[모던 자바스크립트 Deep Dive] 27장 배열

#1 배열이란?

배열은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다. 배열이 가지고 있는 값을 요소라고 부른다. 자바스크립트의 모든 값은 배열의 요소가 될 수 있다.

배열의 요소는 배열에서 자신의 위치를 나타내는 0 이상의 정수인 인덱스를 갖는다. 인덱스는 배열의 요소에 접근할 때 사용한다.

배열의 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 나타내는 length 프로퍼티를 갖는다.

자바스크립트에 배열이라는 타입은 존재하지 않는다. 배열은 객체 타입이다.

구분	객체	배열
구조	프로퍼티 키와 프로퍼티 값	인덱스와 요소
값의 참조	프로퍼티 키	인덱스
값의 순서	X	O
length 프로퍼티	X	O

일반 객체와 배열을 구분하는 가장 명확한 차이는 값의 순서와 length 프로퍼티다.

#2 자바스크립트 배열은 배열이 아니다

자료구조에서 말하는 배열은 동일한 크기의 메모리 공간이 빈틈없이 연속적으로 나열된 자료구조를 말한다. 즉, 배열의 요소는 하나의 데이터 타입으로 통일되어 있으며 서로 연속적으로 인접해 있다. 이러한 배열을 밀접 배열이라 한다.

자바스크립트의 배열은 자료구조에서 말하는 일반적인 의미의 배열과 다르다. 즉 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있다. 배열의 요소가 연속적으로 이어져 있지 않는 배열을 희소 배열이라 한다.

자바스크립트의 배열은 일반적인 배열의 동작을 흉내 낸 특수한 객체다.

#3 length 프로퍼티와 희소 배열

length 프로퍼티는 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 나타내는 0 이상의 정수를 값으로 갖는다.

• length 프로퍼티의 값은 배열의 요소를 추가하거나 삭제하면 자동 갱신된다.
• 현재 length 프로퍼티 값보다 작은 숫자 값을 할당하면 배열의 길이가 줄어든다.
• 현재 length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 할당하면 length 프로퍼티 값은 변경되지만 실제로 배열의 길이가 늘어나지는 않는다.
  => 이처럼 배열의 요소가 연속적으로 위치하지 않고 일부가 비어 있는 배열을 희소 배열이라 한다.

희소 배열은 length와 배열 요소의 개수가 일치하지 않는다. 희소 배열의 length는 희소 배열의 실제 요소 개수보다 언제나 크다.

#4 배열 생성

배열 리터럴

가장 일반적이고 간편한 배열 생성 방식은 배열 리터럴이다.

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

Array 생성자 함수

Array 생성자 함수는 전달된 인수의 개수에 따라 다르게 동작하므로 주의가 필요하다.

// 전달된 인수가 1개이고 숫자인 경우
const arr = new Array(10);

console.log(arr); // [empty × 10]
console.log(arr.length); // 10

// 전달된 인수가 없는 경우
new Array(); // -> []

// 전달된 인수가 2개 이상이거나 숫자가 아닌 경우
// 전달된 인수가 2개 이상이면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]

// 전달된 인수가 1개지만 숫자가 아니면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array({}); // -> [{}]

Array.of

ES6에서 도입된 Array.of 메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다. Array.of는 Array 생성자 함수와 다르게 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.

// 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
Array.of(1); // -> [1]

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

Array.of('string'); // -> ['string']

Array.from

ES6에서 도입된 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']

#5 배열 요소의 참조

배열의 요소를 참조할 때에는 대괄호 ( [ ] ) 표기법을 사용한다. 대괄호 안에는 인덱스가 와야한다. 정수로 평가되는 표현식이라면 인덱스 대신 사용할 수 있다.

const arr = [1, 2];

// 인덱스가 0인 요소를 참조
console.log(arr[0]); // 1
// 인덱스가 1인 요소를 참조
console.log(arr[1]); // 2

#6 배열 요소의 추가와 갱신

const arr = [0];

// 배열 요소의 추가
arr[1] = 1;

console.log(arr); // [0, 1]
console.log(arr.length); // 2

만약 정수 이외의 값을 인덱스처럼 사용하면 요소가 생성되는 것이 아니라 프로퍼티가 생성된다. 이때 추가된 프로퍼티는 length 프로퍼티 값에 영향을 주지 않는다.

const arr = [];

// 배열 요소의 추가
arr[0] = 1;
arr['1'] = 2;

// 프로퍼티 추가
arr['foo'] = 3;
arr.bar = 4;
arr[1.1] = 5;
arr[-1] = 6;

console.log(arr); // [1, 2, foo: 3, bar: 4, '1.1': 5, '-1': 6]

// 프로퍼티는 length에 영향을 주지 않는다.
console.log(arr.length); // 2

#7 배열 요소의 삭제

배열은 사실 객체이기 때문에 배열의 특정 요소를 삭제하기 위해 delete 연산자를 사용할 수 있다.

const arr = [1, 2, 3];

// 배열 요소의 삭제
delete arr[1];
console.log(arr); // [1, empty, 3]

// length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다. 즉, 희소 배열이 된다.
console.log(arr.length); // 3

희소 배열을 만들지 않으면서 배열의 특정 요소를 완전히 삭제하려면 Array.prototype.splice 메서드를 사용한다.

#8 배열 메서드

배열에는 원본 배열(배열 메서드를 호출한 배열, 즉 배열 메서드의 구현체 내부에서 this가 가리키는 개체)을 직접 변경하는 메서드와 원본 배열을 직접 변경하지 않고 새로운 배열을 생성하여 반환하는 메서드가 있다.

Array.isArray

Array.isArray 메서드는 전달된 인수가 배열이면 true, 배열이 아니면 false를 반환한다.

Array.prototype.indexOf

indexOf 메서드는 원본 배열에서 인수로 전달된 요소를 검색하여 인덱스를 반환한다. 특정 요소가 존재하는지 확인할 때 유용하다.

Array.prototype.push

push 메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 마지막 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다. 원본 배열을 직접 변경한다.

Array.prototype.pop

pop 메서드는 원본 배열에서 마지막 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다. 원본 배열이 빈 배열이면 undefined를 반환하고 원본 배열을 직접 변경한다.

Array.prototype.unshift

unshift 메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 선두에 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다. 원본 배열을 직접 변경한다.

Array.prototype.shift

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

Array.prototype.concat

concat 메서드는 인수로 전달된 값들(배열 또는 원시값)을 원본 배열의 마지막 요소로 추가한 새로운 배열을 반환하다. 인수로 전달한 갑이 배열인 경우 배열을 해체하여 새로운 배열의 요소로 추가한다. 원본 배열은 변경되지 않는다.

concat 메서드는 ES6의 스프레드 문법으로 대체할 수 있다.

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

// concat 메서드는 ES6의 스프레드 문법으로 대체할 수 있다.
result = [...[1, 2], ...[3, 4]];
console.log(result); // [1, 2, 3, 4]

Array.prototype.splice

splice 메서드는 원본 배열의 중간에 요소를 추가하거나 중간에 있는 요소를 제거하는 경우에 사용한다. splice 메서드는 3개의 매개변수가 있으며 원본 배열을 직접 변경한다.

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

// 원본 배열의 인덱스 1부터 2개의 요소를 제거하고 그 자리에 새로운 요소 20, 30을 삽입한다.
const result = arr.splice(1, 2, 20, 30);

// 제거한 요소가 배열로 반환된다.
console.log(result); // [2, 3]
// splice 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.
console.log(arr); // [1, 20, 30, 4]

Array.prototype.slice

slice 메서드는 인수로 전달죈 범위의 요소들을 복사하여 배열로 반환한다. 원본 배열은 변경되지 않는다.

const arr = [1, 2, 3];

// arr[0]부터 arr[1] 이전(arr[1] 미포함)까지 복사하여 반환한다.
arr.slice(0, 1); // -> [1]

// arr[1]부터 arr[2] 이전(arr[2] 미포함)까지 복사하여 반환한다.
arr.slice(1, 2); // -> [2]

// 원본은 변경되지 않는다.
console.log(arr); // [1, 2, 3]

Array.prototype.join

join 메서드는 원본 배열의 모든 요소를 문자열로 변환한 후, 인수로 전달받은 문자열, 즉 구분자로 연결한 문자열을 반환한다. 구분자는 생략 가능하며 기본 구분자는 콤마(',')다.

Array.prototype.reverse

reverse 메서드는 원본 배열의 순서를 반대로 뒤집는다. 이때 원본 배열이 변경된다. 반환값은 변경된 배열이다.

Array.prototype.fill

ES6에서 도입된 fill 메서드는 인수로 전달받은 값을 배열의 처음부터 끝까지 요소로 채운다. 이때 원본 배열이 변경된다.

Array.prototype.includes

ES7에서 도입된 includes 메서드는 배열 내에 특정 요소가 포함되어 있는지 확인하여 true 또는 false를 반환한다. 첫 번째 인수로 검색할 대상을 지정한다.

Array.prototype.flat

ES10(ECMAScript 2019)에서 도입된 flat 메서드는 인수로 전달한 깊이만큼 재귀적으로 배열을 평탄화한다.

#9 배열 고차 함수

고차 함수는 함수를 인수로 전달받거나 함수를 반환하는 함수를 말한다. 고차 함수는 외부 상태의 변경이나 가변 데이터를 피하고 불변성을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다.

함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하고 변수의 사용을 억제하여 상태 변경을 피하려는 프로그래밍 패러다임이다.

함수형 프로그래밍은 결국 순수 하수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환이라고 할 수 있다.

Array.prototype.sort

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

내림차순으로 요소를 정렬하면 sort 메서드를 사용하여 오름차순으로 정렬한 후 reverse 메서드를 사용하여 요소의 순서를 뒤집는다.

sort 메서드의 기본 정렬 순서는 유니코드 코드 포인트의 순서를 따른다. 따라서 숫자 요소를 정렬할 때는 sort 메서드에 정렬 순서를 정의하는 비교 함수를 인수로 전달해야 한다.

const points = [40, 100, 1, 5, 2, 25, 10];

// 숫자 배열의 오름차순 정렬. 비교 함수의 반환값이 0보다 작으면 a를 우선하여 정렬한다.
points.sort((a, b) => a - b);
console.log(points); // [1, 2, 5, 10, 25, 40, 100]

// 숫자 배열에서 최소/최대값 취득
console.log(points[0], points[points.length]); // 1

// 숫자 배열의 내림차순 정렬. 비교 함수의 반환값이 0보다 작으면 b를 우선하여 정렬한다.
points.sort((a, b) => b - a);
console.log(points); // [100, 40, 25, 10, 5, 2, 1]

// 숫자 배열에서 최대값 취득
console.log(points[0]); // 100

Array.prototype.forEach

forEach 메서드는 for 문을 대체할 수 있는 고차 함수다. 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];
let pows = [];

// forEach 메서드는 numbers 배열의 모든 요소를 순회하면서 콜백 함수를 반복 호출한다.
numbers.forEach(item => pows.push(item ** 2));
console.log(pows); // [1, 4, 9]

• forEach 메서드는 원본 배열을 변경하지 않는다. 하지만 콜백 함수를 통해 원본 배열을 변경할 수는 있다.
• forEach 메서드의 반환값은 언제나 undefined다.

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.

const numbers = [1, 4, 9];

// map 메서드는 numbers 배열의 모든 요소를 순회하면서 콜백 함수를 반복 호출한다.
// 그리고 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다.
const roots = numbers.map(item => Math.sqrt(item));

// 위 코드는 다음과 같다.
// const roots = numbers.map(Math.sqrt);

// map 메서드는 새로운 배열을 반환한다
console.log(roots);   // [ 1, 2, 3 ]
// map 메서드는 원본 배열을 변경하지 않는다
console.log(numbers); // [ 1, 4, 9 ]

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.

Array.prototype.filter

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

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

// filter 메서드는 numbers 배열의 모든 요소를 순회하면서 콜백 함수를 반복 호출한다.
// 그리고 콜백 함수의 반환값이 true인 요소로만 구성된 새로운 배열을 반환한다.
// 다음의 경우 numbers 배열에서 홀수인 요소만을 필터링한다(1은 true로 평가된다).
const odds = numbers.filter(item => item % 2);
console.log(odds); // [1, 3, 5]

Array.prototype.reduce

reduce 메서드는 자신을 호출한 배열을 모든 요소로 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.

평균 구하기

const values = [1, 2, 3, 4, 5, 6];

const average = values.reduce((acc, cur, i, { length }) => {
  // 마지막 순회가 아니면 누적값을 반환하고 마지막 순회면 누적값으로 평균을 구해 반환한다.
  return i === length - 1 ? (acc + cur) / length : acc + cur;
}, 0);

console.log(average); // 3.5

최대값 구하기

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

const max = values.reduce((acc, cur) => (acc > cur ? acc : cur), 0);
console.log(max); // 5

요소의 중복 횟수 구하기

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

const count = fruits.reduce((acc, cur) => {
  // 첫 번째 순회 시 acc는 초기값인 {}이고 cur은 첫 번째 요소인 'banana'다.
  // 초기값으로 전달받은 빈 객체에 요소값인 cur을 프로퍼티 키로, 요소의 개수를 프로퍼티 값으로
  // 할당한다. 만약 프로퍼티 값이 undefined(처음 등장하는 요소)이면 프로퍼티 값을 1로 초기화한다.
  acc[cur] = (acc[cur] || 0) + 1;
  return acc;
}, {});

// 콜백 함수는 총 5번 호출되고 다음과 같이 결과값을 반환한다.
/*
{banana: 1} => {banana: 1, apple: 1} => {banana: 1, apple: 1, orange: 1}
=> {banana: 1, apple: 1, orange: 2} => {banana: 1, apple: 2, orange: 2}
*/

console.log(count); // { banana: 1, apple: 2, orange: 2 }

중첩 배열 평탄화

const values = [1, [2, 3], 4, [5, 6]];

const flatten = values.reduce((acc, cur) => acc.concat(cur), []);
// [1] => [1, 2, 3] => [1, 2, 3, 4] => [1, 2, 3, 4, 5, 6]

console.log(flatten); // [1, 2, 3, 4, 5, 6]

중복 요소 제거

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

const result = values.reduce(
  (unique, val, i, _values) =>
    // 현재 순회 중인 요소의 인덱스 i가 val의 인덱스와 같다면 val은 처음 순회하는 요소다.
    // 현재 순회 중인 요소의 인덱스 i가 val의 인덱스와 다르다면 val은 중복된 요소다.
    // 처음 순회하는 요소만 초기값 []가 전달된 unique 배열에 담아 반환하면 중복된 요소는 제거된다.
    _values.indexOf(val) === i ? [...unique, val] : unique,
  []
);

console.log(result); // [1, 2, 3, 5, 4]

reduce 메서드의 두 번째 인수로 전달하는 초기값은 생략할 수 있지만 언제나 초기값을 전달하는 것이 안전하다.

Array.prototype.some

some 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다. 이때 some 메서드는 콜백 함수의 반환밗이 단 한 번이라도 참이면 true, 모두 거짓이면 false를 반환한다.

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.

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.

Array.prototype.findIndex

ES6에서 도입된 findIndex 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫 번째 요소의 인덱스를 반환한다.

Array.prototype.flatMap

ES10(ECMAScript 2019)에서 도입된 flatMap 메서드는 map 메서드를 통해 생성된 새로운 배열을 평탄화한다. 즉, map 메서드와 flat 메서드를 순차적으로 실행하는 효과가 있다.