고차 함수(Higher-Order Function, HOF)는 함수를 인수로 전달받거나 함수를 반환하는 함수를 말한다.
자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 함수를 값처럼 인수로 전달할 수 있으며 반환할 수도 있다. 고차 함수는 외부 상태의 변경이나 가변(mutable) 데이터를 피하고 불변성(immutability)을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다.
함수형 프로그래밍은 순수 함수(pure function)와 보조 함수의 조합을 통해 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하고 변수의 사용을 억제하여 상태 변경을 피하려는 프로그래밍 패러다임이다.
조건문이나 반복문은 로직의 흐름을 이해하기 어렵게 하여 가독성을 해치고, 변수는 누군가에 의해 언제든지 변경될 수 있어 오류 발생의 근본적 원인이 될 수 있기 때문이다.
함수형 프로그램은 결국 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환이라고 할 수 있다.
자바스크립트는 고차 함수를 다수 지원한다. 특히 배열은 매우 유용한 고차 함수를 제공한다.
Array.prototype.sort
sort 메서드는 배열의 요소를 정렬한다. 원본 배열을 직접 변경하며 정렬된 배열을 반환한다. sort 메서드는 기본적으로 오름차순으로 요소를 정렬한다.
한글 문자열인 요소도 오름차순으로 정렬된다.
sort 메서드는 기본적으로 오름차순으로 요소를 정렬한다. 따라서 내림차순으로 요소를 정렬하려면 sort 메서드를 사용하여 오름차순으로 정렬한 후 reverse 메서드를 사용하여 요소의 순서를 뒤집는다.
문자열 요소로 이루어진 배열의 정렬은 아무런 문제가 없다. 하지만 숫자 요소로 이루어진 배열을 정렬할 때는 주의가 필요하다.
sort 메서드의 기본 정렬 순서는 유니코드 코드 포인트의 순서를 따른다. 배열의 요소가 숫자 타입이라 할지라도 배열의 요소를 일시적으로 문자열로 변환한 후 유니코드 코드 포인트의 순서를 기준으로 정렬한다.
예를 들어, 문자열 '1'의 유니코드 코드 포인트는 U+0031, 문자열 '2'의 유니코드 포인트는 U+0032다. 이처럼 문자열 '1'의 유니코드 코드 포인트 순서가 문자열 '2'의 순서보다 앞서므로 문자열 배열 ['2', '1']을 sort 메서드로 정렬하면 ['1', '2']로 정렬된다. sort 메서드는 배열의 요소를 일시적으로 문자열로 변환한 후 정렬하므로 숫자 배열 [2, 1]을 sort 메서드로 정렬해도 [1, 2]로 정렬된다.
하지만 문자열 '10'의 유니코드 코드 포인트는 U+0031U+0030이다. 따라서 문자열 배열 ['2', '10']을 sort 메서드로 정렬하면 문자열 '10'의 유니코드 코드 포인트가 문자열 '2'보다 앞서므로 ['10', '2']로 정렬된다. sort 메서드는 배열의 요소를 일시적으로 문자열로 변환한 후 정렬하므로 숫자 배열 [2, 10]을 sort 메서드로 정렬해도 [10, 2]로 정렬된다.
따라서 숫자 요소를 정렬할 때는 sort 메서드에 정렬 순서를 정의하는 비교 함수를 인수로 전달해야 한다.
비교 함수는 양수나 음수 또는 0을 반환해야 한다. 비교 함수의 반환값이 0보다 작으면 비교 함수의 첫 번째 인수를 우선하여 정렬하고, 0이면 정렬하지 않으며, 0보다 크면 두 번째 인수를 우선하여 정렬한다.
Array.prototype.forEach
forEach 메서드는 for 문을 대체할 수 있는 고차 함수다. forEach 메서드는 자신의 내부에서 반복문을 실행한다. 즉, 반복문을 추상화한 고차 함수로서 내부에서 반복문을 통해 자신을 호출한 배열을 순회하면서 수행해야 할 처리를 콜백 함수로 전달받아 반복 호출한다.
forEach 메서드는 콜백 함수를 호출할 때 3개의 인수, 즉 forEach 메서드를 호출한 배열의 요소값, 인덱스, forEach 메서드를 호출한 배열(this)을 순차적으로 전달한다.
forEach 메서드는 원본 배열(this)을 변경하지 않는다. 하지만 콜백 함수를 통해 원본 배열을 변경할 수는 있다.
forEach 메서드의 반환값은 언제나 undefined이다.
forEach 메서드는 for문과는 달리 break, continue 문을 사용할 수 없다. 다시 말해, 배열의 모든 요소를 빠짐없이 모두 순회하며 중간에 순회를 중단할 수 없다
Array.prototype.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.
forEach 메서드와 map 메서드의 공통점은 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다는 것이다.
하지만 forEach 메서드는 언제나 undefined를 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 매핑(mapping)한 새로운 배열을 생성하기 위한 고차 함수이다.
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 메서드는 콜백 함수를 호출할 때 3개의 인수, 즉 map 메서드를 호출한 배열의 요소값, 인덱스, map 메서드를 호출한 배열(this)을 순차적으로 전달한다.
Array.prototype.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. 이 때 원본 배열은 변경되지 않는다.
forEach, map 메서드와 마찬가지로 filter 메서드는 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다.
forEach 메서드는 언제나 undefined를 반환하고, map 메서드는 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환하지만 filter 메서드는 콜백 함수의 반환값이 true인 요소만 추출한 새로운 배열을 반환한다.
filter 메서드는 자신이 호출한 배열에서 필터링 조건을 만족하는 특정 요소만 추출하여 새로운 배열을 만들고 싶을 때 사용한다. 따라서 filter 메서드가 생성하여 반환한 새로운 배열의 length 값은 filter 메서드를 호출한 배열의 length 프로퍼티 값과 같거나 작다.
filter 메서드는 콜백 함수를 호출할 때 3개의 인수, 즉 filter 메서드를 호출한 배열의 요소값, 인덱스, filter 메서드를 호출한 배열(this)을 순차적으로 전달한다.
Array.prototype.reduce
reduce 메서드는 자신을 호출한 배열의 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 요소값, 인덱스, reduce 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this가 전달된다.
reduce 메서드의 콜백 함수는 4개의 인수를 전달받아 배열의 length만큼 총 4회 호출된다. 이때 콜백 함수로 전달되는 인수와 콜백 함수의 반환값은 다음과 같다.
| 구분 | acc | cur | index | array | 반환값 |
|---|---|---|---|---|---|
| 첫 번째 순회 | 0(초기값) | 1 | 0 | [1, 2, 3, 4] | 1 (acc + cur) |
| 첫 번째 순회 | 1 | 2 | 1 | [1, 2, 3, 4] | 3 (acc + cur) |
| 첫 번째 순회 | 3 | 3 | 2 | [1, 2, 3, 4] | 6 (acc + cur) |
| 첫 번째 순회 | 6 | 4 | 3 | [1, 2, 3, 4] | 10 (acc + cur) |
이처럼 reduce 메서드는 초기값과 배열의 첫 번째 요소값을 콜백 함수에게 인수로 전달하면서 호출하고 다음 순회에는 콜백 함수의 반환값과 두 번째 요소값을 콜백 함수의 인수로 전달하면서 호출한다. 이러한 과정을 반복하여 reduce 메서드는 하나의 결과값을 반환한다.
reduce 메서드를 호출할 때는 초기값을 생략하지 말고 언제나 전달하는 것이 안전하다.
Array.prototype.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 존재하는지 확인하여 그 결과를 불리언 타입으로 반환한다. 단, some 메서드를 호출한 배열이 빈 배열인 경우 언제나 false를 반환하므로 주의!
some 메서드의 콜백함수는 some 메서드를 호출한 요소값, 인덱스, some 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this를 순차적으로 전달받을 수 있다.
Array.prototype.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 반환하므로 주의!
every 메서드의 콜백함수는 every 메서드를 호출한 요소값, 인덱스, every 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this를 순차적으로 전달받을 수 있다.
Array.prototype.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.
find 메서드의 콜백함수는 find 메서드를 호출한 요소값, 인덱스, find 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this를 순차적으로 전달받을 수 있다.
Array.prototype.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.
findIndex 메서드의 콜백함수는 findIndex 메서드를 호출한 요소값, 인덱스, findIndex 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this를 순차적으로 전달받을 수 있다.
Reference
모던 자바스크립트 DEEP DIVE
