모던자바스크립트 DeepDive - 12.함수 - 다양한 함수의 형태

다양한 함수의 형태

즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수

단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없음

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

그룹 연산자 (…) 내의 기명 함수는 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴로 평가되며 함수 이름은 함수 몸체에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 다시 호출할 수 없다. 그래서 일반적으로 익명 함수를 사용한다.

그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가되므로 기명 또는 무명 함수를 그룹 연산자로 감싸면 함수 리터럴로 평가되어 함수 객체가 된다.

console.log(typeof function f() {}); // function
console.log(typeof function () {}); // function

즉, 그룹 연산자로 함수를 묶은 이유는 먼저 함수 리터럴을 평가해서 함수 객체를 생성하기 위해서다.

따라서 먼저 함수 리터럴을 평가해서 함수 객체를 생성할 수 있다면 그룹 연산자 이외의 연산자를 사용할 수 있다.

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

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

!(function () {
  // ...
})() 

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

재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라 한다. 재귀 함수는 자기 자신을 호출하는, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.

재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용한다.

// 반복문 사용
function countdown(n) {
  for (let i = n; i >= 0; i--) console.log(i);
}

countdown(10);

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

countdown(10);

팩토리얼 또한 재귀 함수로 구현할 수 있다.

// 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다.
// n! = 1 * 2 * ... * (n-1) * n
function factorial(n) {
  // 탈출 조건 : n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);
}

console.log(factorial(5));

함수 표현식으로 정의한 함수 내부에서는 함수를 가리키는 식별자로도 재귀 호출할 수 있다. 단, 함수 외부에서 호출할 때는 반드시 식별자로 해야 한다.

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

  // 함수 이름으로도 호출할 수 있다.
  // console.log(factorial === foo) // true
  // return n * foo(n - 1)
};

console.log(factorial(5));

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출하기 때문에 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. 탈출 조건이 없으면 함수가 무한 호출되어 스택 오버플로 에러가 발생한다.

대부분의 재귀 함수는 for문이나 while문으로 구현 가능하다. 위 예제를 반복문으로 구현하면

function factorial(n) {
  if (n <= 1) return 1;

  let res = n;
  while (--n) res *= n;
  return res;
}

console.log(factorial(5));

재귀 함수는 반복문을 사용하는 것보다 재귀 함수를 사용하는 편이 더 직관적으로 이해하기 쉬울 때만 한정적으로 사용하는 것이 바람직하다.

중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 또는 내부 함수라 한다.

중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수이다. 중첩 함수는 외부 함수 내에서만 호출 가능하다.

일반적으로 중첩 함수는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할을 한다.

function outer() {
  let x = 1;

  function inner() {
    let y = 2;
    console.log(x + y);
  }

  inner();
}

outer();

ES6부터 함수 정의는 문이 위치할 수 있는 문맥이라면 어디든 가능하다.

함수 선언문의 경우 ES6부터는 if문이나 for문 등의 코드 블록 내에서도 정의할 수 있다.

단, 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 if문, for문 등의 코드블록에서 함수 선언문을 통해 함수를 정의하는 것은 바람직하지 않다. 중첩 함수는 스코프와 클로저에 깊은 관련이 있다.

콜백 함수

어떤 일을 반복하는 repeat 함수를 정의해보자.

function repeat(n) {
  for (let i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}

repeat(5);

repeat 함수는 console.log(i)에 강하게 의존하고 있어 다른 일을 할 수 없다. 따라서 repeat 함수 반복문 내부에서 다른 일을 하고 싶다면 함수를 새롭게 정의해야 한다.

// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat1(n) {
  for (let i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}

repeat1(5);

// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat2(n) {
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    if (i % 2) console.log(i);
  }
}

repeat2(5);

위 예제의 함수들은 일부분만이 다르기 때문에 매번 함수를 새롭게 정의해야 한다.

이것은 함수의 변하지 않는 공통 로직을 미리 정의해두고, 경우에 따라 변경되는 로직은 추상화해서 함수 외부에서 내부로 전달하는 것으로 해결할 수 있다.

// f를 n만큼 반복 호출한다.
function repeat(n, f) {
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    f(i);
  }
}

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

repeat(5, logAll);

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

repeat(5, logOdds);

자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 함수의 매개변수를 통해 함수를 전달할 수 있다.

이처럼 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고 하며, 매개 변수를 통해 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 한다.

고차함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다. 다시 말해, 콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다. 따라서 콜백 함수를 전달할 때 호출하지 않고 함수 자체를 전달해야 한다.

콜백함수는 함수형 프로그래밍 패러다임 뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴이다.

// 콜백 함수를 사용한 이벤트 처리
// myButton 버튼을 클릭하면 콜백 함수를 실행한다.

document.addEventListener('myButton').addEventListener('click', () => {
  console.log('clicked!');
});

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

콜백 함수는 배열 고차 함수에서도 사용된다.

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

console.log(res);

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

console.log(res);

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

console.log(res);

순수 함수와 비순수 함수

함수형 프로그래밍에서는 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수를 순수 함수라고 하고, 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수를 비순수 함수라고 한다.

순수 함수는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수다. 어떤 외부 상태에도 의존하지 않고 오직 매개변수를 통해 전달된 인수에게만 의존해 값을 생성하고 반환한다.

외부 상태에 의존하는 함수는 외부 상태에 따라 반환값이 달라진다. 외부 상태에는 전역 변수, 서버 데이터, 파일, console, DOM 등이 있다. 함수 내부 상태에만 의존하더라도 현재 시간처럼 호출될 때마다 변화하면 순수 함수가 아니다.

인수를 전달받지 않는 순수함수는 언제나 동일한 값을 반환하므로 상수와 마찬가지다. 따라서 그다지 의미가 없다. 또 순수 함수는 인수를 변경하지 않는 것이 기본이다. 인수의 불변성을 유지한다.

또 외부 상태를 변경하지도 않는다.

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

반대로 외부 상태에 의존하는 함수를 비순수 함수라고 한다.

비순수 함수는 함수의 외부 상태를 변경하는 부수 효과(side effect)가 있다.

let count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태

// 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

함수 내부에서 외부 상태를 직접 참조하지 않더라도 매개변수를 통해 객체를 전달 받으면 비순수 함수가 된다.

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워지기 때문에, side effect가 없는 순수 함수를 사용하는 것이 좋다.

함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.