[Javascript] 1. 함수(Funciton) 에 관하여

출처 : Poiemaweb 함수파트

자바스크립트 함수에 대하여 집요하게 파헤쳐보자

• 함수란 어떠한 작업을 수행하기 위해서 필요한 statement의 집합을 정의한 코드블록 이다.
• 함수는 이름과 매개변수를 가지며, 필요할때에 호출하여 코드블록 안의 작업을 일괄적으로 실행한다.

// 함수의 정의(함수 선언문)
function square(number) {
  return number * number;
}

// 함수의 호출
square(2); // 4

• 함수는 재사용성에 목적이 있다. 그리고 객체생성, 객체행위정의, 정보은닉, 클로저, 모듈화 등의 기능을 수행할수 있다.

1. 함수 정의

1. 함수 선언문

• 함수 선언문은 함수명, 매개변수 목록, 함수몸체로 이루어진다.

function square(number) {
  return number * number;
}

2. 함수 표현식

• 자바스크립트의 함수는 일급객체 이므로 다음과 같은 특징을 가진다.

  1. 무명의 리터럴로 표현이 가능하다.
  2. 변수나 자료구조(객체, 배열...)에 저장할 수 있다.
  3. 함수의 파라미터로 전달할 수 있다.
  4. 반환값(return value)로 사용할 수 있다.

• 함수의 일급객체 특징을 이용하여 함수 리터럴 방식으로 함수를 정의하고 변수에 할당할 수있는데 이러한 방식을 함수 표현식 이라고 한다.

// 함수 표현식
var square = function(number) {
  return number * number;
};

• 함수 표현식 방식으로 정의한 함수는 함수명을 생략한 익명함수로 표현할수 있다.
• 함수 표현식은 함수명을 생략하는것이 일반적이다.

// 기명 함수 표현식(named function expression)
var foo = function multiply(a, b) {
  return a * b;
};

// 익명 함수 표현식(anonymous function expression)
var bar = function(a, b) {
  return a * b;
};

console.log(foo(10, 5)); // 50
console.log(multiply(10, 5)); // Uncaught ReferenceError: multiply is not defined

• 함수는 일급객체 이므로 변수에 할당될수 있다.
• 이 변수는 함수명이 아니라 할당된 함수를 가리키는 참조값을 저장하게 된다.
• 함수 호출시에는 함수명이 아니라 함수를 가리키는 변수명(foo,bar) 을 사용해야 한다.

var foo = function(a, b) {
  return a * b;
};

var bar = foo;

// 변수 bar와 변수 foo는 동일한 익명 함수의 참조값을 갖는다.
console.log(foo(10, 10)); // 100
console.log(bar(10, 10)); // 100

• 함수명으로 호출시에는 에러가 발생한다.
• 함수명은 외부코드에서 접근 불가능하기 때문이다.
• 함수명은 함수 몸체에서 자신을 재귀적 호출(Recursive function call)하거나 자바스크립트 디버거가 해당 함수를 구분할 수 있는 식별자의 역할을 한다
• 함수 선언문 또한 JS엔진이 함수표현식으로 형태를 바꾼다.

// 사용자가 작성한 함수 선언문
function square(number) {
  return number * number;
}

// JS엔진이 해석하는 함수 선언문
var square = function square(number) {
  return number * number;
};

• 함수선언문은 얼핏보면 함수명으로 호출된것 같지만, 실제로는 변수명으로 호출된것이다.
• 결국 함수선언문 또한 함수표현식과 동일하게 함수 리터럴방식 으로 정의된 것이다.

3. Funciton 생성자 함수

• 함수표현식 으로 함수를 정의할때 함수 리터럴방식을 사용한다.
• 함수 선언문도 내부적으로 엔진이 표현식으로 해석하기 때문에 결국 함수 리터럴방식을 사용한다.
• 이것은 결국 내장 함수 Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 것을 단순화시킨 축약법 이다.

var square = new Function('number', 'return number * number');
console.log(square(10)); // 100

• Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적으로 사용하지 않는다.

2. 함수 호이스팅

• Function 생성자 함수를 통해 함수를 생성하는건 같지만, 함수 정의 방식은 동작 방식에 약간의 차이가 있
  다.

var res = square(5);

function square(number) {
  return number * number;
}

• 함수선언문의 경우 함수 선언의 위차와 상관없이 코드 내 어느곳에서든 호출이 가능하다.
• 이것을 함수 호이스팅(Funciton Hoistion) 라고 한다.
• 호이스팅 이란 var 선언문 이나 funciton 선언문 등 모든 선언문이 해당 스코프의 선두로 옮겨진 것처럼 동작하는 특성을 말한다.
• 자바스트립트는 모든 선언문(var, let, const, funciton, function*, class)이 선언되기 이전에 참조가 가능하다.
• 함수선언문 으로 정의된 함수는 JS엔진이 스크립트가 로딩되는 시점에 바로 초기화하고 이를 VO(variable object)에 저장한다.
• 함수선언, 초기화, 할당이 한번에 이루어진다. 그렇기 때문에 함수선언의 위치와 상관없이 소스 내 어느 곳에서든지 호출이 가능하다.
• 다음은 함수표현식으로 정의한 경우이다.

var res = square(5); // TypeError: square is not a function

var square = function(number) {
  return number * number;
}

• 함수 표현식의 경우 함수 호이스팅이 아니라 변수 호이스팅이 발생하기 때문에 타입에러가 발생한다.

  변수 호이스팅은 변수 생성 및 초기화와 할당이 분리되어 진행된다.
  호이스팅된 변수는 undefined로 초기화 되고, 실제값의 할당은 할당문에서 이루어진다.

• 함수표현식은 함수선언문과는 다르게 스크립트 로딩 시점에 변수객체(VO)에 함수를 할당하지 않고, runtime에 해석되고 실행되므로 이 두가지를 구분하는 것은 중요하다.

• 이와 같은 문제때문에 함수표현식 만을 사용할것을 권고하고있다.

• 함수 호이스팅이 함수 호출전 반드시 함수를 선언하여야한다. 라는 규칙을 무시하므로 코드의 구조를 엉성하게 만들 수 있다고 지적한다.

• 또한 함수선언문 으로 함수를 정의하면 VO에 너무많은 변수객체를 저장하게 되면 애플리케이션의 응답속도가 현저히 떨어지므로 주의해야 한다.

3. First-class object(일급 객체)

• 일급 객체 란 생성, 대입, 연산, 인자 또는 반환값으로서의 전달 등 프로그래밍 언어의 기본적 조작을 제한없이 사용할 수 있는 대상을 의미한다.
• 다음 조건을 만족하면 일급객체로 간주한다.

// 1. 무명의 리터럴로 표현이 가능하다.
// 2. 변수나 자료 구조에 저장할 수 있다.
var increase = function (num) {
  return ++num;
};

var decrease = function (num) {
  return --num;
};

var predicates = { increase, decrease };

// 3. 함수의 매개변수에 전달할 수 있다.
// 4. 반환값으로 사용할 수 있다.
function makeCounter(predicate) {
  var num = 0;

  return function () {
    num = predicate(num);
    return num;
  };
}

var increaser = makeCounter(predicates.increase);
console.log(increaser()); // 1
console.log(increaser()); // 2

var decreaser = makeCounter(predicates.decrease);
console.log(decreaser()); // -1
console.log(decreaser()); // -2

• Javascript의 함수는 위의 조건을 모두 만족하므로 Javascript의 함수는 일급객체이다.
• 함수와 다른 객체를 구분짓는 특징은 호출할 수 있다는 것이다.

4. 매개변수(Parameter, 인자)

• 함수의 작업 실행을 위해 추가적인 정보가 필요한 경우, 매개변수를 지정한다.
• 매개변수는 함수 내에서 변수와 동일하게 동작한다.

1. 매개변수(parameter, 인자) vs 인수(argument)
   • 매개변수는 함수 내에서 변수와 동일하게 메모리공간을 확보한다.
   • 만약 인수를 전달하지 않으면 매개변수는 undefined로 초기화 된다.

var foo = function (p1, p2) {
  console.log(p1, p2);
};

foo(1); // 1 undefined

2. Call-by-value

• 원시 타입 인수는 Call-by-value로 동작한다.
• 함수호출시 원시타입 인수를 함수에 매개변수로 전달할 때 매개변수에 값을 복사하여 함수로 전달하는 방식이다.
• 함수 내에서 매개변수를 통해 값이 변경되어도 전달이 완려된 원시 타입 값은 변경되지 않는다.

function foo(primitive) {
  primitive += 1;
  return primitive;
}

var x = 0;

console.log(foo(x)); // 1
console.log(x);      // 0

3. Call-by-reference

• 객체형(참조형) 인수는 Call-by-reference로 동작한다.
• 함수 호출시 참조타입 인수를 함수에 매개변수로 전달할때 매개변수에 값이 복사되지않고 객체의 참조값이 매개변수에 저장되어 함수로 전달되는 방식이다.
• 함수 내에서 매개변수의 참조값을 이용하여 객체의 값을 변경했을때, 전달되어진 참조형의 인수값도 같이 변경된다.

function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'Kim';
  obj.gender = 'female';
}

var num = 100;
var obj = {
  name: 'Lee',
  gender: 'male'
};

console.log(num); // 100
console.log(obj); // Object {name: 'Lee', gender: 'male'}

changeVal(num, obj);

console.log(num); // 100
console.log(obj); // Object {name: 'Kim', gender: 'female'}

• 어떤 외부 상태도 변경하지 않는 함수를 순수함수, 외부 상태도 변경시키는 부수효과가 발생하는 함수를 비순수함수라고 한다.

5. 반환값

• 함수는 자신을 호출한 코드에게 수행한 결과를 반환(return)할 수 있다. 이를 return value 라고 한다.
• return 키워드는 함수를 호출한 코드(caller)에게 값을 반환할 때 사용한다
• 함수는 배열 등을 이용하여 한 번에 여러개의 값을 리턴할 수 있다.
• 함수는 반환을 생략할 수 있다. 이때 함수는 암묵적으로 undefined를 반환한다.
• 자바스크립트 해석기는 return 키워드를 만나면 함수의 실행을 중단한후, 함수를 호출한 코드로 되돌아한ㄷ.ㅏ
• 만일 return 키워드 이후에 다른 구문이 존재한다면 그 구문은 무시한다.

function calculateArea(width, height) {
  var area = width * height;
  return area; // 단일 값의 반환
}
console.log(calculateArea(3, 5)); // 15
console.log(calculateArea(8, 5)); // 40

function getSize(width, height, depth) {
  var area = width * height;
  var volume = width * height * depth;
  return [area, volume]; // 복수 값의 반환
}

console.log('area is ' + getSize(3, 2, 3)[0]);   // area is 6
console.log('volume is ' + getSize(3, 2, 3)[1]); // volume is 18

6. 함수 객체의 프로퍼티

• 함수는 객체이다. 따라 함수 또한 프로퍼티를 가질 수 있다.

function square(number) {
  return number * number;
}

square.x = 10;
square.y = 20;

console.log(square.x, square.y); // 10 20

1. arguments 프로퍼티

• arguments 객체는 함수 호출시 전달된 인수들의 정보를 담고, 순회가능한 유사배열 객체(array-like object) 이다.
• 함수 내부에서 지역변수 처럼 사용되며, 함수 외부에서는 사용할 수 없다.
• 자바스크립트느 함수 호출 시 함수 정의에 따라 인수를 전달하지 않아도 에러가 발생하지 않는다.

function multiply(x, y) {
  console.log(arguments);
  return x * y;
}

multiply();        // {}
multiply(1);       // { '0': 1 }
multiply(1, 2);    // { '0': 1, '1': 2 }
multiply(1, 2, 3); // { '0': 1, '1': 2, '2': 3 }

• 매개변수(parameter)는 인수(argument)로 초기화된다.
• 정의보다 인수를 적게 전달하면 매개변수는 undefined로 초기화된다.
• 정의보다 인수를 많이 전달하면 초과된 인수는 무시된다.
• 따라서 인수의 갯수에따라 달리 동작해야할 필요가 있는데, 이때 유용한것이 arguments 이다.

// arguments 객체는 매개변수 갯수가 확정되지 않은 가변 인자 함수를 구현할 때 유용하게 사용된다.
function sum() {
  var res = 0;

  for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
    res += arguments[i];
  }

  return res;
}

console.log(sum());        // 0
console.log(sum(1, 2));    // 3
console.log(sum(1, 2, 3)); // 6

• 유사배열객체란 length 프로퍼티를 가진 객체를 말한다.
• 유사배열객체는 배열이 아니므로 배열 메소드를 사용하는 경우 에러가 발생한다
• 따라서 배열 메소드를 사용하려면 Function.prototype.call, Function.prototype.apply를 사용하여야 하는 번거로움이 있다.

function sum() {
  if (!arguments.length) return 0;

  // arguments 객체를 배열로 변환
  var array = Array.prototype.slice.call(arguments);
  return array.reduce(function (pre, cur) {
    return pre + cur;
  });
}

// ES6
 function sum(...args) {
   if (!args.length) return 0;
   return args.reduce((pre, cur) => pre + cur);
 }

console.log(sum(1, 2, 3, 4, 5)); // 15

2. caller 프로퍼티

• caller 프로퍼티는 자신을 호출한 함수를 의미한다.

function foo(func) {
  var res = func();
  return res;
}

function bar() {
  return 'caller : ' + bar.caller;
}

console.log(foo(bar)); // caller : function foo(func) {...}
console.log(bar());    // null (browser에서의 실행 결과)

3. length 프로퍼티

• length 프로퍼티는 함수 정의 시 작성된 매개변수 갯수를 의미한다.

function foo() {}
console.log(foo.length); // 0

function bar(x) {
  return x;
}
console.log(bar.length); // 1

function baz(x, y) {
  return x * y;
}
console.log(baz.length); // 2

4. name 프로퍼티

• 함수명을 나타낸다. 기명함수의 경우 함수명을 값으로 가지고 익명함수의 경우 빈문자열을 값으로 가진다.

// 기명 함수 표현식(named function expression)
var namedFunc = function multiply(a, b) {
  return a * b;
};
// 익명 함수 표현식(anonymous function expression)
var anonymousFunc = function(a, b) {
  return a * b;
};

console.log(namedFunc.name);     // multiply
console.log(anonymousFunc.name); // ''

5. __proto__ 접근자 프로퍼티

• 모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯이 있다
• [[Prototype]] 내부 슬롯은 프로토타입 객체를 가리킨다.
• 프로토타입 객체란 프로토타입 기반 객체 지향 프로그래밍의 근간을 이루는 객체이다.
• 객체간의 상속을 구현하기 위해 사용된다.
• 프로토타입 객체는 다른 객체에 공유 프로퍼티를 제공하는 객체를 말한다.
• __proto__ 프로퍼티는 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가르키는 프로토타입 객체에 접근하기 위해 사용하는 접근자 프로퍼티 이다.
• 내부 슬롯에 직접 접근할수 없고, 간접적적인 접근 방법을 제공하는 경우에 한하여 접근할수 있다.
• [[Prototype]] 내부 슬롯에도 직접 접근할 수 없으며, __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.

// __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 자신의 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.
// 객체 리터럴로 셍성한 객체의 프로토타입 객체는 Object.prototype이다.
console.log({}.__proto__ === Object.prototype); // true

• __proto__ 프로퍼티는 객체가 직접소유하는 프로퍼티가 아니라 모든 객체의 프로토타입 객체인 Object.prototype 객체의 프로퍼티이다.
• 모든 객체는 상속을 통해 __proto__ 접근자 프로퍼티를 사용할 수 있다.

// 객체는 __proto__ 프로퍼티를 소유하지 않는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor({}, '__proto__'));
// undefined

// __proto__ 프로퍼티는 모든 객체의 프로토타입 객체인 Object.prototype의 접근자 프로퍼티이다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype, '__proto__'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true}

// 모든 객체는 Object.prototype의 접근자 프로퍼티 __proto__를 상속받아 사용할 수 있다.
console.log({}.__proto__ === Object.prototype); // true

• 함수도 객체이므로 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.

// 함수 객체의 프로토타입 객체는 Function.prototype이다.
console.log((function() {}).__proto__ === Function.prototype); // true

6. prototype 프로퍼티

• prototype 프로퍼티는 함수 객체만이 소유하는 프로퍼티이다. 즉 일반 객체에는 prototype 프로퍼티가 없다.

// 함수 객체는 prototype 프로퍼티를 소유한다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(function() {}, 'prototype'));
// {value: {…}, writable: true, enumerable: false, configurable: false}

// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor({}, 'prototype'));
// undefined

• prototype 프로퍼티는 함수가 객체를 생성하는 생성자 함수로 사용될 때, 생성자 함수가 생성한 인스턴스의 프로토타입 객체를 가리킨다.

7. 함수의 다양한 형태

1. 즉시 실행 함수

• 함수의 정의와 동시에 실행되는 함수(IIFE)
• 최초 한번만 호출되며 다시는 호출할수 없다.
• 이러한 특징을 이용하여 최초 한번만 실행이 필요한 초기화 처리등에 사용할 수 있다.

// 기명 즉시 실행 함수(named immediately-invoked function expression)
(function myFunction() {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

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

// SyntaxError: Unexpected token (
// 함수선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 함수 몸체를 닫는 중괄호 뒤에 ;가 자동 추가된다.
function () {
  // ...
}(); // => };();

// 따라서 즉시 실행 함수는 소괄호로 감싸준다.
(function () {
  // ...
}());

(function () {
  // ...
})();

• JS에서 가장 큰 문제점중 하나는, 파일이 분리되어 있어도 글로벌 스코프가 하나이며, 글로벌 스코프에 선언된 변수나 함수는 코드대의 어디에서든 접근이 가능하다는 것이다.
• 따라서 다른 스크립트 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 함수나 변수가 스코프내에 존재할 경우 원치않는 결결과를 가져올수 있다.
• 즉시 실행 함수 내에 처리 로직을 모아 두면 혹시 있을 수도 있는 변수명 또는 함수명의 충돌을 방지할 수 있어 이를 위한 목적으로 즉시실행함수를 사용되기도 한다.

(function () {
  var foo = 1;
  console.log(foo);
}());

var foo = 100;
console.log(foo);

2. 내부 함수

• 함수 내부에 정의된 함수를 내부함수 라고 한다.
• 예제에서 내부함수는 부모함수의 변수에 접근할수 있다.
• 하지만 부모함수는 내부함수의 변수에 접근할수 없다.

function parent(param) {
  var parentVar = param;
  function child() {
    var childVar = 'lee';
    console.log(parentVar + ' ' + childVar); // Hello lee
  }
  child();
  console.log(parentVar + ' ' + childVar);
  // Uncaught ReferenceError: childVar is not defined
}
parent('Hello');

• 또한 내부함수는 부모함수의 외부에서 접근할 수 없다.

function sayHello(name){
  var text = 'Hello ' + name;
  var logHello = function(){ console.log(text); }
  logHello();
}

sayHello('lee');  // Hello lee
logHello('lee');  // logHello is not defined

3. 재귀 함수

• 재귀 함수(Recusive function)는 자기 자신을 호출하는 함수를 말한다.

// 피보나치 수열
// 피보나치 수는 0과 1로 시작하며, 다음 피보나치 수는 바로 앞의 두 피보나치 수의 합이 된다.
// 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, ...
function fibonacci(n) {
  if (n < 2) return n;
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

console.log(fibonacci(0)); // 0
console.log(fibonacci(1)); // 1
console.log(fibonacci(2)); // 1
console.log(fibonacci(3)); // 2
console.log(fibonacci(4)); // 3
console.log(fibonacci(5)); // 5
console.log(fibonacci(6)); // 8

// 팩토리얼
// 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다.
// n! = 1 * 2 * ... * (n-1) * n
function factorial(n) {
  if (n < 2) return 1;
  return factorial(n - 1) * n;
}

console.log(factorial(0)); // 1
console.log(factorial(1)); // 1
console.log(factorial(2)); // 2
console.log(factorial(3)); // 6
console.log(factorial(4)); // 24
console.log(factorial(5)); // 120
console.log(factorial(6)); // 720

• 재귀 함수는 자신을 무한히 연쇄 호출하므로 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다.
• 탈출 조건이 없는 경우, 함수가 무한 호출되어 stackoverflow 에러가 발생한다
• 재귀 함수는 반복 연산을 간단히 구현할 수 있다는 장점이 있지만 무한 반복에 빠질 수 있고, stackoverflow 에러를 발생시킬 수 있으므로 주의하여야 한다.

4. 콜백함수

• 콜백 함수(Callback function)는 함수를 명시적으로 호출하는 방식이 아니라 특정 이벤트가 발생했을 때 시스템에 의해 호출되는 함수를 말한다.
• 콜백 함수가 자주 사용되는 대표적인 예는 이벤트 핸들러 처리이다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <button id="myButton">Click me</button>
  <script>
    var button = document.getElementById('myButton');
    button.addEventListener('click', function() {
      console.log('button clicked!');
    });
  </script>
</body>
</html>

• Javascript의 함수는 일급객체이다. 따라서 Javascript의 함수는 흡사 변수와 같이 사용될 수 있다.
• 콜백 함수는 매개변수를 통해 전달되고 전달받은 함수의 내부에서 어느 특정시점에 실행된다.
• setTimeout()의 콜백 함수를 살펴보자. 두번째 매개변수에 전달된 시간이 경과되면 첫번째 매개변수에 전달한 콜백 함수가 호출된다.

setTimeout(function () {
  console.log('1초 후 출력된다.');
}, 1000);

• 콜백 함수는 주로 비동기식 처리 모델(Asynchronous processing model)에 사용된다.
• 콜백함수는 콜백 큐에 들어가 있다가 해당 이벤트가 발생하면 호출된다.
• 콜백 함수는 클로저이므로 콜백 큐에 단독으로 존재하다가 호출되어도 콜백함수를 전달받은 함수의 변수에 접근할 수 있다.

function doSomething() {
  var name = 'Lee';

  setTimeout(function () {
    console.log('My name is ' + name);
  }, 100);
}

doSomething(); // My name is Lee