected token
이스케이프 시퀸스의미
\0Null
\b백스페이스
\f폼 피드: 프린터로 출력할 경우 다음 페이지의 시작 지점으로 이동한다.
\n개행: 다음 행으로 이동
\r개행: 커서를 처음으로 이동
\t탭(수평)
\v탭(수직)
\uXXXX유니코드
\'작은 따옴표
\"큰 따옴표
\\백슬래시

예제 06-10

var template = `<ul>\n\t<li><a href="#">Home</a></li>\n</ul>`;

console.log(template);

// 출력 결과
<ul>
  <li><a href="#">Home</a></li>
</ul>

6.3.2 표현식 삽입

문자열은 문자열 연산자 +를 사용해 연결할 수 있다.
+연산자는 피연산자 중 하나 이상이 문자열인 경우 문자열 연결 연산자로 동작한다.
그 외 경우는 덧셈 연산자로 동작한다.

예제 06-12

var first = 'Ung-mo';
var last = 'Lee';

// ES5: 문자열 연결
console.log('My name is ' + first + ' ' + last + '.'); // My name is Ung-mo Lee.

템플릿 리터럴 내에서는 표현식 삽입을 통해 간단히 문자열을 삽입할 수 있다.
이를 통해 문자열 연산자보다 가독성 좋고 간편하게 문자열을 조합할 수 있다.

예제 06-13

var first = 'Ung-mo';
var last = 'Lee';

// ES6: 표현식 삽입
console.log(`My name is ${first} ${last}.`); // My name is Ung-mo Lee.

표현식을 삽입하려면 `${}`으로 표현식을 감싼다. 이 때 표현식의 평가 결과가 문자열이 아니더라도 문자열로 타입이 강제로 변환되어 삽입된다.

예제 06-14

console.log(`1 + 2 = ${1 + 2}`); // 1 + 2 = 3

표현식 삽입은 반드시 템플릿 리터럴 내에서 사용해야 한다. 템플릿 리터럴이 아닌 일반 문자열에서의 표현식 삽입은 문자열로 취급된다.

예제 06-15

console.log('1 + 2 = ${1 + 2}'); // 1 + 2 = ${1 + 2}

6.4 불리언 타입

불리언 타입의 값은 논리적 참, 거짓을 나타내는 true와 false뿐이다.

예제 06-16

var foo = true;
console.log(foo); // true

foo = false;
console.log(foo); // false

불리언 타입의 값은 참과 거짓으로 구분되는 조건에 의해 프로그램의 흐름을 제어하는 조건문에서 자주 사용한다.

6.5 undefined 타입

undefined 타입의 값은 undefined가 유일하다.

예제 06-17

var foo;
console.log(foo); // undefined

var 키워드로 선언한 변수는 암묵적으로 undefind로 초기화 된다.
다시 말해, 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간을 처음 할당이 이뤄질 때까지 빈 상태(쓰레기 값이 들어 있는 상태)로 내버려두지 않고 자바스크립트 엔진이 undefinde로 초기화 한다.
따라서 변수를 선언한 이후 값을 할당하지 않은 변수를 참조하면 undefind가 반환된다.

undefined는 개발자가 의도적으로 할당한 값이 아니라 자바스크립트 엔진이 변수를 초기화하기 위해 사용하는 값이다.
변수를 참조했을 때 undefined가 반환되었다면 참조한 변수가 선언 이후 값이 할당된 적이 없는 변수라는 것을 알 수 있다.

❓ 그렇다면 변수에 값이 없다는 것을 명시하고 싶을 때는 어떻게 하면 좋을까?
✔ 그런 경우에는 null을 할당한다.

undefined: 할당된 적 없음(값이 지정되지 않음)
null: 값이 없음

선언(declaration)과 정의(definition)
ES에서 변수는 "선언하다"라는 표현을 사용
함수는 "정의한다"라는 표현을 사용

6.6 null 타입

null 타입의 값은 null이 유일하다.
자바스크립트는 대소문자를 구별하므로 null은 Null, NULL 등과 다르다.

프로그래밍 언어에서 null은 변수에 값이 없다는 것을 의도적으로 명시(의도적 부재)할 때 사용한다.
변수에 null을 할당하는 것은 변수가 이전에 참조하던 값을 더 이상 참조하지 않겠다는 의미다.
이는 이전에 할당되어 있던 값에 대한 참조를 명시적으로 제거하는 것을 의미하며, 자바스크립트 엔진은 누구도 참조하지 않는 메모리 공간에 대해 가비지 콜렉션을 수행할 것이다.

예제 06-18

var foo = 'Lee';

// 이전 참조를 제거. foo 변수는 더 이상 'Lee'를 참조하지 않는다
// 유용해 보이지 않는다. 변수의 스코프를 좁게 만들어 변수 자체를 재빨리 소멸시키는 편이 낫다.
foo = null;

함수가 유효한 값을 반환할 수 없는 경우 명시적으로 null을 반환하기도 한다.
예를 들어, HTML 요소를 검색해 반환하는 document.querySelector 메서드는 조건에 부합하는 HTML 요소를 검색할 수 없는 경우 에러 대신 null을 반환한다.

예제 06-19

<!DOCTYPE html>
<html>
  <body>
    <script>
      var element = document.querySelector('.myClass');
      // HTML 문서에 myClass 클래스를 갖는 요소가 없다면 null을 반환한다
    </script>
  </body>
</html>

6.7 심벌 타입

심벌(symbol)은 ES6에서 추가된 7번째 타입으로, 변경 불가능한 원시 타입의 값이다.
심벌 값은 다른 값과 중복되지 않는 유일무이한 값으로 이름이 충돌할 위험이 없는 객체의 유일한 프로퍼티 키를 만들기 위해 사용한다.

심벌 이외의 원시 값은 리터럴을 통해 생성하지만 심벌은 Symbol 함수를 호출해 생성한다.
이 때 생성된 심벌 값은 외부에 노출되지 않으며, 다른 값과 절대 중복되지 않는 유일무이한 값이다.

예제 06-20

// 심벌 값 생성
var key = Symbol('key');
console.log(typeof key); // symbol

// 객체 생성
var obj = {};

// 이름이 충돌할 위험이 없는 유일무이한 값인 심벌을 프로퍼티 키로 사용한다
obj[key] = 'value';
console.log(obj[key]); // value

6.8 객체 타입

자바스크립트의 데이터 타입은 크게 원시 타입과 객체 타입으로 분류된다.
그 이유는 원시 타입과 객체 타입은 근본적으로 다르기 때문이다.
보다 근원적인 이유는 11장에서 자세히 살펴볼 것이다.

중요한 점은 자바스크립트를 이루고 있는 거의 모든 것이 객체라는 것이다.

6.9 데이터 타입의 필요성

6.9.1 데이터 타입에 의한 메모리 공간의 확보와 참조

값은 메모리에 저장하고 참조할 수 있어야 한다.
메모리에 값을 저장하려면 먼저 확보해야 할 메모리 공간의 크기를 결정해야 한다.
다시 말해, 몇 바이트의 메모리 공간을 사용해야 낭비와 손실 없이 값을 저장할 수 있는지 알아야 한다.

예제 06-21

var score = 100;

위 코드가 실행되면 컴퓨터는 숫자값 100을 저장하기 위해 메모리 공간을 확보한 다음, 확보된 메모리에 숫자 값 100을 2진수로 저장한다.
이러한 처리를 하려면 숫자 값을 저장할 때 확보해야 할 메모리 공간의 크기를 알아야 한다.

자바스크립트 엔진은 데이터 타입, 즉 값의 종류에 따라 정해진 크기의 메모리 공간을 확보한다.
즉, 변수에 할당되는 값의 데이터 타입에 따라 확보해야할 메모리 공간의 크기가 결정된다.

위 예제의 경우 자바스크립트 엔진은 리터럴 100을 숫자 타입의 값으로 해석하고 숫자 타입의 값 100을 저장하기 위해 8바이트(64비트)의 메모리 공간을 확보한 뒤 100을 2진수로 저장한다.

데이터 타입에 따라 확보되는 메모리 공간의 크기
ECMAScript 사양은 문자열과 숫자 타입 외의 데이터 타입의 크기를 명시적으로 규정하고 있지는 않다.
따라서 문자열과 숫자 타입을 제외하고 데이터 타입에 따라 확보되는 메모리 공간의 크기는 자바스크립트 엔진 제조사의 구현에 따라 달라질 수 있다.
단, ECMAScript 사양에 숫자 타입은 배정밀도 64비트 부동소수점 형식을 사용한다고 명시되어 있고, 배정밀도 64비트 부동소수점 형식은 8바이트로 숫자를 표현하므로 이 책에서는 숫자 값의 크기를 8바이트로 설명한다.

이번에는 값을 참조하는 경우를 생각하여 보자.
식별자 score를 통해 숫자 타입의 값 100이 저장되어 있는 메모리 공간의 주소를 찾아갈 수 있다.
정확히 말하면 숫자 값 100이 저장되어 있는 메모리 공간의 선두 메모리 셀의 주소를 찾아갈 수 있다.
이 때 값을 참조하려면 한 번에 읽어 들어야 할 메모리 공간의 크기, 즉 메모리 셀의 개수(바이트 수)를 알아야 한다.
score 변수의 경우 저장되어 있는 값이 숫자 타입이므로 8바이트 단위로 읽어 들이지 않으면 값이 훼손 된다.

❓ 그렇다면 컴퓨터는 한 번에 읽어 들여야 할 메모리 셀의 크기를 어떻게 알 수 있는 것일까?

✔ score 변수에 숫자 타입의 값이 할당되어 있으므로 자바스크립트 엔진은 scroe 변수를 숫자 타입으로 인식한다. 숫자 타입은 8바이트 단위로 저장되므로 score 변수를 참조하면 8바이트 단위로 메모리 공간에 저장된 값을 읽어 들인다.

심벌 테이블
컴파일러 또는 인터프리터는 심벌 테이블이라고 부르는 자료구조를 통해 식별자를 키로 바인딩된 값의 메모리 주소, 데이터 타입, 스코프 등을 관리한다.

6.9.2 데이터 타입에 의한 값의 해석

❓ 메모리에서 읽어 들인 2진수를 어떻게 해석할까?

✔ 모든 값은 데이터 타입을 가지며, 메모리에 2진수, 즉 비트의 나열로 저장된다.
메모리에 저장된 값은 데이터 타입에 따라 다르게 해석될 수 있다.
예를 들어 메모리에 저장된 값 0100 0001을 숫자로 해석하면 65지만 문자열로 해석하면 'A'이다.
앞에서 살펴본 예제 score 변수에 할당된 값은 숫자 타입의 값이다.
따라서 score 변수를 참조하면 메모리 공간의 주소에서 읽어 들인 2진수를 숫자로 해석한다.

데이터 타입은 값의 종류를 말하며 자바스크립트의 모든 값은 데이터 타입을 갖는다.
데이터 타입이 필요한 이유는 다음과 같다.

  • 값을 저장할 때 확보해야 하는 메모리 공간의 크기를 결정하기 위해
  • 값을 참조할 때 한 번에 읽어 들여야 할 메모리 공간의 크기를 결정하기 위해
  • 메모리에서 읽어 들인 2진수를 어떻게 해석할지 결정하기 위해

6.10 동적 타이핑

6.10.1 동적 타입 언어와 정적 타입 언어

자바스크립트의 모든 값은 데이터 타입을 갖는다고 했다.
그렇다면 변수는 데이터 타입을 가질까?

C나 자바 같은 정적 타입(static type)언어는 변수를 선언할 때 변수에 할당할 수 있는 값의 종류, 즉 데이터 타입을 사전에 선언해야 한다.
이를 명시적 타입 선언(explicit type declaration)이라고 한다.

예제 06-22

// c 변수에는 1바이트 정수 타입의 값(-128 ~ 127)만을 할당할 수 있다.
char c;

// num 변수에는 4바이트 정수 타입의 값(-2,124,483,648 ~ 2,124,483,647)만을 할당할 수 있다.
int num;

정적 타입 언어는 변수의 타입을 변경할 수 없으며, 변수에 선언한 타입에 맞는 값만 할당할 수 있다.
정적 타입 언어는 컴파일 시점에 타입 체크(선언한 데이터 타입에 맞는 값을 할당했는지 검사하는 처리)를 수행한다.
이를 통해 타입의 일관성을 강제함으로써 더욱 안정적인 코드의 구현을 통해 런타임에 발생하는 에러를 줄인다.
대표적인 정적 타입 언어로 C, C++, Java, Kotlin, Go, Haskell, Rust, Scala 등이 있다.

자바스크립트는 정적 타입 언어와 다르게 변수를 선언할 때 타입을 선언하지 않는다.
다만 var, let, const 키워드를 사용해 변수를 선언할 뿐이다.
자바스크립트의 변수는 정적 타입 언어와 같이 미리 선언한 데이터 타입의 값만 할당할 수 있는 것이 아니다.
어떠한 데이터 타입의 값이라도 자유롭게 할당할 수 있다.

예제06-23

// typeof 연산자로 변수를 연산하면 변수에 할당된 값의 데이터 타입을 반환한다.

var foo;
console.log(typeof foo); // undefined

foo = 3;
console.log(typeof foo); // number

foo = 'Hello';
console.log(typeof foo); // string

foo = true;
console.log(typeof foo); // boolean

foo = null;
console.log(typeof foo); // object

foo = Symbol();
console.log(typeof foo); // symbol

foo = {};
console.log(typeof foo); // object

foo = [];
console.log(typeof foo); // object

foo = function () {};
console.log(typeof foo); // function

정적 타입 언어는 변수 선언 시점에 변수의 타입이 결정되고 변수의 타입을 변경할 수 없다.
자바스크립트에서는 값을 할당하는 시점에 변수의 타입이 동적으로 결정되고 변수의 타입을 언제든 자유롭게 변경할 수 있다.

동적 타이핑(dynamic typing)
자바스크립트의 변수는 선언이 아닌 할당에 의해 타입이 결정(타입 추론)된다.
그리고 재할당에 의해 변수의 타입은 언제든 동적으로 변할 수 있다.

대표적인 동적 타입 언어는 JavaScript, Python, PHP, Ruby, Lisp, Perl 등이 있다.

처음의 질문으로 돌아가보자.
❓ 변수는 타입을 가질까?

✔ 기본적으로 변수는 타입을 가지지 않는다. 하지만 값은 타입을 가진다.
따라서 현재 변수에 할당되어 있는 값에 의해 변수의 타입이 동적으로 결정된다고 표현하는 것이 더 적절하다.
변수는 값에 묶여 있는 값에 대한 별명이기 때문이다.

6.10.2 동적 타입 언어와 변수

동적 타입 언어는 변수에 어떤 데이터 타입의 값이라도 자유롭게 할당할 수 있다.
이러한 동적 타입 언어의 특징은 데이터 타입에 대해 무감각해질 정도로 편리하다는 것이다.
하지만 언제나 그렇듯 편리함의 이면에는 위험도 있다.

모든 소프트웨어 아키텍처에는 트레이드 오프(두 개의 정책이나 목표 중 하나를 달성하려고 하면 다른 목표의 달성이 늦어지거나 희생되는 모순적 관계를 의미)가 존재하며, 모든 애플리케이션에 적합한 명쾌한 해결책은 없듯이 동적 타입 언어 또한 구조적 단점이 있다.

동적 타입 언어의 구조적 단점
변수의 값이 언제든지 변경될 수 있기 때문에

  • 복잡한 프로그램에서는 변화하는 변수 값을 추적하기 어려울 수 있다.
  • 값의 변경에 의해 타입도 언제든 변경될 수 있어 동적 타입 언어의 변수는 값을 확인하기 전까지는 타입을 확신할 수 없다.
  • 개발자의 의도와 무관하게 자바스크립트 엔진에 의해 암묵적으로 타입이 자동 변환되어 에러가 발생하기도 하다
    즉, 유연성은 높지만 신뢰성은 떨어진다.

위의 이유로 안정적인 프로그램을 만들기 위해 변수를 사용하기 이전에 데이터 타입을 체크해야 하는 경우가 있는데 이는 매우 번거로울 뿐더러 코드의 양도 증가한다.

따라서 변수를 사용할 때 주의할 사항은 다음과 같다.

  1. 변수는 꼭 필요한 경우에 한하여 제한적으로 사용한다.
  • 변수 값은 재할당에 의해 언제든지 변경될 수 있다.
  • 이로 인해 동적 타입 언어인 자바스크립트는 타입을 잘못 예측하여 오류가 발생할 가능성이 높다.
  • 변수의 개수가 많으면 많을수록 오류가 발생할 확률도 높아진다.
  • 따라서 변수의 무분별한 남발은 금물이며, 필요한 만큼 최소한으로 유지하여야 한다.
  1. 변수의 유효 범위(스코프)는 최대한 좁게 만들어 변수의 부작용을 억제해야 한다.
  • 변수의 유효 범위가 넓으면 넓을수록 변수로 인해 오류가 발생할 확률이 높아진다.
  • 변수의 유효 범위에 대해서는 13장 스코프에 대해 자세히 살펴보자.
  1. 전역 변수는 최대한 사용하지 않도록 한다.
  • 어디서든지 참조/변경 가능한 전역 변수는 의도치 않게 값이 변경될 가능성이 높고 다른 코드에 영향을 줄 가능성도 높다.
  • 따라서 전역 변수는 프로그램의 복잡성을 증가시키고 처리 흐름을 추적하기 어렵게 만들고, 오류가 발생할 경우 오류의 원인을 특정하기 어렵게 만든다.
  • 전역 변수의 사용을 억제하는 방법에 대해서는 14장 "전연변수의 문제점"에서 자세히 살펴보자.
  1. 변수보다는 상수를 사용해 값의 변경을 억제한다.
  • 상수를 사용하는 방법에 대해서는 15.3절 "const 키워드"에서 살펴보자.
  1. 변수 이름은 변수의 목적이나 의미를 파악할 수 있도록 네이밍 한다.
  • 변수 이름뿐 아니라 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)는 존재 이유를 파악할 수 있는 적절한 이름으로 지어야 한다.
  • 특히 식별자의 유효 범위가 넓을수록 명확한 이름을 명명하도록 노력하자.
  • 개발자의 의도를 나타내는 명확한 네이밍은 코드를 이해하기 쉽게 만들고, 이는 협업과 생산성 향상에 도움을 준다.

📌 가독성이 좋은 코드가 좋은 코드이다.

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