[모던 자바스크립트] 배열

자바스크립트 배열은 인덱스로 배열 요소에 접근하는 경우에는 일반적인 배열보다 느리지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에는 일반적인 배열보다 빠르다. 자바스크립트 배열은 인덱스로 접근하는 경우의 성능 대신 배열 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우의 성능을 선택한 것이다.

희소 배열 이란 배열 리터럴에 요소를 생략한 것을 의미한다. 희소 배열의 length는 배열의 실제 요소 개수보다 언제나 크다.

Array 생성자 함수

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. 전달된 인수가 없는 경우 빈 배열을 생성한다.

const arr1 = new Array(10); // length가 10인 배열 생성
const arr2 = new Array(); // []

Array.of

Array.of 메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.

Array.of(1); // [1]
Array.of(1,2,3); // [1, 2, 3]

Array.from

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.
Array.from('Hello'); // ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

Array.from을 사용하면 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수를 통해 값을 만들면서 요소를 채울 수 있다. 첫 번째 인수에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.

유사 배열 객체
유사 배열 객체는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. for 문으로 순회할 수도 있다.

const arrayLike = {
  '0': 'apple',
  '1': 'banana',
  '2': 'orange',
  length: 3
};

배열 요소의 삭제

배열은 사실 객체이기 때문에 배열의 특정 요소를 삭제하기 위해 delete 연산자를 사용할 수 있다. 하지만 length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다. 즉, 희소 배열이 된다.

const arr = [1, 2, 3];

delete arr[1];
console.log(arr); // [1, empty, 3]
console.log(arr.length); // 3

희소 배열을 만드는 것은 피해야 하기 때문에 delete 연산자는 사용하지 않는 것이 좋다.

배열 메서드

배열은 사용 빈도가 높은 자료구조이므로 배열 메서드의 사용법을 잘 알아둘 필요가 있다. 배열에는 원본 배열을 직접 변경하는 메서드와 원본 배열을 직접 변경하지 않고 새로운 배열을 생성하여 반환하는 메서드가 있다. 하지만 원본 배열을 직접 변경하지 않는 메서드를 사용하는 편이 좋다.

Array.isIndexOf
indexOf 메서드는 배열에 특정 요소가 존재하는지 확인할 때 유용하다.
하지만 ES7에서 도입된 includes 메서드를 사용하면 가독성이 더 좋다.

const foods = ['apple', 'banana', 'orange'];

if(!foods.includes('orange')) {
  foods.push('orange');
}

console.log(foods); // ['apple', 'banana', 'orange']

Array.push
push 메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열 마지막 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다. 하지만 push 메서드는 성능 면에서 좋지 않다. 또한 원본 배열을 직접 변경하는 부수 효과가 있다. 따라서 push 메서드 보다는 스프레드 문법을 사용하는 편이 좋다. 스프레드 문법은 부수 효과도 없다.

const arr = [1, 2];

const newArr = [...arr, 3];
console.log(newArr); // [1, 2, 3]

Array.pop
pop 메서드는 원본 배열에서 마지막 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다. pop 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.

Array.unshift
unshift 메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 선두에 요소로 추가하고 length 프로퍼티 값을 반환한다. unshift 메서드 역시 원본 배열을 직접 변경하므로 스프레드 문법을 사용하여 이를 방지할 수 있다.

const arr = [1, 2];

const newArr = [3, ...arr];
console.log(newArr); // [3, 1, 2]

Array.shift
shift 메서드는 원본 배열에서 첫 번째 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다.

Array.concat
concat 메서드는 인수로 전달된 값들을 원본 배열의 마지막 요소로 추가한 새로운 배열을 반환한다. 하지만 원본 배열은 변경되지 않는다.

const arr1 = [1, 2];
const arr2 = [3, 4];

let result = arr1.concat(arr2); // [1, 2, 3, 4]

console.log(arr1); // [1, 2]

concat 메서드도 스프레드 문법으로 대체할 수 있다.

let result = [...[1, 2], ...[3, 4]];
console.log(result); // [1, 2, 3, 4]

결론적으로 ES6의 스프레드 문법을 일관성 있게 사용하는 것을 권장한다.

Array.splice
원본 배열의 중간에 요소를 추가하거나 중간에 있는 요소를 제거하는 경우 splice 메서드를 사용한다. splice 메서드는 3개의 매개변수가 있으며 원본 배열을 직접 변경한다. 두번 째 인수가 0이면 아무 요소도 제거하지 않는다.

• start: 원본 배열의 요소를 제거하기 시작할 인덱스이다.
• deleteCount: start부터 제거할 요소의 개수다.
• items: 제거한 위치에 삽입할 요소들의 목록이다.

const arr = [1, 2, 3, 4];

const result = arr.splice(1, 2, 20, 30); // 인덱스 1부터 2개를 제거하고 그 자리에 20과 30을 삽입한다.

console.log(arr); // [1, 20, 30, 4]

Array.slice
slice 메서드는 원본 배열은 변경되지 않은 채 배열을 복사하는 것이다.

• start: 복사를 시작할 인덱스이다.
• end: 복사를 종료할 인덱스이다.

slice 메서드의 인수를 모두 생략하면 원본 배열의 복사본을 생성하여 반환한다.

Array.join
join 메서드는 배열의 모든 요소를 문자열로 변환한 후, 인수로 전달받은 문자열로 연결한 문자열을 반환한다. 인수는 생략이 가능하며 기본 구분자는 콤마 이다.

const arr = [1, 2, 3, 4];

arr.join(); // 1,2,3,4
arr.join(''); // 1234
arr.join(':'); // 1:2:3:4

Array.reverse
reverse 메서드는 원본 배열의 순서를 반대로 뒤집는다. 이때 원본 배열이 변경된다.

Array.fill
fill 메서드는 인수로 전달받은 값을 배열의 처음부터 끝까지 요소로 채운다. 이때 원본 배열이 변경된다. 첫번째 인수로 배열의 처음부터 끝까지 채운다. 두번 째 인수로 시작할 인덱스를 전달할 수 있고 세번 째 인수로 멈출 인덱스를 전달할 수 있다.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

arr.fill(0, 1, 3);

console.log(arr); // [1, 0, 0, 4, 5]

Array.flat
flat 메서드는 인수로 전달한 깊이만큼 재귀적으로 배열을 평탄화 한다. 인수를 생략할 경우 기본값은 1이고 Infinity를 전달하면 중첩 배열 모두를 평탄화한다.

[1, [2, [3, [4]]]].flat(); // [1, 2, [3, [4]]]
[1, [2, [3, [4]]]].flat(Infinity); // [1, 2, 3, 4]

배열 고차 함수

고차 함수는 함수를 인수로 전달받거나 함수를 반환하는 함수를 말한다. 고차 함수는 외부의 변경이나 가변 데이터를 피하고 불변성을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다. 자바스크립트는 고차 함수를 다수 지원한다. 특히 배열은 매우 유용한 고차 함수를 제공한다. 배열 고차 함수는 활용도가 매우 높으므로 사용법을 잘 이해하기 바란다.

Array.sort
sort 메서드는 배열의 요소를 정렬한다. 원본 배열을 직접 변경하며 정렬된 배열을 반환한다. 기본적으로 sort 메서드는 오름차순으로 요소를 정렬한다.

sort 메서드는 배열의 요소를 일시적으로 문자열로 변환한 후 정렬하므로 숫자 배열 [2, 10]을 정렬하더라도 [10, 2]로 정렬된다. 따라서 숫자 요소를 정렬할 때에는 sort 메서드에 정렬 순서를 정의하는 비교 함수를 인수로 전달해야 한다. 비교 함수는 양수나 음수 또는 0을 반환해야 하는데 반환값이 0보다 작으면 비교 함수의 첫 번째 인수를 우선으로 정렬하고, 0이면 정렬하지 않으며, 0보다 크면 두 번째 인수를 우선하여 정렬한다.

cosnt points = [40, 100, 1, 5, 2, 25, 10];
points.sort((a, b) => a-b); // [1, 2, 5, 10, 25, 40, 100]

객체에서 활용되는 것을 보자.

const todos = [
  { id: 4, content: 'JavaScript' },
  { id: 1, content: 'HTML' },
  { id: 2, content: 'CSS' }
];

// 비교 함수는 양수, 음수, 0을 반환하면 되기 때문에 아래와 같이 코드를 작성해주면 된다.
function compare(key) {
  return (a,b) => (a[key] > b[key] ? 1 : (a[key] < b[key] ? -1 : 0));
}

// id를 기준으로 오름차순 정렬
todos.sort(compare('id'));
console.log(todos);

// content를 기준으로 오름차순 정렬
todos.sort(compare('content'));
console.log(todos);

Array.forEach
조건문이나 반복문은 로직의 흐름을 이해하기 어렵게 한다. 특히 for 문은 반복을 위한 변수를 선언해야 하며, 조건식과 증감식으로 이루어져 있어서 함수형 프로그래밍이 추구하는 바와 맞지 않는다.

forEach 메서드는 for 문을 대체할 수 있는 고차 함수이다. forEach 메서드는 자신의 내부에서 반복문을 실행한다. 즉, forEach 메서드는 반복문을 추상화한 고차 함수로서 내부에서 반복문을 통해 자신을 호출한 배열을 순회하면서 수행해야 할 처리를 콜백 함수로 전달받아 반복 호출한다.

const numbers = [1, 2, 3];
const pows = [];

numbers.forEach(item => pows.push(item ** 2)); // [1, 4, 9]

forEach 메서드의 콜백 함수는 메서드를 호출한 배열의 요소값과 인덱스, 메서드를 호출한 배열 자체(this)를 순차적으로 전달받을 수 있다.

[1, 2, 3].forEach((item, index, arr) => {
  console.log(`요소값: ${item}, 인덱스: ${index}, this: ${JSON.stringify(arr)}`);
  // JSON.stringify 메서드는 JSON 포맷의 문자열로 변환한다. 43절 참고
});

forEach 메서드는 원본 배열을 변경하지 않는다. 하지만 콜백 함수를 통해 원본 배열을 변경할 수는 있다.

const numbers = [1, 2, 3];

numbers.forEach((item, index, arr) => { arr[index] = item ** 2; });
console.log(numbers); // [1, 4, 9]

forEach 메서드의 두 번째 인수로 forEach 메서드의 콜백 함수 내부에서 this로 사용할 객체를 전달할 수 있다. 다음 예를 한번 살펴보자.

class Numbers {
  numberArray = [];

  multiply(arr) {
    arr.forEach(function (item) {
      this.numberArray.push(item * item); // Type Error
    });
  }
}

위의 코드에서는 무엇이 문제일까? 클래스에서도 배웠지만 클래스에서는 암묵적으로 strict mode가 적용된다. 그리고 콜백 함수는 일반 함수로 호출되므로 콜백 함수 내부의 this는 undefined를 가리킨다. 이를 해결하기 위해서는 아래와 같이 forEach 메서드의 두 번째 인수로 forEach 메서드 콜백 함수 내부에서 this로 사용할 객체를 전달한다.

class Numbers {
  numberArray = [];

  multiply(arr) {
    arr.forEach(function (item) {
      this.numberArray.push(item * item); // forEach 메서드의 콜백 함수 내부에서 this로 사용할 객체를 전달
    }, this);
  }
}

더 나은 방법은 ES6의 화살표 함수 를 사용하는 것이다. 화살표 함수는 함수 자체의 this 바인딩을 갖지 않는다. 따라서 화살표 함수 내부에서 this를 참조하면 상위 스코프, 즉 multyply 메서드 내부의 this를 그대로 참조한다.

class Number {
  numberArray = [];

  multiply(arr) {
    arr.forEach(item => this.numberArray.push(item * item));
  }
}

forEach 메서드는 for 문에 비해 성능이 좋지는 않지만 가독성은 더 좋다. 따라서 요소가 대단히 많은 배열을 순회하거나 시간이 많이 걸리는 복잡한 코드 또는 높은 성능이 필요한 경우가 아니라면 for 문 대신 forEach 메서드를 사용하는 것을 권장한다.

Array.map
map 메서드는 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

그렇다면 forEach 메서드와 map 메서드의 공통점은 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다는 것이다. 하지만 forEach 메서드는 언제나 undefined 를 반환하고, map 메서드는 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환하는 차이가 있다.

즉, forEach 메서드는 단순히 반복문을 대체하기 위한 고차 함수이고, map 메서드는 요소값을 다른 값으로 매핑한 새로운 배열을 생성하기 위한 고차 함수다.

map 메서드가 생성하여 반환하는 새로운 배열의 length 프로퍼티 값은 map 메서드를 호출한 배열의 length 프로퍼티 값과 반드시 일치한다. 즉, map 메서드를 호출한 배열과 map 메서드가 생성하여 반환한 배열은 1:1 매핑한다.

map 메서드도 forEach 메서드와 마찬가지로 3개의 인수를 갖는다.

forEach 메서드와 마찬가지로 화살표 함수를 사용하면 함수 자체의 this 바인딩을 갖지 않는다. 즉 add 메서드 내부의 this를 그대로 참조한다.

class Prefixer {
  constructor(prefix) {
    this.prefix = prefix;
  }
  
  add(arr) {
    return arr.map(item => this.prefix + item);
  }
}

Array.filter
filter 메서드는 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값이 true인 요소로만 구성된 새로운 배열을 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const odds = numbers.filter(item => item%2); // [1, 3, 5]

forEach 메서드는 언제나 undefined 를 반환하고, map 메서드는 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다. filter 메서드는 콜백 함수의 반환값이 true인 요소만 추출한 새로운 배열을 반환한다.

filter 메서드가 생성하여 반환한 새로운 배열의 length 프로퍼티 값은 filter 메서드를 호출한 배열의 length 프로퍼티 값과 같거나 작다.

filter 메서드도 forEach 메서드와 마찬가지로 3개의 인수를 갖는다. 또한 화살표 함수를 사용하면 함수 내부에서 this로 사용할 객체를 전달할 수 있다.

filter 메서드는 자신을 호출한 배열에서 특정 요소를 제거하기 위해 사용할 수도 있다.

class Users {
  constructor() {
    this.users = [
      { id: 1, name: 'Lee' },
      { id: 2, name: 'Kim' }
    ];
  }
  
  findById(id) {
    return this.users.filter(user => user.id === id);
  }
  
  remove(id) {
    this.users = this.users.filter(user => user.id !== id);
  }
}

const users = new Users();

let user = users.findById(1);
console.log(user); // [{ id: 1, name: 'Lee' }]

users.remove(1);

user = users.findById(1);
console.log(user); // []

filter 메서드를 사용해 특정 요소를 제거할 경우 특정 요소가 중복되어 있다면 중복된 요소가 모두 제거된다. 특정 요소를 하나만 제거하려면 indexOf 메서드를 통해 특정 요소의 인덱스를 취득한 다음 splice 메서드를 사용한다.

Array.reduce
reduce 메서드는 자신을 호출한 배열을 모든 요소를 순회하며 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값을 다음 순회 시에 콜백 함수의 첫 번째 인수로 전달하면서 콜백 함수를 호출하여 하나의 결과값을 만들어 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

reduce 메서드는 첫 번째 인수로 콜백 함수, 두 번째 인수로 초기값을 전달받는다. reduce 메서드의 콜백 함수에는 4개의 인수, 초기값 또는 콜백 함수의 이전 반환값, reduce 메서드를 호출한 배열의 요소값과 인덱스, reduce 메서드를 호출한 배열 자체(this)가 전달된다.

const sum = [1, 2, 3, 4].reduce((accumulator, currentValue, index, array) => accumulator + currentValue, 0);

console.log(sum); // 10

reduce 메서드는 초기값과 배열의 첫 번째 요소값을 콜백 함수에게 인수로 전달하면서 호출되고 다음 순회에는 콜백 함수의 반환값과 두 번째 요소값을 콜백 함수의 인수로 전달하면서 호출한다. 이러한 과정을 반복하여 reduce 메서드는 하나의 결과값을 반환한다.

const fruits = ['banana', 'apple', 'orange', 'orange', 'apple'];

const count = fruits.reduce((acc,cur) => {
  acc[cur] = (acc[cur] || 0) + 1;
  return acc;
}, {});

위 코드는 요소의 중복 횟수를 구하는 코드이다. 첫번째 순회 시 acc는 초기값인 {}이고 cur은 첫 번째 요소인 'banana'다. 요소의 개수를 프로퍼티의 값으로 할당한다.

reduce 메서드를 호출할 때는 언제나 초기값을 전달하는 것이 안전하다.

Array.some
some 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다. 이때 some 메서드는 콜백 함수의 반환값이 단 한 번이라도 참이면 true, 모두 거짓이면 false를 반환한다. 즉, 배열의 요소 중에 콜백 함수를 통해 정의한 조건을 만족하는 요소가 1개 이상 존재하는ㄴ지 확인하여 그 결과를 불리언 타입으로 반환한다. 단 some 메서드를 호출한 배열이 빈 배열인 경우 언제나 false를 반환한다.

[5, 10, 15].some(item => item > 10); // true

[].some(item => item > 3); // false

Array.every
every 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다. 이때 every 메서드는 콜백 함수의 반환값이 모두 참이면 true, 단 한 번이라도 거짓이면 false를 반환한다. 즉, 배열의 모든 요소가 콜백 함수를 통해 정의한 조건을 모두 만족하는지 확인하여 그 결과를 불리언 타입으로 반환한다. 단 every 메서드를 호출한 배열이 빈 배열인 경우 언제나 true를 반환한다.

[5, 10, 15].every(item => item > 3); // true

[].every(item => item > 3); // true

Array.find
ES6에서 도입된 find 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫 번째 요소를 반환한다. 콜백 함수의 반환값이 true인 요소가 존재하지 않는다면 undefined를 반환한다.

const users = [
  { id: 1, name: 'Lee' },
  { id: 2, name: 'Kim' },
  { id: 3, name: 'Choi' },
  { id: 4, name: 'Park' }
];

users.find(user => user.id === 2); // {id:2, name: 'Kim'}

filter 메서드는 콜백 함수의 호출 결과가 true인 요소만 추출한 새로운 배열을 반환한다. 따라서 filter 메서드의 반환값은 언제나 배열이다. 하지만 find 메서드는 콜백 함수의 반환값이 true인 첫 번째 요소를 반환하므로 find의 결과값은 배열이 아닌 해당 요소값이다.

[1, 2, 2, 3].filter(item => item === 2); // [2, 2]

[1, 2, 2, 3].find(item => item === 2); // 2

Array.findIndex
ES6에서 도입된 findIndex 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫 번째 요소의 인덱스를 반환한다. 콜백 함수의 반환값이 true인 요소가 존재하지 않는다면 -1을 반환한다.

const users = [
  { id: 1, name: 'Lee' },
  { id: 2, name: 'Kim' },
  { id: 3, name: 'Choi' },
  { id: 4, name: 'Park' }
];

users.findIndex(user => user.id === 2); // 1

Array.flatMap
ES10에서 도입된 flatMap 메서드는 map 메서드를 통해 생성된 새로운 배열을 평탄화한다. 즉, map 메서드와 flat 메서드를 순차적으로 실행하는 효과가 있다.

const arr = ['hello', 'world'];

arr.map(x => x.split('')).flat(); // ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

arr.flatMap(x => x.split('')); // ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

단, flatMap 메서드는 flat 메서드처럼 인수를 전달하여 평탄화 깊이를 지정할 수는 없고 1단계만 평탄화한다. map 메서드를 통해 생성된 중첩 배열의 평탄화 깊이를 지정해야 하면 flatMap 메서드를 사용하지 말고 map 메서드와 flat 메서드를 각각 호출한다.

const arr = ['hello', 'world'];

arr.flatMap((str, index) => [index, [str, str.length]]);
// [0, ['hello', 5], 1, ['world', 5]]

arr.map((str, index) => [index, [str, str.length]]).flat(2);
// [0, 'hello', 5, 1, 'world', 5]