📌함수란

함수는 자바스크립트에서 가장 중요한 핵심이다. 함수 말고 다른 자바스크립트의 핵심 개념인 스코프, 실행 컨텍스트 , 클로저 , 생성자 함수에 의한 객체 생성 , 메서드 , this , 프로토타입 , 모듈화 등 대부분의 개념이 함수와 깊은 관련이 있기 때문에 기본개념이자 핵심개념인 함수를 잘 알아야한다
함수는 입력을 받아 출력을 내보내는 일련의 과정을 정의한 것이다

다음 예제는 f(x, y) = x + y를 자바스크립트 함수로 표현한 것이다

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

// f(2, 5) = 7
add(2, 5); // 7

프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문(statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.
프로그래밍 언어의 함수도 입력을 받아서 출력을 내보낸다. 이때
함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수, 입력을 인수 , 출력을 반환값이라고 한다 또한 함수는 값으로써 취급이 된다.(일급객체의 특징)

다음 예제는 함수의 정의와 호출을 표현한 것이다.

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

// 함수 호출
var result = add(2, 5);

// 함수 add에 인수 2, 5를 전달하면서 호출하면 반환값 7을 반환한다.
console.log(result); // 7

함수는 함수 정의를 통해 생성한다 하지만 함수는 정의만으로 실행되지 않는다.
인수를 매개변수를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시해야 한다.
이를 함수 호출라고 한다.

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📌함수를 사용하는 이유

• 코드의 재사용성에 유용
• 유지보수의 편의성을 높임
• 코드의 신뢰성을 높임
• 코드의 가독성을 향상

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📌함수 리터럴

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다.
따라서 숫자 값을 숫자 리터럴로 생성하고, 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다.
(함수 리터럴 === 함수 표현식)

함수 리터럴을 구성하는 요소

• function 키워드
• 함수이름
• 매개변수
• 함수 몸체

함수 리터럴의 구성요소는 다음 표와 같다

함수 리터럴은 값을 생성하기 위한 표기법이다.
함수 리터럴은 평가되어 값을 생성하고, 이 값은 객체다.
함수는 객체다.

하지만 함수와 일반 객체는 다르다.
일반 객체는 호출할 수 없지만, 함수는 호출할 수 있다.

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📌함수정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다.
정의된 함수는 평가되어 함수 객체가 된다.

함수의 정의 방법

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함수 선언문

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

// 함수 참조
// console.dir은 console.log와는 달리 함수 객체의 프로퍼티까지 출력한다.
// 단, Node.js 환경에서는 console.log와 같은 결과가 출력된다.
console.dir(add); // ƒ add(x, y)

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다.
함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다.
크롬 개발자 도구의 콘솔에서 함수 선언문을 실행하면 완료값undefined가 출력된다.
함수 표현식은 표현식이 평가되어 생성된 함수가 출력된다.

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함수 표현식

자바스크립트의 함수는 일급 객체이다.
일급 객체는 값처럼 변수에 할당할 수 있고, 프로퍼티 값이 될수도 있으며, 배열의 요소도 될 수 있다.
이러한 함수의 정의 방식을 함수 표현식이라고 한다.

// 함수 표현식
var add = function (x, y) {
  return x + y;
};

console.log(add(2, 5)); // 7

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함수 선언문과 표현식의 차이

함수 선언문과 함수 표현식차이

• 선언문은 이름을 생략할수 없지만 표현식은 이름을 생략할수 있다.

함수 표현식은 변수에 할당하여 사용하기에 변수를 함수처럼 사용할수 있어 따로 함수 이름이 필요가 없다.

• 호이스팅의 차이
  함수 선언문은 코드(함수 선언문을 포함한) 평가 단계에서 함수 객체 생성.
  함수 표현식은 코드(함수 표현식을 포함한) 실행 단계에서 함수 객체 생성.

❗함수 호이스팅 vs 변수 호이스팅
var키워드를 사용한 변수 선언문과 함수 선언문은 런타임 이전에 엔진에 의해 먼저 실행되어 식별자를 생성하는 점은 동일하다.

하지만, var키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화되고, 함수 선언문은 함수 객체로 초기화 된다.
따라서, var키워드를 사용한 변수는 선언문 이전에 참조하면 undefined로 평가되지만, 함수 선언문은 함수 호이스팅에 의해 호출이 가능하다.

※함수 표현식
함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴. 즉, 문이다.
따라서 변수 선언문과 할당문을 한번에 기술한 표현과 동일하게 동작한다.
변수 선언은 런타임 이전에 실행되어 undefined로 초기화 되고, 변수 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임 시점에 함수 표현식의 함수 리터럴이 평가되어 함수 객체가 변수 할당문의 값이 되어 할당된다.
결과적으로 함수 표현식은 함수 호이스팅이 발생되지 않고 변수 호이스팅만 발생된다.

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Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다.new연산자 없이 호출해도 결과는 동일하다

var add = new Function('x', 'y', 'return x + y');

console.log(add(2, 5)); // 7

Function생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 권장되지 않는다 이유는 클로저가 생성되지 않는다 또한
함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

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화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 function키워드 대신 화살표=>를 사용해 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다.
화살표 함수는 항상 익명함수로 정의한다.

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

화살표 함수는 기존의 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다.

• this 바인딩 방식이 다르다

• prototype 프로퍼티가 없다

• arguments 객체를 생성하지 않는다

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📌함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호()인 함수 호출 연산자로 호출한다.
함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다. 이때 매개변수에 인수가 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행되기 시작한다.

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

// 함수 호출
// 인수 1과 2는 매개변수 x와 y에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행된다.
let result = add(1, 2);

함수 매개변수의 스코프는 함수 내부이다.
따라서 함수 밖에서 매개변수를 찾으려고 하면 에러를 발생시킨다

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

add(2, 5);

// add 함수의 매개변수 x, y는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

함수 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하지 않아도 된다.
인수가 부족하면 할당되지 않은 매개변수는 undefined이고 넘치는 경우 무시된다. 초과되는경우 버려지는것은 아니고 arguments객체의 프로퍼티로 보관된다.

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

console.log(add(2)); // NaN = 2 + undefined
console.log(add(2,3,4)) // 5

// 초과는 버려지지 않고 보관된다.
function add(x, y) {
  console.log(arguments);
  // Arguments(3) [2, 5, 10, callee: ƒ, Symbol(Symbol.iterator): ƒ]

  return x + y;
}

add(2, 5, 10);

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인수 확인

• 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
• 자바스크립트는 동적 타입 언어다. 따라서 자바스크립트 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.

위와 같은 이유로 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인이 필요하다.

1. typeof로 확인하는방법
   런타임에서만 확인이 가능한 단점이 있다
   그래서 타입스크립트같은 정적 타입을 확인할 수 있는 상위 확장 언어를 사용한다.

function add(x, y) {
  if (typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number') {
    // 매개변수를 통해 전달된 인수의 타입이 부적절한 경우 에러를 발생시킨다.
    throw 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.

2.단축평가를 활용해 기본값 할당

function add(a, b, c) {
  a = a || 0;
  b = b || 0;
  c = c || 0;
  return a + b + c;
}

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

3.ES6에 도입된 매개변수 기본값을 사용하기

function add(a = 0, b = 0, c = 0) {
  return a + b + c;
}

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

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매개변수의 최대 개수

• ECMAScript 사양에는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하지 않는다.
• 가장 이상적인 매개변수의 개수는 0개 이다.
• 매개변수는 순서에 의미가 있다.
• 개수가 너무 많으면 유지보수성이 나빠진다.
• 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장한다.
• 많은 매개변수가 필요하다면 객체를 활용하는 것이 유리하다.

jQuery의 ajax에 객체를 인수로 전달하는 예시 코드

$.ajax({
  method: 'POST',
  url: '/user',
  data: { id: 1, name: 'Lee' },
  cache: false
});

함수 외부에서 함수 내부로 객체를 전달하는 경우 함수 내부에서 객체를 변경하면 외부의 객체가 변경되는 부수효과가 발생되니 주의해야한다.

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반환문

함수는return키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다.

function multiply(x, y) {
  return x * y; // 반환문
}

// 함수 호출은 반환값으로 평가된다.
let result = multiply(3, 5);
console.log(result); // 15

함수 호출은 표현식이다.
함수 표현식은 return키워드가 반환한 표현식의 평가 결과, 즉 반환값으로 평가된다.

반환문의 역활

• 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다.
• return키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해서 반환하며 return에 표현식이 없으면 undefined를 반환한다
• 반환문(return)을 생략해도 undefined를 반환한다
• 반환문은 함수 몸체 내부에서만 사용이 가능하다
• return 키워드와 표현식 사이에 줄바꿈이 있을시 세미콜론 자동 삽입 기능으로 다른 결과가 발생할 수 있다

function multiply(x, y) {
  return x * y; // 반환문
  // 1.반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.
  console.log('실행되지 않는다.');
}

console.log(multiply(3, 5)); // 15

// 2.표현식이 없으면 undefined 반환한다
function foo () {
  return;
}

console.log(foo()); // undefined

// 3.반환문을 생략할 시 undefined가 반환된다

function foo () {
  // 반환문을 생략하면 암묵적으로 undefined가 반환된다.
}

console.log(foo()); // undefined

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📌참초에 의한 전달과 외부 상태 변경

원시 값과 객체의 비교’에서 살펴 봤듯이 원시값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달방식으로 동작한다.
함수의 매개변수도 동일하다.

// 매개변수 primitive는 원시값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'Kim';
}

// 외부 상태
let num = 100;
let person = { name: 'Lee' };

console.log(num); // 100
console.log(person); // {name: "Lee"}

// 원시값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조값이 복사되어 전달된다.
changeVal(num, person);

// 원시값은 원본이 훼손되지 않는다.
console.log(num); // 100

// 객체는 원본이 훼손된다.
console.log(person); // {name: "Kim"}

위 예제와 같이 person객체를 매개변수로 전달하면 함수 내부에서 이를 수정할 경우 원본 객체가 변경되는부수 효과가 발생한다.
원시값은 값을 복사해 전달하기 때문에 영향이 없다

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📌다양한 함수 형태

즉시 실행 함수

함수의 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수(IIFE Immediately Invoked Function Expression)
단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.

// 익명 즉시 실행 함수
(function () {
  let a = 3;
  let b = 5;
  return a * b;
}());

// 기명 즉시 실행 함수
(function foo() {
  let a = 3;
  let b = 5;
  return a * b;
}());

foo(); // ReferenceError: foo is not defined

익명함수를 사용하는 것이 일반적이지만 기명함수도 사용할 수 있다.
그룹연산자()내의 기명함수는 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴로 평가되며 함수 이름은 함수 몸체에서만 참조가능하여 호출할 수 없다.
즉시 실행 함수는 반드시 그룹 연산자 ()로 감싸야 한다.

즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환하고 인수도 전달 한다.

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있다.
let res = (function () {
  let a = 3;
  let b = 5;
  return a * b;
}());

console.log(res); // 15

// 즉시 실행 함수에도 일반 함수처럼 인수를 전달할 수 있다.
res = (function (a, b) {
  return a * b;
}(3, 5));

console.log(res); // 15

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재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라고 한다.

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

countdown(10);

// 함수 표현식
let factorial = function foo(n) {
  // 탈출 조건: n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 함수를 가리키는 식별자로 자기 자신을 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);

  // 함수 이름으로 자기 자신을 재귀 호출할 수도 있다.
  // console.log(factorial === foo); // true
  // return n * foo(n - 1);
};

console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

함수 식별자는 factorial이지만 함수 내부에서는 함수 이름foo를 사용해 호출할 수 있다. 당연히 함수 식별자factorial로도 함수 내부에서 호출 가능하다.

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중첩 함수

중첩 함수(nested function)또는 내부 함수(inner function)라 한다. 그리고 중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수(outer function)라 한다.

function outer() {
  let x = 1;

  // 중첩 함수
  function inner() {
    let y = 2;
    // 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다.
    console.log(x + y); // 3
  }

  inner();
}

outer();

ES6부터는 함수 선언문을 if문이나 for문 등의 코드 블록 내에서도 정의할 수 있다.
단 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
중첩 함수는 클로저와 관련이 있다.

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콜백 함수

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고 한다.
매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 한다.

// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 호출한다
function repeat(n, f) {
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    f(i); // i를 전달하면서 f를 호출
  }
}

let logAll = function (i) {
  console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

let logOdds = function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
};

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logOdds); // 1 3

❗고차함수

• 콜백 함수를 전달받은 함수.
• 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성
• 전달받은 콜백함수의 호출 시점을 결정해서 호출
• 콜백 함수에 인수를 전달 가능

익명함수 리터럴로 정의하면서 바로 고차 함수에 전달하는것이 일반적이다

// 익명 함수 리터럴을 콜백 함수로 고차 함수에 전달한다.
// 익명 함수 리터럴은 repeat 함수를 호출할 때마다 평가되어 함수 객체를 생성한다.
repeat(5, function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
}); // 1 3

함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트, Ajax통신, 타이머함수 등)에 활용되는 중요한 패턴이다.

// 콜백 함수를 사용한 이벤트 처리
// myButton 버튼을 클릭하면 콜백 함수를 실행한다.
document.getElementById('myButton').addEventListener('click', function () {
  console.log('button clicked!');
});

// 콜백 함수를 사용한 비동기 처리
// 1초 후에 메시지를 출력한다.
setTimeout(function () {
  console.log('1초 경과');
}, 1000);

모든 콜백 함수가 고차 함수에 의해 호출되는 것은 아니다. setTimeout함수의 콜백 함수는 setTimeout함수가 호출하지 않는다.

배열 고차 함수 예제

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 map
let res = [1, 2, 3].map(function (item) {
  return item * 2;
});

console.log(res); // [2, 4, 6]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 filter
res = [1, 2, 3].filter(function (item) {
  return item % 2;
});

console.log(res); // [1, 3]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 reduce
res = [1, 2, 3].reduce(function (acc, cur) {
  return acc + cur;
}, 0);

console.log(res); // 6

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순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 예제

let count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태

// 순수 함수 increase는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환한다.
function increase(n) {
  return ++n;
}

// 순수 함수가 반환한 결과값을 변수에 재할당해서 상태를 변경
count = increase(count);
console.log(count); // 1

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

순수함수의 특징

• 부작용이 없다
  -순수 함수는 외부 변수에 종속되지 않으며, 외부 상태를 변경하지 않는다. 따라서 순수 함수는 부작용이 없는 함수이다.

• 입력만이 결과에 영향을 미친다
  -동일한 입력이 주어지면 항상 동일한 결과를 반환한다.즉, 함수의 결과는 오로지 입력 값에 의존하며, 외부 상태에 영향을 받지 않는다.

• 가변성이 없다
  -함수 내부에서 가변적인 상태를 변경하지 않는다. 즉, 함수가 실행되는 동안 내부 상태가 변하지 않는다.

• 참조 투명성
  -참조 투명성이란 함수의 결과가 함수를 호출하는 위치에 따라 달라지지 않는 특성을 의미한다.

비순수 함수 예제

let count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태: increase 함수에 의해 변화한다.

// 비순수 함수
function increase() {
  return ++count; // 외부 상태에 의존하며 외부 상태를 변경한다.
}

// 비순수 함수는 외부 상태(count)를 변경하므로 상태 변화를 추적하기 어려워진다.
increase();
console.log(count); // 1

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

비순수 함수의 특징

• 부작용이 있다
  비순수 함수는 외부 변수에 의존하거나, 외부 상태를 변경하는 등 부작용이 발생할 수 있다. 파일 시스템이나 데이터베이스와 같은 외부 자원에 접근할 수 있다.

• 입력 이외의 요소에 의존
  함수의 결과는 입력뿐만 아니라 외부 상태나 시간 등 다양한 요소에 영향을 받을 수 있다.

• 가변성을 포함할 수 있다.
  함수 내부에서 가변적인 상태를 변경할 수 있다. 이는 전역 변수의 수정 또는 외부 자원의 변경을 포함할 수 있다.

매개변수를 통해 객체를 전달받으면 비순수 함수가 된다.
순수 함수를 사용하는 것이 좋다.

함수형 프로그래밍은 외부 상태를 변경하는 부수효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.

함수형 프로그래밍은 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고, 프로그램의 안정성을 높이는 노력의 일환이다.