[모던 자바스크립트 Deep Dive] 12장 함수

jini.choi·2023년 10월 31일

모던 자바스크립트 Deep Dive

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12.1 함수란?

프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.
입력을 받아서 출력을 내보낸다. 이때,
- 함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개 변수
- 입력을 인수
- 출력을 반환값이라 한다.
함수는 함수 정의를 통해 생성하고
인수를 매개변수를 통해 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시하여 함수 호출을 한다.

// 함수 선언문을 통한 함수 정의 
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 함수 호출
var result = add(2, 5);

console.log(result); // 7

12.2 함수를 사용하는 이유

함수는 몇번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용 측면에서 매우 유용하다.
- 유지보수의 편의성 ⬆️
- 실수를 줄여주는 코드의 신뢰성 ⬆️

함수는 객체 타입의 값으로 함수 이름(식별자)를 붙일수 있다. 이는 적절한 네이밍을 통해 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 돕는다.
- 코드 가독성 ⬆️

12.3 함수 리터럴

함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개 변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.

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

함수 리터럴은 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체이다. 즉, 함수는 객체 이다.
하지만 함수는 일반객체와 다르게 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다.

12.4 함수 정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것이다.
정의된 함수는 자바스크립트 엔진에 의해 평가되어 함수 객체가되고, 정의 방법은 아래 4가지가 있다.

12.4.1 함수 선언문

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다.
- 단, 함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나, 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

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

함수 선언문은 표현식이 아닌 문 이기 때문에,
- 함수 선언문을 실행하면 완료 값 undefined가 출력된다.(표현식이라면 표현식이 평가되어 생성된 함수가 출력되야 함)
- 변수에 할당할 수 없다.
하지만 아래에 경우 함수선언문이 변수에 할당하는 것처럼 보인다.
- 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 표현식이 아닌 문인 함수 선언문으로 해석하는 경우와 표현식인 문인 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다.

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

console.log(add(2, 5));

자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다.

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

자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 함수 표현식으로 변환해 함수 객체를 생성한다고 생각할수 있다.
(하지만 두개가 동일하게 동작한다는 것은 아니다.)

12.4.2 함수 표현식

자바스크립트의 함수는 일급 객체이기 때문에
- 값처럼 변수에 할당할 수 있고,
- 프로퍼티 값이 될수 있고,
- 배열의 요소가 될 수 있다.
함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할수 있다. 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식이라 한다.
함수 표현식은 표현식인 문이다!!

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

console.log(add(2, 5));

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적이다.
기명함수 표현식으로 함수를 정의 후 호출할 때 함수 이름을 호출하는 것이 아닌 함수 객체를 가르키는 식별자로 호출을 해야한다. 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이기 때문에 오류가 발생한다.

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

console.log(foo(2, 5));  // ReferenceError: foo is not defined

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

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

"함수 선언문"으로 정의한 함수

함수 선언문 이전에 함수를 참조할 수 있으며 호출할 수도 있다. -> 함수 호이스팅
함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다.
그리고, 자바스크립트 엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하거 생성된 함수 객체를 할당한다.
즉, 코드가 한줄 씩 순차적으로 실행되기 시작하는 런타임에는 이미 함수 객체가 생성되어 있고 함수 이름과 동일한 식별자에 할당까지 완료된 상태이다.

"함수 표현식"으로 정의한 함수

함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다.
함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다.
따라서, 함수 표현식은 변수 선언문과 변수 할당문을 한번에 기술한 축약 표현과 동일하게 동작한다.
함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다.

12.4.4 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.
이 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않다.
- 클로저를 생성하지 않는 등, 함수 선언문, 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

var add = new Function('x', 'y', 'return x + y');

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

생성자 함수
생성자 함수는 객체를 생성하는 함수이다.(17장)
객체를 생성하는 방식은 객체 리터럴 이외에 다양한 방법이 있다.

12.4.5 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 function키워드 대신 화살표 => 를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언하고, 항상 익명 함수로 정의한다. (자세한건 26장)

var add = (x, y) => x + y;

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

화살표 함수는 기존의 함수보다 표현 뿐만이 아닌 내부 동작 또한 간략화되어 있다.
- 생성자 함수로 사용할 수 없음
- 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다름
- prototype 프로퍼티가 없음
- arguments 객체를 생성하지 않음

12.5 함수 호출

함수를 가리키는 식별자와 한쌍의 소괄호()인 함수 호출 연산자로 호출한다.
함수 호출을 하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다.

12.5.1 매개변수와 인수

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달 필요가 있는 경우 매개변수(인자)를 통해 인수를 전달한다.
- 인수 : 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.
- 매개변수 : 함수를 정의할 때 선언하며, 스코프(유효범위)는 함수 내부이다.
함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당된다.

12.5.2 인수 확인

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

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

위 코드는 자바스크립트 엔진에 아무런 이의 제기 없이 실행될 것이다. 이유는 다음과 같다.
- 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
- 자바스크립트는 동적 타입 언어이자. 따라서 매개변수 타입을 사전에 정의할 수 없다.

따라서 자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.
- 이렇게 확인하더라고 부적절한 호출 시 에러는 런타임에 발생한다.
- 이러한 상황을 방지하기 위해 타입스크립트를 사용한다.

function add(x, y) {
  if (typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number') {
    // 매개변수를 통해 전달된 인수의 타입이 부적절한 경우 에러를 발생시킨다.
    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.

ES6에 도입된 매개변수 기본값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화 할 수 있다.(26장)
- 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

12.5.3 매개변수의 최대 개수

이상적인 매개변수 개수는 0개이며 적을수록 좋다.
이상적인 함수는 한 가지 일만 해야하며 가급적으로 작게 만들어야 한다.
따라서 매개 변수는 최대 3개 이상 넘지 않는 것을 권장하며, 그 이상의 매개변수가 필요하다면 하나의 매개 변수를 선언하고 객체를 인수로 전달하는 것이 유리하다.

12.5.4 반환문

함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다.
반환문은 두가지 역할을 한다.
1. 반환문은 함수의 싱행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다. 따라서 반환문 이후 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시 된다.
2. 반환문은 return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. return 키워드 뒤에 반환값으로 사용할 표현식을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.

12.6 참조에 의한 전달과 외부상태의 변경

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

// 매개변수 primitive는 원시값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'Kim';
}

// 외부 상태
var num = 100;
var person = { name: 'Lee' };

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

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

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

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

원시 타입 인수

값 자체가 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경(재할당을 통한 교체)해도 원본은 훼손되지 않는다.
다시 말해, 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 원시 값의 원본을 변경하는 어떠한 부수효과도 발생하지 않는다.

객체 타입 인수

참조 값이 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 참조 값을 통해 객체를 변경할 경우 원본이 훼손된다.
다시 말해, 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 참조 값에 의해 원본 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다.
이러한 문제의 해결 방법 중 하나는 객체를 불변 객체로 만들어 사용하는 것.
- 즉, 깊은 복사를 총해 새로운 객체를 생성하고 재할당을 통해 교체한다. 이를 통해 외부 상태가 변경되는 부수 효과를 없앨 수 있다.

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수를 즉시 실행 함수라고 한다.
즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.
즉시 실행 함수는 그룹 연산자(...)로 감싸야하며, 익명 함수로 사용하는 것이 일반적이다.

//익명 즉시 실행 함수
(function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a*b;
} ());

12.7.2 재귀 함수

재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.
재귀 함수는 자신을 무한 재귀호출하기 때문에 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야한다. 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

12.7.3 중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 또는 내부 함수라 한다.
중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수라 부른다.
중첩 함수는 외부 함수 내에서만 호출할 수 있다.
일반적으로 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();

12.7.4 콜백 함수

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고하며,
매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고한다.
고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성하며
고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다.
콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 함수에 인수를 전달할 수 있다.

// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 호출한다
function repeat(n, f) {
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    f(i); // i를 전달하면서 f를 호출
  }
}

var logAll = function (i) {
  console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

var logOdds = function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logOdds); // 1 3

콜백 함수는 함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴!

//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');
});

콜백 함수는 배열 고차 함수(map, filter, reduce)에서도 사용한다. (27장)

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 : 함수형 프로그래밍에서 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수
비순수 함수 : 외부상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수

순수 함수

함수의 외부 상태를 변경하지 않는다. 즉, 순수 함수는 어떤 외부 상태에도 의존하지 않고 변경하지도 않는다.

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

외부 상태를 변경하는 부수 효과(side effect)가 있다. 즉, 비순수 함수는 외부상태에 의존하거나 변경한다.
비순수 함수를 통해 외부 상태가 변경되면 추적이 어렵기 떄문에 사용을 지양하는 것이 좋다.

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 프로그래밍

함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.

자바스크립트는 멀티 패러다임 언어이므로 객체지향 프로그래밍뿐만 아니라 함수형 프로그래밍을 적극적으로 활용하고 있다.

jini.choi

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12.1 함수란?

12.2 함수를 사용하는 이유

12.3 함수 리터럴

12.4 함수 정의

12.4.1 함수 선언문

12.4.2 함수 표현식

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

"함수 선언문"으로 정의한 함수

"함수 표현식"으로 정의한 함수

12.4.4 Function 생성자 함수

12.4.5 화살표 함수

12.5 함수 호출

12.5.1 매개변수와 인수

12.5.2 인수 확인

12.5.3 매개변수의 최대 개수

12.5.4 반환문

12.6 참조에 의한 전달과 외부상태의 변경

원시 타입 인수

객체 타입 인수

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

12.7.2 재귀 함수

12.7.3 중첩 함수

12.7.4 콜백 함수

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

순수 함수

비순수 함수

[모던 자바스크립트 Deep Dive] 11장 원시 값과 객체의 비교

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