자바스크립트의 배열

효효·2024년 8월 31일

자바스크립트

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배열이란?

  • 배열은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다. 배열은 사용 빈도가 매우 높은 가장 기본적인 자료구조다.
const arr = ["apple", "banana", "orange"];
  • 배열이 가지고 있는 값을 요소라고 부른다. 즉, 원시값은 물론 객체, 함수, 배열 등 자바스크립트에서 값으로 인정하는 모든 것은 배열의 요소가 될 수 있다.
  • 배열의 요소는 배열에서 자신의 위치를 나타내는 0 이상의 정수인 인덱스를 갖는다. 인덱스는 배열의 요소에 접근할 때 사용한다.
  • 요소에 접근할 때는 대괄호 표기법을 사용한다 대괄호 내에는 접근하고 싶은 요소의 인덱스를 지정한다.
arr[0] // apple
arr[1] // banana
arr[2] // orange
  • 배열은 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 나타내는 length 프로퍼티를 갖는다.
arr.length // 3
  • 배열은 인덱스와 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for문을 통해 순차적으로 요소에 접근할 수 있다.
for (let i = 0; i < arr.length; i++){
    console.log(arr[i]);
}

자바스크립트의 배열 특징

1. 자바스크립트에 배열이라는 타입은 존재하지 않는다.

  • 자바스크립트의 배열은 일반적인 배열의 동작은 흉내 낸 특수한 Array 객체다.
  • 객체 타입이긴 하지만 일반 객체와 달리 자바스크립트의 배열은 "값의 순서"와 "length 프로퍼티"가 있다. 그래서 반복문을 통해 순차적으로 값에 접근하기 적합한 자료구조다.
구분객체배열
구조프로퍼티 키와 프로퍼티 값인덱스와 요소
값의 참조프로퍼티 키인덱스
값의 순서✕○
Length 프로퍼티✕○
  • 위의 예제처럼 자바스크립트 배열은 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 가지며, length 프로퍼티를 갖는 특수한 객체다. 자바스크립트 배열의 요소는 사실 프로퍼티 값이다.
console.log(Object.getOwnPropertyDesciptors([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: 13 writable: true, enumerable: false, configurable: false}
}
*/

2. 밀집 배열이 아닌 희소 배열이다.

  • 자바스크립트에서 사용할 수 있는 모든 값은 객체의 프로퍼티 값이 될 수 있으므로 어떤 타입의 값이라도 배열의 요소가 될 수 있다.
const arr = [
  "string",
  10,
  true,
  null,
  undefined,
  NaN,
  Infinity,
  [],
  {},
  function () {},
];
  • length 프로퍼티 값은 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 바탕으로 결정되지만 임의의 숫자 값을 명시적으로 할당할 수도 있다.
  • 현재 length 프로퍼티 값보다 작은 숫자 값을 할당하면 배열의 길이가 줄어든다.
const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

// 현재 length 프로퍼티 값보다 작은 숫자 값을 할당하면 배열의 길이가 줄어든다.
arr.length = 3;

// 배열의 길이가 5에서 3으로 줄어든다.
console.log(arr); // [1, 2, 3]
  • 주의할 것은 현재 length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 할당하는 경우다. 이때 length 프로퍼티 값은 변경되지만 배열의 길이가 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]
  • 위 예제의 출력 결과에서 empty * 2는 실제로 추가된 배열의 요소가 아니다. 즉, arr[1]과 arr[2]에는 값이 존재하지 않는다.
  • 이처럼 현재 length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 length 프로퍼티에 할당하는 경우 length 프로퍼티 값은 성공적으로 변경되지만 실제 배열에는 아무런 변함이 없다. 값 없이 비어 있는 요소를 위해 메모리 공간을 확보하지 않으며 빈 요소를 생성하지도 않는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDesciptors(arr));
/*
{
 '0': {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
 length: {value: 3 writable: true, enumerable: false, configurable: false}
}
*/
  • 자바스크립트의 배열은 지금까지 살펴본 자료구조에서 말하는 일반적인 의미의 배열과 다르다. 즉, 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있다. 배열의 요소가 연속적으로 이어져 있지 않은 배열을 희소 배열이라 한다.
  • 자바스크립트는 문법적으로 희소 배열을 허용하지만 희소 배열은 사용하지 않는 것이 좋다. 의도적으로 희소 배열을 만들어야 하는 상황은 발생하지 않는다. 희소 배열은 연속적으로 값의 집합이라는 배열의 기본적인 개념과 맞지 않으며, 성능에도 좋지 않은 영향을 준다. 최적화가 잘 되어 있는 모던 자바스크립트 엔진은 요소의 타입이 일치하는 배열을 생성할 때 일반적인 의미의 배열처럼 연속된 메모리 공간을 확보하는 것으로 알려져 있다.

3. 배열 요소에 접근은 느리지만 삽입/삭제는 빠르다.

  • 일반적인 배열은 인덱스로 요소에 빠르게 접근할 수 있다. 하지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에는 효율적이지 않다.
  • 자바스크립트 배열을 해시 테이블로 구현된 객체이므로 인덱스로 요소에 접근하는 경우 일반적인 배열보다 성능적인 면에서 느릴 수 밖에 없는 구조적인 단점이 있다. 하지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에은 일반적인 배열보다 빠른 성능을 기대할 수 있다.
  • 인덱스로 배열 요소에 접근할 때 일반적인 배열보다 느릴 수 밖에 없는 구조적인 단점을 보완하기 위해 대부분의 모던 자바스크립트 엔진은 배열을 일반 객체와 구별하여 좀 더 배열처럼 동작하도록 최적화하여 구현했다. 다음과 같이 일반 객체의 성능을 테스트해 보면 배열이 일반 객체보다 약 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

배열 생성

배열 리터럴로 생성

  • 가장 일반적이고 간편한 배열 생성 방식은 배열 리터럴을 사용하는 것이다.
  • 배열 리터럴은 0개 이상의 요소를 쉼표로 구분하여 대괄호([])로 묶는다. 배열 리터럴은 객체 리터럴과 달리 프로퍼티 키가 없고 값만 존재한다.
const arr = [1,2,3];
console.log(arr.length); // 3
  • 배열 리터럴에 요소를 하나도 추가하지 않으면 배열의 길이, 즉 length 프로퍼티 값이 0인 빈 배열이 된다.
const arr = [];
console.log(arr.length); // 0

Array 생성자 함수로 생성

  • Object 생성자 함수를 통해 객체를 생성할 수 있듯이 Array 생성자 함수를 통해 배열을 생성할 수도 있다. Array 생성자 함수는 전달된 인수의 개수에 따라 다르게 동작하므로 주의가 필요하다.
  • 전달된 인수가 1개이고 숫자인 경우 length 프로퍼티 값이 인수인 배열을 생성한다. 
const arr = new Array(10);

console.log(arr); // [empty * 10]
console.log(arr.length) // 10
  • 이때 생성된 배열은 희소 배열이다. length 프로퍼티 값은 0이 아니지만 실제로 배열의 요소는 존재하지 않는다.
  • 전달된 인수가 2개 이상이거나 숫자가 아닌 경우 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
// 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 생성자 함수는 new 연산자와 함께 호출하지 않더라도, 즉 일반 함수로서 호출해도 배열을 생성하는 생성자 함수로 동작한다. 이는 Array 생성자 함수 내부에서 new.target을 확인하기 때문이다.
Array(1, 2, 3); // [1, 2, 3]

Array.of 로 생성

  • ES6에서 도입된 Array.of 메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다. Array.of는 Array 생성자 함수와 다르게 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
// 인수가 없을 때는 빈배열을 생성한다.
Array.of(); // []

// 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.from로 생성

  • 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.
Arrray.from("Hello"); // ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
  • Array.from을 사용하면 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수를 통해 값을 만들면서 요소를 채울 수 있다. Array.from 메서드는 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수에 첫 번째 인수에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.
// Array.from에 length만 존재하는 유사 배열 객체를 전달하며 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]

유사 배열 객체와 이터러블 객체

  • 유사배열 객체는 마치 배열처럼 프로퍼티 값에 접근할 수 잇고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 개체는 마치 배열처럼 for문으로 순회할 수 있다
const arrayLike = {
  '0': "apple",
  '1': "banana",
  '2': "orange",
  length: 3,
};
  • 이터러블 객체는 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 for...of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있는 객체를 말한다. ES6에서 제공하는 빌트인 이터러블은 Array, String, Map, Set, DOM 컬렉션, arguments 등이 있다.

배열 요소의 참조/추가/갱신/삭제

참조

  • 배열의 요소를 참조할 때는 대괄호([]) 표기법을 사용한다. 대괄호 안에는 인덱스가 와야 한다. 정수로 평가되는 표현식이라면 인덱스 대신 사용할 수 있다. 인덱스는 값을 참조할 수 있다는 의미에서 객체의 프로퍼티 키와 같은 역할을 한다.
const arr = [1, 2];

// 인덱스가 0인 요소를 참조
console.log(arr[0]); // 1
// 인덱스가 1인 요소를 참조
console.log(arr[1]); // 2
  • 존재하지 않는 요소에 접근하면 undefined가 반환된다.
const arr = [1, 2];

// 인덱스가 2인 요소를 참조, 배열 arr에는 인덱스가 2인 요소가 존재하지 않는다.
console.log(arr[2]); // undefined
  • 배열은 사실 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 갖는 객체다. 따라서 존재하지 않는 프로퍼티 키로 객체의 프로퍼티에 접근했을 때 undefined를 반환하는 것처럼 배열도 존재하지 않는 요소를 참조하면 undefined를 반환한다.
  • 같은 이유로 희소 배열의 존재하지 않는 요소를 참조해도 undefined가 반환된다.
// 희소 배열
const arr = [1, , 3];

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

// 존재하지 않는 요소를 참조하면 undefined가 반환된다.

추가 및 갱신

  • 객체에 프로퍼티를 동적으로 추가할 수 있는 것처럼 배열에도 요소를 동적으로 추가할 수 있다. 존재하지 않는 인덱스를 사용해 값을 할당하면 새로운 요소가 추가된다. 이때 length 프로퍼티 값은 자동 갱신된다.
const arr = [0];

// 배열 요소의 추가
arr[1] = 1;

console.log(arr); // [0, 1]
console.log(arr.length); // 2
  • 만약 현재 배열의 length 프로퍼티 값보다 큰 인덱스로 새로운 요소를 추가하면 희소 배열이 된다.
arr[100] = 100;

console.log(arr); // [0, 1, empty * 98, 100]
console.log(arr.length); // [101]
  • 이때 인덱스로 요소에 접근하여 명시적으로 값을 할당하지 않은 요소는 생성되지 않는다는 것에 주의하자
console.log(Object.getOwnPropertyDesciptors(arr));
/*
{
 '0': {value: 0, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
 '1': {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
 '100': {value: 100, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
 length: {value: 3 writable: true, enumerable: false, configurable: false}
}
*/
  • 이미 요소가 존재하는 요소에 값을 재할당하면 요소값이 갱신된다.
// 요소값의 갱신
arr[1] = 10;

console.log(arr); // [0, 10 empty * 98, 100]
  • 인덱스는 요소의 위치를 나타내므로 반드시 0 이상의 정수(또는 정수 형태의 문자열)를 사용해야 한다. 만약 정수 이외의 값을 인덱스처럼 사용하면 요소가 생성되는 것이 아니라 프로퍼티가 생성된다. 이때 추가된 프로퍼티는 length 프로퍼티 값에 영향을 주지 않는다.
const arr = [];

// 배열 요소 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

삭제

  • 배열은 사실 객체이기 때문에 특정 요소를 삭제하기 위해 delete 연산자를 사요할 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
  • delete 연산자는 객체의 프로퍼티를 삭제한다. 따라서 위 예제의 delete arr[1]은 arr에서 프로퍼티 키가 '1'인 프로퍼티를 삭제한다. 이때 배열은 희소 배열이 되며 length 프로퍼티 값은 변하지 않는다. 따라서 희소 배열을 만드는 delete 연산자는 사용하지 않는 것이 좋다.
  • 희소 배열을 만들지 않으면서 배열의 특정 요소를 완전히 삭제하려면 splice 메서드를 사용한다.
const arr = [1, 2, 3];

// splice(삭제를 시작할 인덱스, 삭제할 요소 수)
arr.splice(1, 1);
console.log(arr); // [1,3]

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

많이 쓰는 배열 메서드

push()

  • 배열의 끝에 하나 이상의 요소를 추가한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana'];
fruits.push('orange');
console.log(fruits); // ['apple', 'banana', 'orange']

pop()

  • 배열의 마지막 요소를 제거하고 그 요소를 반환한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana', 'orange'];
let lastFruit = fruits.pop();
console.log(lastFruit); // 'orange'
console.log(fruits);    // ['apple', 'banana']

shift()

  • 배열의 첫 번째 요소를 제거하고 그 요소를 반환한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana', 'orange'];
let firstFruit = fruits.shift();
console.log(firstFruit); // 'apple'
console.log(fruits);     // ['banana', 'orange']

unshift()

  • 배열의 앞에 하나 이상의 요소를 추가하고 변경되 length 프로퍼티 값을 반환한다.
  • 예시
let fruits = ['banana', 'orange'];
const result = fruits.unshift('apple');
console.log(result); // 3
console.log(fruits); // ['apple', 'banana', 'orange']

splice()

  • 배열의 요소를 추가하거나 제거한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana', 'orange'];
fruits.splice(1, 1, 'grape');
console.log(fruits); // ['apple', 'grape', 'orange']
  • 이 예시에서 splice(1, 1, 'grape')는 인덱스 1에서 1개의 요소('banana')를 제거하고, 그 자리에 'grape'를 추가한다.
  1. slice()
  • 배열의 일부를 추출하여 새로운 배열을 반환한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'grape'];
let citrus = fruits.slice(1, 3);
console.log(citrus); // ['banana', 'orange']

0 이 예시에서 slice(1, 3)는 인덱스 1에서 시작해서 인덱스 3 이전까지의 요소를 반환한다.

concat()

  • 두 개 이상의 배열을 결합하여 새로운 배열을 만듭니다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana'];
let moreFruits = ['orange', 'grape'];
let allFruits = fruits.concat(moreFruits);
console.log(allFruits); // ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']

forEach()

  • 배열의 각 요소에 대해 한 번씩 제공된 함수를 실행한다.
  • 예시
let fruits = ['apple', 'banana', 'orange'];
fruits.forEach(fruit => console.log(fruit));

// apple
// banana
// orange

map()

  • 배열의 각 요소에 대해 제공된 함수를 호출한 결과를 모아 새로운 배열을 만든다.
  • 예시
let numbers = [1, 2, 3];
const doubled = numbers.map(number => number * 2);

console.log(doubled); // [2, 4, 6]

filter()

  • 제공된 함수의 조건을 만족하는 모든 요소를 모아 새로운 배열을 만든다.
  • 예시
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const evenNumbers = numbers.filter(number => number % 2 === 0);

console.log(evenNumbers); // [2, 4]

reduce()

  • 자신을 호출한 배열을 모든 요소를 순회하며 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다.
  • 예시
let numbers = [1, 2, 3, 4];

numbers.reduce((누산값, 현재요소값, 현재요소의index, 현재배열) => {
  return 다음누산값;
}, 초기누산값);

const sum = numbers.reduce((acc, number) => acc + number, 0);

console.log(sum); // 10

참고

  1. 모던 자바스크립트 딥다이브 책
  2. MDN - Array
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