[JavaScript] JavaScript 는 어떤 언어인가?

sujpark·2022년 5월 24일
JavaScript함수형 프로그래밍
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JavaScript는 어떤 언어인가? 라는 질문을 받았을 때 정확하게 대답하지 못했다.
이력서에 JavaScript skill 을 1.5로 적을지 2로 적을지 고민하는 입장에서 JavaScript 는 너무 다양한 모습을 하고 있기 때문이다.

"JavaScript 는 브라우저를 제어하는 언어이다." 라고 하기엔, JavaScript는 서버도 만들 수 있는 언어이다.

자바스크립트가 지향하는 패러다임 또한 명령형, 함수형, 객체지향형으로 다양하다. 그런데 명령형과 함수형(선언형)은 대립하는 개념이라 두 패러다임을 모두 지원하는 JavaScript의 정체성은 과연 무엇인지 확신하기 힘들었다. 또한 JavaScript는 프로토타입을 기반으로하는 객체지향형 언어인데, class의 껍데기를 쓰고 있기도 하다.

어떤 사람은 JavaScript의 이런 점을 이상하게 생각하기도 하지만 이런 점을 매력으로 느끼는 사람도 분명히 존재한다.
JavaScript 의 메타몽같은 매력에 빠진 사람으로서 내가 사랑하는 JavaScript 란 어떤 언어인지 알아보고자 한다.

JavaScript 는 무엇을 하는 언어인가?

간략하게 보는 JavaScript 연대기

Java"Script"

자바스크립트는 본래 스트립트 언어이다. 스크립트 언어란 이미 존재하는 프로그램을 제어하기 위해 사용되는 언어 를 말한다. 본래 JavaScript는 브라우저를 제어하기 위해 탄생한 언어이다. HTML이 웹페이지의 기본 구조, CSS이 웹페이지의 디자인, JavaScript가 웹페이지의 동작을 담당한다.

V8 엔진의 등장

2008년 구글에서 V8 자바스크립트 엔진을 발표했다. V8 엔진은 C++로 작성된 자바스크립트 엔진으로 JavaScript의 실행속도를 획기적으로 빠르게 만들었다. 또한 V8 엔진은 독립형으로 개발되었기 때문에 브라우저 뿐만 아니라 다른 C++ 프로그램에 내장해서 사용할 수 있다. V8 엔진 덕분에 브라우저 내 웹페이지의 동작 속도가 매우 빨라졌을 뿐 아니라 브라우저 밖에서도 JavaScript를 사용할 수 있게 되는 기반이 된다.

Node.js

V8의 출현으로 우리가 흔히 사용하는 Node.js가 등장하게 되었다. Node.js 는 V8 엔진을 기반으로 하는 JavaScript 런타임 프로그램이다. JavaScript는 원래 브라우저라는 실행환경에서만 동작하는 언어였는데 이제 Node.js라는 실행환경 위에서도 작동할 수 있게 된 것이다. 덕분에 우리는 Node.js 로 웹서버를 구축하는 등 자체 어플리케이션을 만들 수 있게 되었다. JavaScript 하나로 프론트엔드, 백엔드를 모두 다룰 수 있게 되었기 때문에 JavaScript는 최고의 인기 언어로 떠오르게 되었다.

그래서 JavaScript 는 무엇을 하는 언어인가요?

본래 브라우저를 제어하는 언어였으나 Node.js 라는 새로운 실행 환경의 등장으로 자체 어플리케이션을 만들 수 있게 된 언어.
프론트엔드와 백엔드 코드를 모두 작성할 수 있다.


JavaScript는 어떻게 쓰는 언어인가?

프로그래밍 언어가 설계 될 때 각자 지향하는 패러다임이 있다.
JavaScript는 명령형, 함수형, 객체지향 프로그래밍을 지향하는 멀티 패러다임 언어이다.

명령형 vs 선언형 프로그래밍

명령형 프로그래밍은 내가 어떻게(how) 할 것인지,
선언형 프로그래밍은 내가 어떤(what) 일을 할 것인지를 말한다.

예를 들어서 마트에 가서 당근을 1개 산다면
명령형 프로그래밍은
두 블록을 지나 신호등을 건너 마트에 간다.
가장 안쪽으로 들어가 야채코너에서 당근을 찾는다
입구쪽으로 돌아와 계산대에서 당근을 구매한다

선언형 프로그래밍은
마트에 간다
당근을 구매한다 라고 작성할 것이다.

명령형 프로그래밍은 절차적, 객채지향적 프로그래밍을 포함하는 개념이며
선언형 프로그래밍은 논리형, 함수형 프로그래밍을 포함하는 개념이다.

그렇다면 명령형과 선언형(함수형) 패러다임을 모두 가지는 JavaScript는 대체 어떻게 써야할까?

예시

배열에서 'banana' 라는 문자열을 포함하는 요소들을 추출하는 코드를 작성한다고 생각해보자

// 명령형 프로그래밍

const arr = ['yellow banana', 'red apple', 'black banana'];
function getBananas() {
  const bananas = [];
  for (let i = 0; i < arr.length; i++){
  	if (arr[i].includes('banana'))
      bananas.push(arr[i]);
  }
  return bananas;
}
getBananas(); // ["yellow banana", "black banana"]
// 선언형 프로그래밍

const arr = ['yellow banana', 'red apple', 'black banana'];
const getBananas = array => array.filter(el => el.includes('banana'));
getBananas(arr); // ["yellow banana", "black banana"]

명령형 프로그래밍 으로 작성한 코드는 개발자들에게 친숙한 if, for 등의 예약어들을 사용한다. for 문을 사용하기 때문에 매 반복문마다 제어하기가 쉽다(ex: 반복문 중간에 중단). 또한 어떤 코드에서는 선언형 프로그래밍에서 사용하는 함수들보다 속도가 빠르기도 하다.
하지만 코드의 길이가 길어져서 가독성이 떨어진다. for 문에서 변수를 초기화하고 조건을 명시적으로 작성해야하기 때문에 잘못된 코드 작성으로 버그가 발생할 가능성이 높아진다.

선언형 프로그래밍 으로 작성한 코드는 코드 길이가 짧아서 함수가 무엇을 하려는지 빠르게 파악할 수 있다.
하지만 배열의 반복 중 섬세한 제어가 힘들고, 어떤 함수는 속도가 느리다는 단점이 있다.

JavaScript 코드를 명령형으로 작성하느냐, 선언형으로 작성하느냐는 개인의 취향이기도 하지만 대부분의 개발자들이 선언형(함수형) 프로그래밍 을 지향한다. React 의 상태관리 측면에서 함수형 프로그래밍이 확실한 이점을 가지기도 한다.

그렇다고해서 명령형으로 작성할 수 없으며 모든 코드를 함수형으로 작성해야하는 것은 아니다. 애초에 JavaScript는 함수형 프로그래밍만을 위해서 나온 것이 아니기 때문에 함수형만으로 작성하는 것은 불가능하다. JavaScript는 다양한 선택지를 제공하는 언어이며 멀티패러다임은 서로를 상호보완할 수 있다. 다만 C 와 Java 를 통해 익숙해졌던 명령형 프로그래밍의 틀에서 어느정도 벗어나야 한다는 점을 기억해야겠다.

함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍이 무엇인지는 알겠는데, 선언형 프로그래밍중 하나라는 함수형 프로그래밍은 도대체 무엇일까?

함수형 프로그래밍에 대해 알기위해서는 우선 JavaScript 의 함수는 일급객체라는 사실을 알아야한다.

JavaScript 의 함수는 일급객체

다음과 같은 조건을 만족하는 객체를 일급 객체라고 한다.

  1. 무명의 리터럴로 생성할 수 있다. 즉 런타임에 생성이 가능하다.
  2. 변수나 자료구조(객체, 배열 등)에 저장할 수 있다.
  3. 함수의 매개변수에 전달할 수 있다.
  4. 함수의 반환값으로 사용할 수 있다.

자바스크립트의 함수는 위 조건을 모두 만족하므로 일급객체다.
함수가 일급객체라는 말은 함수를 객체와 동일하게 사용할 수 있다는 의미다.
객체는 값으로 평가되므로 함수도 값으로 취급할 수 있다.

일급객체로서 함수가 가지는 가장 큰 특징은 일반 객체와 같이 함수를
함수의 매개변수에 전달할 수 있으며, 함수의 반환값으로도 사용할 수 있다 는 것이다.
이는 함수형 프로그래밍을 가능하게한다.

다시 함수형 프로그래밍으로 돌아와서,
함수형 프로그래밍의 필수요소는 다음과 같다.

  1. 순수함수를 사용하여 side-effect를 지양할 것
  2. 데이터의 불변성을 유지할 것
  3. 순수함수를 조합하여 선언적 패턴을 가질 것

순수함수 vs side-effect

side-effect(부수효과) 란 함수 외부의 데이터를 변경하는 것을 말한다.
순수함수 는 side-effect 가 없으며, 인풋에 대한 아웃풋이 항상 같은 함수를 말한다.

const number = 0;

function pureFunc(num, offset) {
  return num + offset;
}

function sideEffect(offset) {
  number += offset;
  return number;
}

console.log(pureFunc(number, 1)); // 1
console.log(number); // 0 : pureFunc로 인해 값이 달라지지는 않음
console.log(sideEffect(1)); // 1
console.log(sideEffect(1)); // 2: 바로 위 sideEffect()와 input 이 같으나 결과는 다름
console.log(number); // 2 : sideEffect 함수가 외부의 변수를 변경함

위 코드에서 pureFunc 함수는 인자 num 가 같으면 항상 같은 값을 반환하며, 외부의 상태를 변경하지 않는 함수이다.
하지만 sideEffect 함수는 외부 상태에 의존하기 때문에 같은 인자에 대해 다른 값을 반환할 수 있다. 뿐만 아니라 외부의 상태를 함수 내부에서 바꾸게 된다. 이런 side-effect 는 상태변경을 추적하기 어렵게 만들어서 가독성을 해친다. 코드를 자세히 읽어야 상태변경이 일어나는지 확인할 수 있기 때문이다.

하지만 프론트엔드에서 필수적인 작업인 DOM 조작, 서버와의 통신도 side-effect 에 해당한다.
따라서 오로지 순수함수만 사용하는 것은 불가능하다.
최대한 순수함수 위주로 작성하여 의도치 않은 상태변경을 막고 코드를 간결하게 만드는 것이 JavaScript 의 함수형 프로그래밍이다. 논리를 간단하게 만들어야 버그가 스며들지 못한다.

데이터의 불변성

JavaScript 에서 함수에 인수를 전달할 때 원시값(number, string, boolean 등) 은 passed by value 로 전달되지만 객체는 passed by "copy of reference" 방식으로 전달된다. 객체를 함수에 전달하면 함수에서 객체의 내부를 바꿀 수 있다는 뜻이다.

const obj = {name : "sujeong", id: "sj_dev_js"};
const addNickname = (o) => {
  o.nickname = "sujpark";
}
addNickname(obj);
console.log(obj); // {name: "sujeong", id: "sj_dev_js", nickname: "sujpark"}

위에서 말한 바와 같이 순수함수는 외부의 상태(obj)를 변경해서는 안된다.
위 코드를 순수함수로 작성하면 다음과 같다.

const obj = {name : "sujeong", id: "sj_dev_js"};
const addNicknamePure = (o) => {
  return {...o, nickname: "sujpark"}; // 새로운 객체 생성
}
const newObj = addNicknamePure(obj);
console.log(obj); // {name: "sujeong", id: "sj_dev_js"}
console.log(newObj); // {name: "sujeong", id: "sj_dev_js", nickname: "sujpark"}

JavaScript 에서는 배열 또한 객체이기 때문에 같은 방식을 따른다.
JavaScript 는 함수형 프로그래밍을 위한 고차함수들 (map, filter, slice 등) 을 제공하기 때문에 적절히 사용하면 된다.

const arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
const mappedArr = arr.map(el => el + 1);
const filteredArr = arr.filter(el => el % 2 === 0)
const slicedArr = arr.slice(0, 2);

console.log(mappedArr); // [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
console.log(filteredArr); // [0, 2, 4, 6, 8]
console.log(slicedArr); // [0, 1]
console.log(arr); // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
// 원본함수 arr는 변하지 않는다.

선언적 패턴을 통한 관심사 분리

버튼을 클릭하면 화면의 숫자가 증가하는 코드를 React 로 작성한다고 생각해보자

function App() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const onClick = () => setState(count + 1);
  
  return <div>
    <div>{count}</div>
    <button onClick={onClick}>+</button>
  <div>
}

이 코드는 겉보기에 별 문제가 없어보인다.
하지만 화면의 숫자가 감소하는 버튼을 넣는다면 어떨까?

function App() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const onIncreaseClick = () => setState(count + 1);
  const onDecreaseClick = () => setState(count - 1);
  
  return <div>
    <div>{count}</div>
    <button onClick={onIncreaseClick}>+</button>
    <button onClick={onDecreaseClick}>-</button>
  <div>
}

count + 1 과 count - 1 만 다를 뿐인데 외부의 상태 count를 변경하는 함수를 두개나 만들어버렸다. 이는 함수의 관심사를 확실하게 분리하지 않았기 때문이다. "계산" 기능을 click 함수들로부터 분리해보자.

function App() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const increase = (value) => value + 1;
  const decrease = (value) => value - 1;
  const onClick = (calculate) => setState(calculate(count));
  
  return <div>
    <div>{count}</div>
    <button onClick={() => onClick(increase)}>+</button>
    <button onClick={() => onClick(decrease)}>-</button>
  <div>
}

함수의 관심사를 계산 과 상태관리 를 기준으로 나누었다. JavaScript 에서 함수는 일급객체이기 때문에 다른 함수의 매개변수에 전달할 수 있다. 이제 onClick 은 상태를 변경하는 일을 맡고, increase 와 decrease 는 onClick의 매개변수에 전달되어 계산을 담당한다. 계산 과정이 바뀔때 상태관리 함수를 다시 작성할 필요없이 계산 과정만 바꾸어주면된다.

우리가 분리해낸 함수를 살펴보면 순수함수 라는 것을 알 수 있다. 그리고 상태 count를 변경하는 onClick 함수는 여전히 side-effect 를 가지고 있다. 위 코드와 같이 순수함수를 side-effect 로부터 최대한 분리해 계층화 하면 선언적 패턴을 통한 관심사 분리 가 된다. 우리는 이 패턴을 통해 함수를 간략하게 만들어 가독성을 높이고, 관심사를 분리하여 재사용성을 높일 뿐 아니라 의도치 않은 상태변경을 방지하여 버그를 최소화할 수 있다.

함수형 프로그래밍에 대해 더 자세히 알고 싶다면 아래 글을 적극 추천한다.
다시 쓰는 함수형 프로그래밍

프로토타입기반 객체지향 프로그래밍

많은 개발자들이 Java의 Class기반 객체지향에 익숙할 것이라고 생각한다. 하지만 JavaScript 는 Java 의 Class 와는 다른 프로토타입 기반의 객체지향 프로그래밍을 지원한다. 많은 과정을 거쳐서 JavaScript 또한 Java의 Class 와 비슷한 모양새를 갖추게 되었지만 그 안에 든 객체지향에 대한 철학은 결코 같지 않다.

Java 에서 class 를 통해 생성된 instance 는 class 라는 설계도면을 따라서 만든 것 같은 형태를 하고 있다.
class Bird 에 fly 라는 메소드가 있다면 class Bird를 통해 생성된 인스턴스는 모두 fly라는 메소드를 가지고 있다.

JavaScript 에서 prototype 을 통해 생성된 instance 는 instance 가 내부에 메소드를 가질 수도 있지만 그보다 prototype 에 메소드를 두고 instance 와 연결해서 사용하는 방식을 사용한다. 

function Bird() {
  this.eat = function () {
    console.log('eat');
  }
}

Bird.prototype.fly = function () {
  console.log('fly!');
}

const bird = new Bird();
console.log(bird); // Bird {eat: ƒ}
// intance 내부에는 eat 함수밖에 없다.
bird.eat(); // eat
bird.fly(); // fly!
// prototype 에만 선언된 fly 함수를 instance에서 사용할 수 있다.

Bird.prototype.jump = function () {
  console.log('jump');
}

bird.jump(); // jump
// instance가 생성된 후에도 prototype 에 추가된 함수를 사용할 수 있다.

이런 방식을 통해 메모리에서 인스턴스가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
뿐만 아니라 prototype 이 또다른 prototype 을 참조하는 프로토타입 체인을 통해서
상위 prototype 의 메소드를 사용할 수 있다.

참고

(강추!!) 다시 쓰는 함수형 프로그래밍

Imperative vs Declarative programming in JavaScript | by Martin Novak | Weekly Webtips | Medium

Imperative vs Declarative JavaScript | by Cliff Hall | codeburst

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1개의 댓글

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wochae
2022년 8월 10일

흥미롭네요

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