Javascript | 스코프(Scope)

모던 자바스크립트 Deep Dive 서적을 참고하여 쓰였습니다.

📌 스코프(Scope)

식별자가 유효한 범위
(자바스크립트 엔진이) 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙
네임 스페이스

• 모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다.
  • 유효하다 = 참조할 수 있다
• 자바스크립트 엔진은 이름이 같은 두 개의 변수 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지를 결정해야 한다.
• 스코프(유효 범위)를 통해 식별자인 변수 이름의 충돌을 방지하여 같은 이름의 변수를 사용할 수 있게 해준다.

📌 키워드

사전에 정의된 에약어.

• 특별한 의미를 지니고 있다.
• 식별자로 사용할 수 없다.
• var, let, const, function 등

📌 식별자

• 변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등
• 식별자는 어떤 값을 구별할 수 있어야 하므로 유일(Unique)해야 한다.
• 따라서 식별자인 변수 이름은 중복될 수 없다.
• 즉, 하나의 값은 유일한 식별자에 연결(Name Binding)되어야 한다.
• let **text**, function **onClick** 등

📌 식별자 결정

• 자바스크립트 엔진이 이름이 같은 식별자 중 어떤 것을 참조할 것인지 결정하는 것.
• 스코프를 통해 결정된다.
• 예제 13-03

  var x = 'global';
  
  function foo() {
  	var x = 'local';
  	console.log(x); // 1
  }
  
  foo();
  
  console.log(x); // 2

  • 식별자 이름은 동일하지만, 스코프가 다른 별개의 변수다.
  • 만약 스코프라는 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다.

📌 코드의 문맥(Context)

자바스크립트 엔진은 코드를 실행할 때 코드의 문맥을 고려한다.

• 코드의 문맥은 렉시컬 환경으로 이루어진다.
• 코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지에 따라 동일한 코드도 다른 결과를 만들어 낸다.

📌 렉시컬 환경(Lexical Environment)

block, function, script를 실행하기 앞서 생성되는 특별한 객체로, 실행할 스코프 범위 안에 있는 변수와 함수를 프로퍼티로 저장하는 객체.

• 코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지를 의미한다.
• 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고, 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.
• (실행 컨텍스트의) 렉시컬 환경을 단반향으로 연결(Chaining)한 것이 스코프 체인이다.
• 이를 구현한 것이 “실행 컨텍스트”이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다.

📌 var 키워드

var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다.

• 의도치 않게 변수값이 재할당 되어 변경되는 부작용을 발생 시킨다.
• 예제 13-04

  function foo() {
  	var x = 1;
  	var x = 2; // 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작한다.
  	console.log(x); // 2
  }
  foo();

📌 let, const 키워드

같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

• 예제 13-05

  function bar() {
  	let x = 1;
  	let x = 2; // SyntaxError: Identifier 'x' has already been declared
  }
  bar();

📌 스코프의 종류

• 전역 스코프(Global)
  • 코드의 가장 바깥 영역
  • 어디서든 참조할 수 있다.
• 지역 스코프(Local)
  • 함수 몸체 내부
  • 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 참조할 수 있다.

• 자신이 선언된 위치에 의해 자신의 스코프가 결정된다.
  즉, 전역에서 선언된 변수는 전역 스코프를 갖는 전역 변수이고, 지역에서 선언된 변수는 지역 스코프를 갖는 지역 변수다.
  

• 그림 13-2

  • 전역 변수 x와 inner 함수 내부에서 선언된 x 변수의 이름이 같다.
    이때 inner 함수 내부에서 x 변수를 참조하면 inner 함수 내부에 선언된 x를 참조한다.
    ⇒ 자바스크립트 엔진이 스코프 체인을 통해 참조할 변수를 검색했기 때문이다.
    

  • 코드

    		// 전역 스코프
    var x = "global x";
    var y = "global y";
    
    function outer() {
      // 지역 스코프
      var z = "outer's local z";
    
      console.log("1 : " + x);
      console.log("2 : " + y);
      console.log("3 : " + z);
    
      function inner() {
        // 지역 스코프
        var x = "inner's local x";
    
        console.log("4 : " + x);
        console.log("5 : " + y);
        console.log("6 : " + z);
      }
    
      inner();
    }
    
    outer();
    
    console.log("7 : " + x);
    // console.log(z); // ReferenceError: z is not defined
    
    // 1 : global x
    // 2 : global y
    // 3 : outer's local z
    // 4 : inner's local x
    // 5 : global y
    // 6 : outer's local z
    // 7 : global x

📌 함수의 중첩

함수 몸체 내부에 함수가 정의된 것

📌 중첩 함수(Nested Function)

함수 몸체 내부에 정의한 함수

📌 외부 함수(Outer Function)

중첩 함수를 포함하는 함수

📌 스코프 체인(Scope Chain)

스코프가 계층적으로 연결된 것.

• 함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 즉, 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다.
  
• 중첩 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 갖는다. 이때 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라 한다.
  

📌 스코프 체인의 동작

1. 해당 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 해당 변수가 선언되었는지 검색한다.
2. 해당 변수의 선언이 존재한다면 검색된 변수를 참조하고 검색을 종료한다.
3. 해당 변수의 선언이 존재하지 않는다면 상위 스코프로 이동한다.
4. 변수가 참조되거나 최상위 스코프(전역 스코프)가 될 때까지, 1~3번을 반복한다.

• 그림 13-3
  • 앞의 예제(그림 13-2)에서 지역은 outer 함수의 지역, inner 함수의 지역 2가지가 있다.
    inner 함수는 outer 함수의 중첩 함수다.\
    이때 outer 함수가 만든 지역 스코프는 inner 함수가 만든 지역 스코프의 상위 스코프다.
    그리고 outer 함수가 만든 지역 스코프의 상위 스코프는 전역 스코프다.
    

📌 앞의 예제(그림 13-2)에서 스코프 체인의 동작

• console.log("4 : " + x)
  1. inner 함수의 지역 스코프(x 변수를 참조하는 코드의 스코프)에서 x 변수가 선언되었는지 검색한다.
  2. inner 함수 내에는 선언된 x 변수가 존재한다.
  3. 검색된 변수를 참조하고 검색을 종료한다.

• console.log("5 : " + y)
  1. inner 함수의 지역 스코프(y 변수를 참조하는 코드의 스코프)에서 y 변수가 선언되었는지 검색한다.
  2. inner 함수 내에는 선언이 존재하지 않으므로 상위 스코프인 outer 함수의 지역 스코프로 이동한다.
  3. outer 함수의 지역 스코프에서 y 변수가 선언되었는지 검색한다.
  4. outer 함수 내에서도 선언이 존재하지 않으므로 또 다시 상위 스코프인 전역 스코프로 이동한다.
  5. 전역 스코프에는 선언된 y 변수가 존재한다.
  6. 검색된 변수를 참조하고 검색을 종료한다.

• console.log("6 : " + z)
  1. inner 함수의 지역 스코프(z 변수를 참조하는 코드의 스코프)에서 z 변수가 선언되었는지 검색한다.
  2. inner 함수 내에는 선언이 존재하지 않으므로 상위 스코프인 outer 함수의 지역 스코프로 이동한다.
  3. outer 함수 내에는 선언된 z 변수가 존재한다.
  4. 검색된 변수를 참조하고 검색을 종료한다.

📌 변수 검색(Identifier Resolution)

자바스크립트 엔진은 변수를 참조할 때 스코프 체인을 이용한다.
스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.
이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있다.
절대 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다.
이는 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만, 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미한다.

• 자바스크립트 엔진은 코드(전역 코드, 함수 코드)를 실행하기에 앞서 렉시컬 환경(Lexical Environment)자료구조를 생성한다.
  변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조(렉시컬 환경)에 키(Key)로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.
  변수의 검색도 이 자료구조에서 이루어진다.

📌 함수 검색

함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다. 그리고 자바스크립트 엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 선언하고 생성된 함수 객체를 할당한다.

• 예제 13-06

  // 전역 함수
  function foo() {
    console.log('global function foo');
  }
  
  function bar() {
    // 중첩 함수
    function foo() {
      console.log('local function foo');
    }
  
    foo();
  }
  
  bar();
  foo();
  
  // Output :
  // local function foo
  // global function foo

📌 블록 레벨 스코프(Block Level Scope)

모든 코드 블록(if, for, while, try/catch 등)과 함수 몸체가 지역 스코프를 만드는 특성이다.

• C나 자바 등 대부분의 프로그래밍 언어가 이를 적용한다.

📌 함수 레벨 스코프(Function Level Scope)

코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프를 만드는 특성이다.

• var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
• 예제 13-07

  • 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.

    var x = 1;
    
    if (true) {
      var x = 10; // 재할당
    }
    
    console.log(x); // 10

📌 동적 스코프(Dynamic Scope), 렉시컬 스코프(Lexical Scope) 또는 정적 스코프(Static scope)

함수가 선언된 곳에 의해 상위 스코프가 결정되는 방식을 의미한다.

• 프로그래밍 언어는 일반적으로 아래 두 가지 방식 중 한 가지 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다.
  1. 함수가 호출된 곳
  2. 함수가 선언된 곳

• 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따른다.

• 예제 13-09

  var x = 1;
  
  function foo() {
  	var x = 10;
  	bar();
  }
  
  function bar() {
  	console.log(x);
  }
  
  foo();
  bar();