데이터 타입

TAEJUN BAEK(개발자 백태준)·2023년 5월 28일
JavaScript

Frontend 개발자가 배우는 Javascript

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데이터 타입

🚩 **[학습 목표]**
  1. 자바스크립트의 데이터 타입과 특징, 사용 시 주의할 점을 이해.
  2. 변수가 메모리에 할당되는 과정과 메모리에 대한 기본 지식을 습득.
  3. 실행 컨텍스트와 구성 요소인 VariableEnvironment과 LexicalEnvironment의 역할과 차이점, 스코프 체인과 this에 대해 이해.

1. 데이터 타입 심화

(1) 데이터 타입의 종류(기본형과 참조형)

![(이미지 출처 : [https://velog.io/@imjkim49/자바스크립트-데이터-타입-정리]

(이미지 출처 : https://velog.io/@imjkim49/자바스크립트-데이터-타입-정리)

자바스크립트에서 값의 타입은 크게 기본형(Primitive Type)과 참조형(Reference Type)으로 구분. 기본형과 참조형의 구분 기준은 값의 저장 방식과, 불변성 여부

💡 **[기본형과 참조형의 구분 기준]**
  1. 복제의 방식
    1. 기본형 : 값이 담긴 주소값을 바로 복제
    2. 참조형 : 값이 담긴 주소값들로 이루어진 묶음을 가리키는 주소값을 복제
  2. 불변성의 여부
    1. 기본형 : 불변성을 띔
    2. 참조형 : 불변성을 띄지 않음

자, “불변성을 띈다” 이 말을 이해하기 위해서 우리는 메모리와 데이터에 대한 내용을 이해해야만 합니다. 아래에서 그 배경지식을 낱낱이 살펴보기로 합시다 😎

(2) 메모리와 데이터에 관한 배경지식

  1. 메모리, 데이터

    1. 비트

      1. 컴퓨터가 이해할 수 있는 가장 작은 단위죠

      2. 0과 1을 가지고 있는 메모리를 구성하기 위한 작은 조각을 의미

      3. 이 작은 조각들이 모여서 여러분들이 흔히 들으시는 ‘메모리’가 만들어지는 것

    2. 바이트

      1. 0과 1만 표현하는 비트를 모두 찾기는 부담

      2. 1개 → 2개 → … → 8개(새로운 단위 : byte)

        (이미지 출처 : https://namu.wiki/w/바이트)

    3. 메모리(memo + ry) : byte 단위로 구성

      1. 모든 데이터는 byte 단위의 식별자인 메모리 주소값을 통해서 서로 구분이 됨
      💡 **만일, 64비트(8바이트) 정수는 메모리에 어떻게 저장할 수 있을까?** ⇒ 64비트를 8개의 바이트로 분할하고, 각 바이트를 메모리에 저장해야 함. 각 바이트는 8개의 비트를 가므로 64비트 정수는 메모리에서 **8개의 연속된 바이트**에 저장.

    4. java, c와 다른 javascript의 메모리 관리 방식(feat. 정수형)

      1. 8을 저장하는 방법
        1. JS : let a = 8(8byte)
        2. JAVA
          1. byte a = 8(1byte)
          2. short a = 8(2byte)
          3. int a = 8(4byte)
          4. long a = 8(16byte)
      2. java 또는 c언어가 초기에 등장했을 때 숫자 데이터 타입은 크기에 따라 다양하게 지정해줘야 할 만큼 개발자가 handling 할 요소들이 많았음. 하지만 javascript는 이런 부분에서는 상당히 편리함. 메모리 이슈까지는 고민하지 않아도 됨

  2. 식별자, 변수

    1. var testValue = 3
    2. 변수 = 데이터
    3. 식별자 = 변수명

(3) 변수 선언과 데이터 할당

  1. 할당 예시(풀어 쓴 방식, 붙여 쓴 방식 동일하게 동작)

    /** 선언과 할당을 풀어 쓴 방식 */
var str;
str = 'test!';

/** 선언과 할당을 붙여 쓴 방식 */
var str = 'test!';

  2. 값을 바로 변수에 대입하지 않는 이유(=무조건 새로 만드는 이유)

    1. 자유로운 데이터 변환
      1. 이미 입력한 문자열이 길어진다면?
      2. 숫자는 항상 8byte로 고정이지만, 문자는 고정이 아님(영문 : 1byte, 한글 : 2byte). 그래서, 이미 1003 주소에 할당된 데이터를 변환하려 할 때 훨씬 더 큰 데이터를 저장하려 한다면 → 1004 이후부터 저장되어있는 모든 데이터를 오른쪽으로 다~~~ 미뤄야 함
    2. 메모리의 효율적 관리
      1. 똑같은 데이터를 여러번 저장해야 한다면?
      2. 1만개의 변수를 생성해서 모든 변수에 숫자 1을 할당하는 상황을 가정하면 모든 변수를 별개로 인식한다고 한다면, 1만개의 변수 공간을 확보해야 함
        1. 바로 대입하는 case) 숫자형은 8 바이트 고정?
          1. 1만개 8byte = 8만 byte
        2. 변수 영역에 별도 저장 case)
          1. 변수 영역 : 2바이트 1만개 = 2만바이트
          2. 데이터 영역 : 8바이트 1개 = 8바이트
          3. 총 : 2만 8바이트

(4) 기본형 데이터와 참조형 데이터

  1. 메모리를 기준으로 다시한번 생각해보는 두 가지 주요 개념

    1. 변수 vs 상수
      1. 변수 : 변수 영역 메모리를 변경할 수 있음
      2. 상수 : 변수 영역 메모리를 변경할 수 없음
    2. 불변하다 vs 불변하지 않다
      1. 불변하다 : 데이터 영역 메모리를 변경할 수 없음
      2. 불변하지 않다 : 데이터 영역 메모리를 변경할 수 있음

  2. 불변값과 불변성(with 기본형 데이터)

    // a라는 변수가 abc에서 abcdef가 되는 과정을 통해 불변성을 유추해보자!

// 'abc'라는 값이 데이터영역의 @5002라는 주소에 들어갔다고 가정.
var a = 'abc';

// 'def'라는 값이 @5002라는 주소에 추가되는 것이 아님!
// @5003에 별도로 'abcdef'라는 값이 생기고 a라는 변수는 @5002 -> @5003
// 즉, "변수 a는 불변하다." 라고 할 수 있음.
// 이 때, @5002는 더 이상 사용되지 않기 때문에 **가비지컬렉터**의 수거 대상이 됨.
a = a + 'def';

  3. 가변값과 가변성(with 참조형 데이터)

    1. 참조형 데이터의 변수 할당 과정

      // 참조형 데이터는 별도 저장공간(obj1을 위한 별도 공간)이 필요!
var obj1 = {
	a: 1,
	b: 'bbb,
};

    1. 기본형 데이터의 변수 할당 과정과 차이점 : 객체의 변수(프로퍼티) 영역의 별도 존재 여부

    2. 참조형 데이터가 불변하지 않다(가변하다)라고 하는 이유

      var obj1 = {
	a: 1,
	b: 'bbb',
};

// 데이터를 변경해봅시다.
obj1.a = 2;
      1. 위에 작성해놓았던 표를 토대로 변경 테스트
      2. 과정은 아래
        1. 변경할 값인 숫자 2를 데이터 영역에서 검색.
        2. 없네요! 2를 새로 추가하고, 해당 주소(ex : @5003)를 obj1을 위한 별도 영역에 갈아껴줌.
      3. 데이터 영역에 저장된 값은 여전히 계속 불변값이지만, obj1을 위한 별도 영역은 얼마든지 변경이 가능. 이것 때문에 참조형 데이터를 흔히, ‘불변하지 않다(=가변하다)’라고 함

    3. 중첩객체의 할당

      자바스크립트에서 중첩객체란, 객체 안에 또 다른 객체가 들어가는 것을 말함. 객체는 배열, 함수 등을 모두 포함하는 상위개념이기 때문에 배열을 포함하는 객체도 중첩객체라고 할 수 있음

      var obj = {
	x: 3,
	arr: [3, 4, 5],
}

// obj.arr[1]의 탐색과정은 어떻게 될까요? 작성하신 표에서 한번 찾아가보세요!

    4. 참조 카운트가 0인 메모리 주소의 처리

      1. 참조카운트란 무엇?

        💡 **객체를 참조하는 변수나 다른 객체의 수를 나타내는 값 참조 카운트가 0인 객체는 더 이상 사용되지 않으므로, 가비지 컬렉터에 의해 메모리에서 제거됩니다.

      2. 가비지컬렉터(GC, Garbage Collector)

        💡 더 이상 사용되지 않는 객체를 자동으로 메모리에서 제거하는 역할. 자바스크립트는 가비지 컬렉션을 수행함으로써 개발자가 명시적으로 메모리 관리를 하지 않아도 되도록 지원. 자바스크립트 엔진에서 내부적으로 수행되며, 개발자는 가비지 컬렉션에 대한 직접적인 제어를 할 수 없음.

  4. 변수 복사의 비교

    우리가 지금까지 작성했던 방법과 상당히 유사.

    // STEP01. 쭉 선언.
var a = 10; //기본형
var obj1 = { c: 10, d: 'ddd' }; //참조형

// STEP02. 복사를 수행
var b = a; //기본형
var obj2 = obj1; //참조형

  5. 복사 이후 값 변경(객체의 프로퍼티 변경)

    기본형과 참조형의 두드러지는 차이는 복사한 후의 값 변경에서 일어남. 

    // STEP01. 쭉 선언을 먼저 해볼께요.
var a = 10; //기본형
var obj1 = { c: 10, d: 'ddd' }; //참조형

// STEP02. 복사를 수행해볼께요.
var b = a; //기본형
var obj2 = obj1; //참조형

b = 15;
obj2.c = 20;

    기본형과 참조형의 변수 복사 시 주요한 절차의 차이점은 다음과 같음

    • 기본형
      • 숫자 15라는 값을 데이터 영역에서 검색 후 없다면 생성
      • 검색한 결과주소 또는 생성한 주소를 변수 영역 b에 갈아끼움
      • a와 b는 서로 다른 데이터 영역의 주소를 바라보고 있기 때문에 영향 없음
    • 참조형
      • 숫자 20이라는 값을 데이터 영역에서 검색 후 없다면 생성
      • 검색한 결과주소 또는 생성한 주소 obj2에게 지정되어 있는 별도 영역(7103~)에 갈아끼움
      • obj1도 똑같은 주소를 바라보고 있기 때문에 obj1까지 변경이 됨
      • 바로 아래와 같은 현상이 생기는 것
        // 기본형 변수 복사의 결과는 다른 값!
a !== b;

// 참조형 변수 복사의 결과는 같은 값!(원하지 않았던 결과😭)
obj1 === obj2;

  6. 복사 이후 값 변경(객체 자체를 변경)

    만약, 객체의 프로퍼티(=속성)에 접근해서 값을 변경하는 것이 아니라 객체 자체를 변경하는 방식으로 값을 바꾼다면 어떨까?

    //기본형 데이터
var a = 10;
var b = a;

//참조형 데이터
var obj1 = { c: 10, d: 'ddd' };
var obj2 = obj1;

b = 15;
obj2 = { c: 20, d: 'ddd'};

    obj2 변수는 참조형 데이터이고, 참조형 데이터의 값을 변경한 것임에도 불고하고 이전 케이스와는 다르게 obj1과는 바라보는 데이터 메모리 영역의 값이 달라졌습니다!

    참조형 데이터가 ‘가변값’이라고 할 때의 ‘가변’은 참조형 데이터 자체를 변경할 경우가 아니라, 그 내부의 프로퍼티를 변경할 때 성립한다고 할 수 있겠네요 👍

(5) 불변 객체

  1. 불변 객체의 정의

    가변하다와 불변하다을 다시 살짝 정리해서 객체를 예로 들면, 객체의 속성에 접근해서 값을 변경하면 가변이 성립 반면, 객체 데이터 자체를 변경(새로운 데이터를 할당)하고자 한다면 기존 데이터는 변경되지 않음. 즉, 불변하다라고 볼 수 있음

  2. 불변 객체의 필요성

    1. 다음 예시는 객체의 가변성에 따른 문제점을 보여주고 있음

      // user 객체를 생성
var user = {
	name: 'wonjang',
	gender: 'male',
};

// 이름을 변경하는 함수, 'changeName'을 정의
// 입력값 : 변경대상 user 객체, 변경하고자 하는 이름
// 출력값 : 새로운 user 객체
// 특징 : 객체의 프로퍼티(속성)에 접근해서 이름을 변경했네요! -> 가변
var changeName = function (user, newName) {
	var newUser = user;
	newUser.name = newName;
	return newUser;
};

// 변경한 user정보를 user2 변수에 할당하겠습니다.
// 가변이기 때문에 user1도 영향을 받게 될거에요.
var user2 = changeName(user, 'twojang');

// 결국 아래 로직은 skip하게 될겁니다.
if (user !== user2) {
	console.log('유저 정보가 변경되었습니다.');
}

console.log(user.name, user2.name); // twojang twojang
console.log(user === user2); // true

    2. 위의 예제를 아래와 같이 개선

      // user 객체를 생성
var user = {
	name: 'wonjang',
	gender: 'male',
};

// 이름을 변경하는 함수 정의
// 입력값 : 변경대상 user 객체, 변경하고자 하는 이름
// 출력값 : 새로운 user 객체
// 특징 : 객체의 프로퍼티에 접근하는 것이 아니라, 아에 새로운 객체를 반환 -> 불변
var changeName = function (user, newName) {
	return {
		name: newName,
		gender: user.gender,
	};
};

// 변경한 user정보를 user2 변수에 할당하겠습니다.
// 불변이기 때문에 user1은 영향이 없어요!
var user2 = changeName(user, 'twojang');

// 결국 아래 로직이 수행되겠네요.
if (user !== user2) {
	console.log('유저 정보가 변경되었습니다.');
}

console.log(user.name, user2.name); // wonjang twojang
console.log(user === user2); // false 👍

    3. 위 방법이 과연 최선?
      다음과 같은 문제점이 있기 때문.

      • changeName 함수는 새로운 객체를 만들기 위해 변경할 필요가 없는 gender 프로퍼티를 하드코딩으로 입력했어요 ⇒ 만일 이러한 속성이 10개라면? 🥲
      • 따라서, 다음 제시하는 얕은 복사의 방법을 제시!

  3. 더 나은 방법 : 얕은 복사

    1. 패턴과 적용

      //이런 패턴은 어떨까요?
var copyObject = function (target) {
	var result = {};

	// for ~ in 구문을 이용하여, 객체의 모든 프로퍼티에 접근할 수 있습니다.
	// 하드코딩을 하지 않아도 괜찮아요.
	// 이 copyObject로 복사를 한 다음, 복사를 완료한 객체의 프로퍼티를 변경하면
	// 되겠죠!?
	for (var prop in target) {
		result[prop] = target[prop];
	}
	return result;
}
      //위 패턴을 우리 예제에 적용해봅시다.
var user = {
	name: 'wonjang',
	gender: 'male',
};

var user2 = copyObject(user);
user2.name = 'twojang';

if (user !== user2) {
	console.log('유저 정보가 변경되었습니다.');
}

console.log(user.name, user2.name);
console.log(user === user2);

  4. 얕은 복사 vs 깊은 복사

    ✓ 이 패턴도 여전히 문제가 있을까?

    왜냐면, 중첩된 객체에 대해서는 완벽한 복사를 할 수 없기 때문이에요. 이것이 얕은 복사의 한계.

    1. 얕은 복사 : 바로 아래 단계의 값만 복사(위의 예제)
      문제점 : 중첩된 객체의 경우 참조형 데이터가 저장된 프로퍼티를 복사할 때, 주소값만 복사

    2. 깊은 복사 : 내부의 모든 값들을 하나하나 다 찾아서 모두 복사하는 방법

    3. 중첩된 객체에 대한 얕은 복사 살펴보기

      var user = {
	name: 'wonjang',
	urls: {
		portfolio: 'http://github.com/abc',
		blog: 'http://blog.com',
		facebook: 'http://facebook.com/abc',
	}
};

var user2 = copyObject(user);

user2.name = 'twojang';

// 바로 아래 단계에 대해서는 불변성을 유지하기 때문에 값이 달라지죠.
console.log(user.name === user2.name); // false

// 더 깊은 단계에 대해서는 불변성을 유지하지 못하기 때문에 값이 같아요.
// 더 혼란스러워 지는거죠 ㅠㅠ
user.urls.portfolio = 'http://portfolio.com';
console.log(user.urls.portfolio === user2.urls.portfolio); // true

// 아래 예도 똑같아요.
user2.urls.blog = '';
console.log(user.urls.blog === user2.urls.blog); // true

    4. 결국, ser.urls 프로퍼티도 불변 객체로 만들어야함.

    5. 중첩된 객체에 대한 깊은 복사 살펴보기

      var user = {
	name: 'wonjang',
	urls: {
		portfolio: 'http://github.com/abc',
		blog: 'http://blog.com',
		facebook: 'http://facebook.com/abc',
	}
};

// 1차 copy
var user2 = copyObject(user);

// 2차 copy -> 이렇게까지 해줘야만 해요..!!
user2.urls = copyObject(user.urls);

user.urls.portfolio = 'http://portfolio.com';
console.log(user.urls.portfolio === user2.urls.portfolio);

user2.urls.blog = '';
console.log(user.urls.blog === user2.urls.blog);

    6. 결론 : 객체의 프로퍼티 중, 기본형 데이터는 그대로 복사 + 참조형 데이터는 다시 그 내부의 프로퍼티를 복사 ⇒ 재귀적 수행!

      💡 **재귀적으로 수행한다?** ⇒함수나 알고리즘이 자기 자신을 호출하여 반복적으로 실행되는 것

    7. [결론]을 적용한 코드 —> 완벽히 다른 객체를 반환.

      var copyObjectDeep = function(target) {
	var result = {};
	if (typeof target === 'object' && target !== null) {
		for (var prop in target) {
			result[prop] = copyObjectDeep(target[prop]);
		}
	} else {
		result = target;
	}
	return result;
}

      이렇게 되면, 우리가 그토록 원하던 ‘깊은 복사’를 완벽하게 구현할 수 있음.

      //결과 확인
var obj = {
	a: 1,
	b: {
		c: null,
		d: [1, 2],
	}
};
var obj2 = copyObjectDeep(obj);

obj2.a = 3;
obj2.b.c = 4;
obj2.b.d[1] = 3;

console.log(obj);
console.log(obj2);

    8. 마지막 방법! JSON(=**JavaScript Object Notation)을 이용하는 방법**도 존재. 하지만 완벽한 방법은 아님 간략히 장/단점을 정리

      장점:

      • JSON.stringify() 함수를 사용하여 객체를 문자열로 변환한 후, 다시 JSON.parse() 함수를 사용하여 새로운 객체를 생성하기 때문에, 원본 객체와 복사본 객체가 서로 독립적으로 존재. 따라서 복사본 객체를 수정해도 원본 객체에 영향을 미치지 않음.
      • JSON을 이용한 깊은 복사는 다른 깊은 복사 방법에 비해 코드가 간결하고 쉽게 이해할 수 있음.

      단점:

      • JSON을 이용한 깊은 복사는 원본 객체가 가지고 있는 모든 정보를 복사하지 않음. 예를 들어, 함수나 undefined와 같은 속성 값은 복사되지 않음.
      • JSON.stringify() 함수는 순환 참조(Recursive Reference)를 지원하지 않음. 따라서 객체 안에 객체가 중첩되어 있는 경우, 이 방법으로는 복사할 수 없슴.

      따라서 JSON을 이용한 깊은 복사는 객체의 구조가 간단하고, 함수나 undefined와 같은 속성 값이 없는 경우에 적합한 방법. 만약 객체의 구조가 복잡하거나 순환 참조가 있는 경우에는 다른 깊은 복사 방법을 고려해야함.

(6) undefined와 null

둘 다 없음을 나타내는 값. 하지만 미세하게 다르고, 그 목적 또한 다름.

  1. undefined

    1. 사용자(=개발자)가 직접 지정할 수도 있지만 일반적으로는 자바스크립트 엔진에서 값이 있어야 할 것 같은데 없는 경우, 자동으로 부여. 다음 케이스를 생각하면 됨

      1. 변수에 값이 지정되지 않은 경우, 데이터 영역의 메모리 주소를 지정하지 않은 식별자에 접근할 때
      2. .이나 []로 접근하려 할 때, 해당 데이터가 존재하지 않는 경우
      3. return 문이 없거나 호출되지 않는 함수의 실행 결과
      var a;
console.log(a); // (1) 값을 대입하지 않은 변수에 접근

var obj = { a: 1 };
console.log(obj.a); // 1
console.log(obj.b); // (2) 존재하지 않는 property에 접근
// console.log(b); // 오류 발생

var func = function() { };
var c = func(); // (3) 반환 값이 없는 function
console.log(c); // undefined

    2. 2가지 역할을 가진 undefined, 헷갈림 그리고 위험!

      1. 지금 undefined로 나오는 이 변수가, 필요에 의해 할당한건지 자바스크립트 엔진이 반환한건지 어떻게 알지? → 구분할 수 없음.
      2. ‘없다’를 명시적으로 표현할 때는 undefined를 사용하지 말자!
  2. null

    1. 용도 : ‘없다’를 명시적으로 표현할 때

    2. 주의 : typeof null

      typeof null이 object인 것은 유명한 javascript 자체 버그.

      var n = null;
console.log(typeof n); // object

//동등연산자(equality operator)
console.log(n == undefined); // true
console.log(n == null); // true

//일치연산자(identity operator)
console.log(n === undefined);
console.log(n === null);

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TAEJUN BAEK(개발자 백태준)
𝙸 𝚊𝚖 𝚊 𝚌𝚞𝚛𝚒𝚘𝚞𝚜 𝚍𝚎𝚟𝚎𝚕𝚘𝚙𝚎𝚛 𝚠𝚑𝚘 𝚎𝚗𝚓𝚘𝚢𝚜 𝚍𝚎𝚏𝚒𝚗𝚒𝚗𝚐 𝚊 𝚙𝚛𝚘𝚋𝚕𝚎𝚖. 🇰🇷👩🏻‍💻
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