12장 함수

이로그·2023년 11월 19일

모던 자바스크립트 Deep Dive

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12장 함수

함수란?

함수는 자바스크립트에서 가장 중요한 핵심 개념 이다. 입력(input)을 받아 출력(output)을 내보내는 일련의 과정을 정의한 것이며, 마치 재료를 투입받아 제품을 생산하는 기계와 같다.

function add(x, y) {
	return x + y;
}

add(2, 5); // 7

함수 : 일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다
- 매개변수 : 함수 내부로 입력을 전달 받는 변수
- 인수 : 입력
- 반환값 : 출력

function 함수이름(매개변수1, 매개변수2) {
    return 반환값;
}
함수이름(인수1, 인수2);

함수를 정의한다고 해서 함수가 바로 실행되지 않기 때문에, 함수 호출을 해주어야 한다.

12.2 함수를 사용하는 이유

함수는 필요할 때 여러번 호출 할 수 있기 때문에 코드의 재사용 측면에서 매우 유용하다.
또한, 같은 코드를 중복해서 여러 번 작성하면, 그 코드를 수정해야할때 중복된 횟수만큼 코드를 수정해야한다. 그래서 함수를 사용하면 유지보수의 편의성을 높이고, 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
적절한 함수 이름은 함수의 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있기 때문에, 코드의 가독성을 향상시킨다.

12.3 함수 리터럴

함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개 변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.
함수 이름
- 함수 이름은 식별자다. 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
- 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다.
- 함수 이름은 생략할 수 있다. 이름이 있는 함수는 기명 함수 , 이름이 없는 함수는 익명 함수
매개변수 목록
- 0개 이상의 매개변수는 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분한다.
- 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당된다. 순서에 의미가 있다.
- 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급된다. 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
함수 몸체
- 함수가 호출되었을때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록.
- 함수 호출에 의해 실행된다.
함수 리터럴은 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체이다. 즐, 함수는 객체다.
일반 객체와는 다르게 일반 객체는 호출할 수 없지만, 함수는 호출할 수 있다.

12.4 함수 정의

함수 정의 : 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행한 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다.

함수 정의하는 법 4가지
1. 함수 선언문
2. 함수 표현식
3. Function 생성자 함수
4. 화살표 함수(ES6)

12.4.1 함수 선언문

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.
함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 콘솔에서 함수 선언문을 실행하면 완료 값 undefined가 출력 된다. 만약 표현식인 문이라면 undefined가 아닌 표현식이 평가되어 생성된 함수가 출력되어야 한다.
기명 함수 리터럴은 중의적인 코드다.
- 한국어의 '배'라는 단어가 문맥에 따라 타는 배와 신체의 배로 나뉘어지는 것처럼.
- 자바스크립트의 {}가 문맥에 따라 객체 리터럴로 평가 되거나, 코드 블록으로 해석 되는것처럼.
- 함수 리터럴을 단독으로 사용 하면 함수 선언문으로 해석되고,
- 함수 리터럴을 변수에 할당하거나 피연산자로 사용하면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다.

// 함수 선언문(단독으로 사용)
function foo() { console.log('foo'); }
foo(); // foo
// 함수 리터럴(그룹연산자 안에 피연산자로 사용)
(function bar() { console.log('bar'); });
bar(); // ReferenceError

함수 선언문이든, 함수 리터럴 표현식이든 함수가 생성되는 것은 동일하지만, 호출에 차이가 있다.
자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성한다. 이때 함수 이름은 몸체 내부에서만 유효한 식별자이기 때문에 함수 이름과 별도로 생성된 함수 객체를 가리키는 식별자가 필요 하고, 자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다.

따라서 함수는 함수 이름으로 호출 하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출 한다.

// 식별자 add, 함수 이름 add
var add = function add(x, y) {
  return x + y;
};
// 식별자 add로 호출 하는 것임.
console.log(add(2, 5)); // 7

12.4.2 함수 표현식

일급 객체 : 값처럼 변수에 할당할 수도 있고 프로퍼티 값이 될 수도 있으며, 배열의 요소가 될수도 있는 것처럼 값의 성질을 갖는 객체를 말한다.
자바스크립트의 함수도 일급 객체이다. 그러므로 변수에 할당할 수 있다.

함수 표현식으로 정의하면, 다음과 같다.

// 함수 표현식
var add = function(x, y) {
  return x + y;
};
console.log(add(2, 5)); // 7

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 익명 함수로 사용하는 것이 일반적이다.
함수 선언문의 함수 이름으로 식별자를 암묵적으로 생성하고 함수 객체를 할당하므로 함수 표현식과 유사하게 동작하는 것.처럼 보이지만, 표현식과 선언문은 정확히 동일하게 동작하지 않는다.

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 함수 참조
console.dir(add); // f add(x, y)
console.dir(sub); // undefined
// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7
console.log(sub(2, 5)); // TypeError
//함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
// 함수 표현식
var sub = function(x, y) {
  return x - y;
}

함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다. 이는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다.
함수 선언문은 런타임 이전 에 먼저 실행 되어, 함수 객체가 먼저 생성되고 자바스크립트 엔진에 의해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당한다. 즉, 런타임때에는 이미 함수 객체가 생성되어 있고 함수 이름과 동일한 식별자에 할당까지 완료된 상태다.
이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 함수 호이스팅이라 한다
변수 호이스팅과 차이점 이 있다면,
- 변수 호이스팅 : var 키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화
- 함수 호이스팅 : 암묵적으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화, 따라서 함수 선언문 이전에 호출하면 함수 호이스팅에 의해 호출이 가능하다.
함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다. var 키워드로 선언된 변수는 런타임 이전에 실행되어 undefined로 초기화 되지만, 변수 할당문의 값은 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 된다. 따라서, 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다.
함수 호이스팅은 함수를 호출하기 전에 반드시 함수를 선언해야 한다는 당연한 규칙을 무시하기 때문에, 함수 선언문 대신 함수 표현식을 사용할 것을 권장한다.

12.4.4 Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다.
잘 사용하지도 않고, 클로저도 생성하지 않으며, 함수 선언문이나 함수 표현식과 다르게 동작한다.

12.4.5 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수.
function 키워드 대신 화살표 => 를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언함. 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의한다.

// 화살표 함수
const add = (x, y) => x + y;
console.log(add(2, 5)); // 7

기존의 함수 선언문 / 함수 표현식을 완전히 대체하기 위해 디자인된 것은 아니다. 표현과 내부 동작이 기존의 함수들보다 간략화되어 있다.
화살표 함수는,
- 생성자 함수로 사용 X
- 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다름
- prototype 프로퍼티 X
- arguments 객체 생성 X

12.5 함수 호출

함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출한다.
함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다.

12.5.1 매개변수와 인수

함수 외부에서 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달한다.
인수는 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.
매개변수는 함수를 정의할 때 선언되고, 변수와 동일하게 취급된다. 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화 된다. 매개변수의 스코프(유효범위)는 함수 내부다.

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
// 함수 호출
// 인수 1과 2가 매개변수 x와 y에 순서대로 할당됨.
var result = add(1, 2);

매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다.
매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시한다. 초과된 인수는 버려지는 것이 아니라 arguments 객체의 프로퍼티에 보관된다.

12.5.2 인수 확인

function add(x, y) {
  return x + y;
}

console.log(add(2)); // NaN
console.log(add('a', 'b')); // 'ab'

자바스크립트는 인수의 타입을 사전에 지정하지 않고, 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다. 그렇기 때문에, 개발자의 의도와 다른 결과가 나타날 수 있어서 적절한 인수가 전달되었는지 확인이 필요하다.

function add(x, y) {
  if(typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number') {
    return new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.');
  }

  return x + y;
}
console.log(add(2)); // TypeError : 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.
console.log(add('a', 'b')); // TypeError : 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

위의 코드와 같이 처리를 해도 되고, 타입스크립트를 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.
또는, 인수가 전달되지 않은 경우 단축 평가를 사용해 매개변수에 기본 값을 할당하는 방법도 있다
```
function add(a, b, c) {
  a = a || 0;
  b = b || 0;
  c = c || 0;
  return a + b + c;
}
```
ES6에서 도입된 매개변수 기본값을 사용하면, 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화 할 수 있다.
```
function add(a = 0, b = 0, c = 0) {
  return a + b + c;
}
```

12.5.3 매개변수의 최대 개수

매개변수는 순서에 의미가 있다. 함수를 호출할때 전달 해야할 인수의 순서를 고려해야 하기 때문에, 매개변수의 개수가 많으면 많을수록 유지보수성이 나빠진다.
그렇기 때문에, 매개변수의 개수는 적을수록 좋고, 가장 이사적인 매개변수의 개수는 0개이다.
이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.
매개변수는 최대 3개이상을 넘지 않는 것을 권장한다. 그 이상의 매개변수가 필요하다면, 객체를 인수로 전달하는 것이 유리하다.
객체를 인수로 사용하는 경우 프로퍼티 키만 정확히 지정하면 되기 때문에 순서를 신경 쓰지 않아도 된다는 장점이 있다. 다만, 함수 내부에서 전달한 객체를 수정하면, 외부의 객체가 변경되는 부수효과가 발생한다.

12.5.4 반환문

함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다
함수 호출은 표현식이다. return 키워드로 표현식의 평가 결과를 반환하기 때문이다.
반환문의 2가지 역할
- 함수의 실행을 중단하고, 함수 몸체를 빠져나간다. 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.
- 반환문은 return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. 반환값을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.
반환문은 생략가능하다. 이때 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.
return 키워드와 반환값으로 사용할 표현식 사이에 줄바꿈이 있으면 세미콜론 자동 삽입 기능으로 인해 의도치 않은 결과가 나온다. return 뒤에 자동으로 세미콜론(;)이 삽입되어 undefined를 반환 한다.

function multiply(x, y) {
  return // 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 세미콜론이 추가 됨
  x * y; // 무시된다
}
console.log(multiply(3, 5)); // undefined

12.6 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

매개변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따른다.

// 매개변수 primitive는 원시값을, 매개변수 obj는 객체를 전달 받음
function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'Kim';
}
//외부 상태
var num = 100;
var person = {name: 'Lee'};
console.log(num); // 100
console.log(person); // {name: 'Lee'}
// 원시값은 값 자체 복사, 객체는 참조값이 복사되어 전달
changeVal(num, person);
// 원시값은 원본 훼손x
console.log(num); // 100
// 객체는 원본 훼손o
console.log(person); // {name: 'Kim'}

함수가 외부상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 코드의 복잡성을 증가시키고 가독성을 해치는 원인이 된다.
이러한 문제의 해결 방법 중 하나는 깊은 복사를 통해 새로운 객체를 생성하고 재할당을 통해 교체하는 방법이 있다.

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

즉시 실행 함수 : 함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수
단 한번만 호출 되며 다시 호출 할 수 없다.

(function(){
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

즉시 실행 함수는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다.
기명 함수로도 만들수 있지만, ()그룹연산자로 묶이는 기명 함수는 값으로 평가되는 함수 리터럴로 해석 되기 때문에 실행 함수를 다시 호출할 수 없다.

(function foo(){
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

foo(); // ReferenceError

즉시 실행 함수는 반드시 그룹 연산자(...)로 감싸야 한다.
그룹 연산자로 묶는 이유는 함수 리터럴을 평가하여 함수 객체를 생성하기 위해서다. 그러므로 함수 객체를 생성할 수 있다면 그룹 연산자 이외의 연산자를 사용해도 좋지만, 보통은 1번의 방법을 많이 사용한다.

(function () {
  // ... 1번
}());
(function () {
  // ... 2번
})();
!function () {
  // ... 3번
}();
+function () {
  // ... 4번
}();

즉시 실행 함수도 값을 반환할 수 있고, 인수를 전달할 수도 있다.
즉시 실행 함수내에 코드를 모아 두면 혹시 있을 수도 있는 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있다.

// 값 반환
var res = (function (){
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());
console.log(res); // 15

// 인수 전달
res = (function(a, b) {
  return a * b;
}(3, 5));
console.log(res); // 15

12.7.2 재귀 함수

재귀 호출 : 함수가 자기 자신을 호출하는 것.
재귀 함수 : 자기 자신을 호출하는 행위. 재귀 호출을 수행하는 함수를 말함.
재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용 한다.

function countdown(n) {
  for(var i = n; i >= 0; i--) console.log(i);
}
countdown(10);

// 반복문 없이 재귀함수 사용
function countdown(n) {
  if(n < 0) return;
  console.log(n);
  countdown(n - 1); // 재귀 호출
}
countdown(10);

함수 내부에서 자기 자신을 호출할 때에는 함수 이름으로 할수 있지만, 외부에서는 반드시 식별자로 호출해야 한다.

var factorial = function foo(n) {
    if(n <=1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
    // return n * foo(n - 1); 이렇게도 사용 가능
}
console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

재귀함수는 무한 호출하기 때문에 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. 그렇지 않으면 스택 오버플로 에러가 발생한다.

12.7.3 중첩 함수

중첩 함수(=내부 함수) : 함수 내부에 정의된 함수
외부 함수 : 중첩 함수를 포함한 함수
중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출 할 수 있고, 일반적으로 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할을 한다.

function outer() {
  var x = 1;

  // 중첩 함수
  function inner() {
    var y = 2;
    console.log(x + y); // 3
  }

  inner();
}
outer();

12.7.4 콜백 함수

콜백 함수 : 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수
고차 함수 : 매개 변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수
콜백 함수도 고차함수에 전달되어 헬퍼 함수의 역할을 한다. 함수 외부에서 고차 함수 내부로 주입 하기 때문에 자유롭게 교체할 수 있는 장점이 있다.
고차 함수는 매개변수를 통해 전달 받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출 한다.
콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.
콜백 함수가 고차함수 내부에만 호출 된다면 콜백 함수를 익명 함수 리터럴로 정의하면서 곧바로 고차 함수에 전달하는 것이 일반적 이다.
함수 리터럴로 전달을 하면, 고차 함수가 호출 될 때마다 평가되어 함수 객체를 생성한다.

repeat(5, function(i) {
  if (i % 2) console.log(i);
}); // 1 3

만약 콜백 함수를 다른 곳에서도 호출할 필요가 있다면, 외부에서 콜백 함수를 정의한 후 고차 함수에 전달하는 편이 효율적이다.

function repeat(n, f) {
  for(var i = 0; i < n; i++) {
    f(i);
  }
}
var logOdds = function (i) {
  if(i % 2) console.log(i);
};

repeat(5, logOdds);

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 : 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는 부수효과가 없는 함수
비순수 함수 : 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는 부수효과가 있는 함수
순수 함수는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수다. 함수의 외부 상태를 변경하지 않는다.

var count = 0;
function increase(n) {
  return ++n;
}
count = increase(count);
console.log(count); // 1

count = increase(count);
console.log(count); // 2

비순수 함수는 외부 상태에 따라 반환값이 달라지는 함수다. 함수 외부의 상태를 변경 시킨다.

var count = 0;
function increase() {
  return ++count;
}

increase();
console.log(count); // 1

increase();
console.log(count); // 2

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 따라서 순수 함수를 사용하는 것이 좋다.

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11장 원시값과 객체의 비교

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12장 함수

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12장 함수

함수란?

12.2 함수를 사용하는 이유

12.3 함수 리터럴

12.4 함수 정의

12.4.1 함수 선언문

12.4.2 함수 표현식

12.4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

12.4.4 Function 생성자 함수

12.4.5 화살표 함수

12.5 함수 호출

12.5.1 매개변수와 인수

12.5.2 인수 확인

12.5.3 매개변수의 최대 개수

12.5.4 반환문

12.6 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

12.7 다양한 함수의 형태

12.7.1 즉시 실행 함수

12.7.2 재귀 함수

12.7.3 중첩 함수

12.7.4 콜백 함수

12.7.5 순수 함수와 비순수 함수

11장 원시값과 객체의 비교

13장 스코프

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