스코프 (13)

늘보·2021년 7월 10일

Javascript Deep Dive

목록 보기

7/30

스코프(유효범위)는 JS를 포함한 모든 프로그래밍 언어의 기본이며 중요한 개념이다.

ex) 매개변수의 스코프

function add(x, y) {
  // 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
  // 즉, 매개변수의 스코프(유효범위)는 함수 몸체 내부다.
  console.log(x, y); // 2 5
  return x + y;
}

add(2, 5);

// 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

변수는 코드의 가장 바깥 영역 뿐 아니라 코드 블록이나 함수 몸체 내에서도 선언할 수 있다. 이 때 코드블록이나 함수는 중첩될 수 있다.

var var1 = 1; // 코드의 가장 바깥 영역에서 선언한 변수

if (true) {
  var var2 = 2; // 코드 블록 내에서 선언한 변수
  if (true) {
    var var3 = 3; // 중첩된 코드 블록 내에서 선언한 변수
  }
}

function foo() {
  var var4 = 4; // 함수 내에서 선언한 변수

  function bar() {
    var var5 = 5; // 중첩된 함수 내에서 선언한 변수
  }
}

console.log(var1); // 1
console.log(var2); // 2
console.log(var3); // 3
console.log(var4); // ReferenceError: var4 is not defined
console.log(var5); // ReferenceError: var5 is not defined

모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 한다. 즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

"코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지"를 렉시컬 환경(Lexical Environment)라고 한다.
즉, 코드의 문맥(context)은 렉시컬 환경으로 이루어진다.
이를 구현한 것이 바로 실행 컨텍스트(execution context)이다. 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다. (이는 나중에 23장에서 더 살펴보자)

var 키워드로 선언한 변수의 중복 선언

var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다. 이는 의도치 앟게 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생시킨다.

function foo() {
  var x = 1;
  // var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용한다.
  // 아래 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작한다.
  var x = 2;
  console.log(x); // 2
}
foo();

스코프의 종류

코드는 전역(Global) / 지역(Local)으로 구분할 수 있다.
전역: 코드의 가장 바깥 영역. 전역 변수는 어디서든지 참조가 가능하다.
지역: 함수 몸체 내부. 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

스코프 체인

스코프는 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 가지게 된다.

이렇게 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인(Scope Chain)이라고 한다.
변수를 참조할 때 JS 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.

렉시컬 환경 (Lexical Environment)

스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결(Chaining)한 것이다. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

스코프 체인에 의한 변수 검색

JS엔진은 절대 하위 스코프로 내려가면 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.

스코프 체인에 의한 함수 검색

// 전역 함수
function foo() {
  console.log('global function foo');
}

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

  foo(); // 1
}

bar();

12장 함수에서 살펴보았듯이, 함수 선언문으로 함수를 정의하면 JS엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 선언하고 생성된 함수 객체를 할당한다.
따라서 위 코드의 모든 함수는 함수 이름과 동일한 이름의 식별자에 할당된다. foo 함수를 호출하면 JS 엔진은 함수를 호출하기 위해 먼저 함수를 가리키는 식별자 foo를 검색한다.
이처럼 함수도 식별자에 할당되기 때문에 스코프를 가진다. 사실 함수는 식별자에 함수 객체가 할당된 것 외에는 일반 변수와 다를 바 없다.

따라서 스코프는 "변수를 검색할 때 사용하는 규칙"이라고 표현하기 보다는 "식별자를 검색하는 규칙" 이라고 표현하는 편이 좀 더 적합하다.

함수 레벨 스코프

지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역은 지역 스코프를 만든다고 했다. 이는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미다.

C나 Java등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록(if, for while, try/catch 등)이 지역 스코프를 만든다. 이러한 특성을 블록 레벨 스코프(Block Level Scope) 라고 한다.
하지만 var키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프(Function Level Scope)라 한다.

var x = 1;

if (true) {
  // var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
  // 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
  // 따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다.
  // 이는 의도치 않게 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다.
  var x = 10;
}

console.log(x); // 10

var i = 10;

// for 문에서 선언한 i는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 i가 있으므로 중복 선언된다.
for (var i = 0; i < 5; i++) {
  console.log(i); // 0 1 2 3 4
}

// 의도치 않게 변수의 값이 변경되었다.
console.log(i); // 5

이렇듯 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정한다.
ES6에서 도입된 let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다.

렉시컬 스코프

다음 예제의 실행 결과를 예측해보자.

var x = 1;

function foo() {
  var x = 10;
  bar();
}

function bar() {
  console.log(x);
}

foo(); // ?
bar(); // ?

위 코드의 실행 결과는 bar 함수의 상위 스코프가 무엇인지에 따라 결정된다. 두 가지 패턴을 예측할 수 있다.

함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

첫 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar함수의 상위 스코프는 foo함수의 지역 스코프와 전역 스코프일 것이다.
두 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar함수의 상위 스코프는 전역 스코프일 것이다.
프로그래밍 언어는 일반적으로 이 두 가지 방식 중 한 가지 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다.

첫 번째 방식을 동적 스코프(Dynamic Scope)라고 한다. 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 부른다.
두 번째 방식을 렉시컬 스코프(Lexical Scope) 또는 정적 스코프(Static Scope)라고 한다. 동적 스코프 방식처럼 상위 스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다. 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.