4.1 변수란 무엇인가? 왜 필요한가?

변수는 데이터를 다룬다. 아무리 복잡한 애플리케이션이라도 데이터의 I/O를 처리하는 것이 전부다.
변수는 프로그래밍 언어에서 데이터를 관리하기 위한 핵심 개념이다.

10 + 20

위 식을 사람이 계산하기 위해서는 10, 20, + 를 알아야 한다. 컴퓨터(= 자바스크립트 엔진)도 사람과 유사하게 자바스크립트 코드를 실행하기 때문에 10, 20, + 의 의미를 알고 있어야 하며, 10 + 20 이라는 표현식의 의미로 해석(파싱)할 수 있어야 한다.

자바스크립트 엔진이 10 + 20이라는 식을 해석하면 + 연산을 수행하기 위해 + 연산자의 좌변과 우변의 숫자값, 즉 피연산자(operand)를 기억한다. 컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

메모리(Memory)란?
데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀(cell)의 집합체
메모리 셀 하나의 크기는 1byte(8bit)이며 컴퓨터는 메모리 셀의 크기 단위로 데이터를 저장하거나 읽는다.
메모리의 각 셀은 메모리 주소(memory address)라는 고유 값을 가지는데,
이는 메모리 공간의 위치를 의미하며 0부터 시작해 메모리의 크기만큼 정수로 표현된다.

컴퓨터는 모든 데이터를 2진수로 처리하기 때문에 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류와 상관없이 모두 2진수로 저장된다. 위 예제에서 숫자인 10과 20은 메모리 상 임의의 위치(메모리 주소)에 저장되고, CPU는 이 값을 읽어 연산을 수행한다. 연산 결과로 생성된 숫자 30도 메모리 상 임의의 위치에 저장된다.

여기서 CPU가 연산해서 만들어낸 숫자값 30을 재사용할 수 없는 문제가 발생한다.
10 + 20 을 연산했다는 것은 연산 결과가 필요하고, 만약 연산 결과를 재사용하고 싶다면 메모리 주소를 통해 연산 결과 30이 저장된 메모리 공간에 직접 접근하는 것 외에는 방법이 없다.

그러나 메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하는 것은 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 높은 위험한 일이다.
따라서 자바스크립트는 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다.

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공한다.

변수란(Variable)?
하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체
또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름

즉 변수란 간단히 말해 프로그래밍 언어에서 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름이다. 변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 저장된 메모리 주소로 치환되어 실행된다. 따라서 개발자가 직접 메모리 주소에 관여하지 않고도 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.

var result = 10 + 20;

10 + 20 연산을 통해 새로운 값 30을 생성한다. 그리고 그 값은 메모리 공간에 저장된다.
이 때 메모리 공간에 저장된 값 30을 다시 읽어 재사용할 수 있도록 상징적인 이름을 붙인 것이 '변수'이다.

이 고유한 이름을 변수 이름 또는 변수명이라고 하며, 변수에 저장된 값을 변수 값이라고 한다.
변수에 값을 저장하는 것을 할당(assignment)이라고 하며 대입이나 저장이라고 할 수도 있다.
변수에 저장된 값을 읽어들이는 것을 참조(reference)라고 한다.

변수는 사람이 이해할 수 있는 언어로 명명해 변수에 저장된 값의 의미를 명확히 파악할 수 있도록 하는 것이 좋다. 따라서 좋은 이름, 변수에 저장된 값의 의미를 파악할 수 있는 변수 이름이 가독성을 높여준다.

코드는 컴퓨터에게 내리는 명령이지만 개발자를 위한 문서이기도 하며 개발자의 의도를 나타내는 명확한 네이밍은 코드를 이해하기 쉽게 만든다. 그리고 이는 협업과 품질 향상에 도움을 주기 때문에 변수 이름을 심사숙고해서 지어야 한다.

4.2 식별자

식별자(Identifier)란?
어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름

변수 이름은 식별자라도도 한다. 사람을 이름으로 구별하는 것처럼 값도 식별자로 구별할 수 있다.

값은 메모리 공간에 저장되어 있기 때문에 식별자는 메모리 공간에 저장된 어떤 값을 구별해서 식별해낼 수 있어야 한다. 이를 위해 식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소를 기억한다.

식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하기 때문에 식별자로 값을 구별해서 식별한다는 것은 식별자가 기억하고 있는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 저장된 값에 접근할 수 있다는 의미이다. 즉, 식별자는 메모리 주소에 붙은 이름이라고 할 수 있다.

식별자는 변수 이름에만 국한된 것이 아닌 함수, 클래스 등의 이름도 포함된다.
즉, 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 모든 이름을 식별자라고 부른다.

변수, 함수, 클래스 등의 이름과 같은 식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며,
선언(declaration)에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알린다.

4.3 변수 선언

변수 선언(Variable Declaration)이란?
변수를 생성하는 것을 말한다. 값을 저장하기 위해 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결(name binding)하여 값을 저장할 수 있게 준비한다.

변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 해제(release)되기 전까지 누구도 사용할 수 없으므로 안전하게 보호된 채 사용할 수 있다.

변수를 사용하기 위해서는 반드시 변수 선언이 필요하며,var , let, const 키워드를 사용한다.
let, const 키워드는 ES6에서 도입되었다.

var

var score;

var 키워드는 뒤에 오는 변수 이름으로 새로운 변수를 선언할 것을 지시하는 키워드이다.
위 선언문은 메모리에 변수 이름을 등록하고 값을 저장할 메모리 공간을 확보한다.

키워드(keyword)란?
자바스크립트 엔진이 수행할 동작을 규정한 일종의 명령어
자바스크립트 엔진은 키워드를 만나면 자신이 수행해야 할 약속된 동작을 수행한다.

변수 선언 후 값을 할당하지 않았기 때문에 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간이 비어있을 것이라고 생각할 수 있으나 해당 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined 라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화된다. 이것이 자바스크립트의 독특한 특징이다.

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 아래 2단계에 걸쳐 수행한다.

• 선언 : 변수 이름을 ㄷ응록하여 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알려준다.
• 초기화 : 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined 를 할당해 초기화한다.

var 키워드를 사용한 변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행된다.

var score; 는 선언 단계를 통해 변수 이름 score를 등록하고, 초기화 단계를 통해 score 변수에 암묵적으로 undefined 를 값을 할당한다. 초기화란 일반적으로 변수가 선언된 이후 최초 값을 할당하는 것을 말하지만, var 로 선언한 변수는 어떤 값을 할당하지 않아도 undefined 값을 가진다.

만약 초기화 단계를 거치지 않으면 확보된 메모리 공간에는 이전에 사용했던 값이 남아있을 수 있다. 이것을 쓰레기 값(Garbage Value)이라고 한다. 따라서 메모리 공간을 확보한 다음, 값을 할당하지 않은 상태에서 변수 값을 참조하면 쓰레기 값이 나올 수 있다. 그러나 var 키워드는 암묵적으로 초기화를 수행하므로 이러한 위험으로부터 안전하다.

실행 컨텍스트(Execution Context)란?
모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 관리하는 영역으로, 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다. 변수 이름과 값은 실행 컨텍스트 내에서 key-value 형태의 객체로 등록되어 관리된다.

변수를 포함한 모든 식별자를 사용하기 위해서는 반드시 선언이 필요하다.
만약 선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError(참조 에러)가 발생한다.

ReferenceError(참조 에러)란?
식별자를 통해 값을 참조하려고 했지만 자바스크립트 엔진이 등록된 식별자를 찾을 수 없어 발생하는 에러

4.4 변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(score);
var score;

위 코드는 변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 앞에 위치한다.

자바스크립트 코드는 인터프리터에 의해 한 줄씩 순차적으로 실행되므로 console.log(score); 가 먼저 실행되고 그 다음에 있는 코드를 실행한다. 따라서 console.log(score); 실행 시점에는 score 변수의 선언이 실행되지 않았으므로 참조 에러가 발생할 것처럼 보여지지만 그렇지 않고 undefined 가 출력된다.

왜냐하면 변수 선언이 런타임 시점(소스 코드가 한 줄씩 실행되는 시점)이 아니라, 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

자바스크립트 엔진은 코드를 순차적으로 실행하기 이전에 소스코드 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 이 평가 과정에서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 먼저 실행한다. 그리고 평가 과정이 끝나면 선언문을 제외한 모든 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다.

자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드 어디에 위치하는지 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행한다.
따라서 변수 선언의 위치와 상관없이 어디서든지 변수를 참조할 수 있다.

이처럼 변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 호이스팅(hoisting)이라고 한다.

변수 뿐 아니라 var, let, const, function, class 키워드를 사용해 선언하는 모든 식별자는 호이스팅되며, 런타임 이전 단계에서 먼저 실행된다.

4.5 값의 할당

var score;
score = 80;

변수에 값을 할당(assignment)할 때는 할당 연산자(=)를 사용한다.
할당 연산자는 좌변의 변수에 우변의 값을 할당한다.

var score = 80;

위와 같이 하나의 문(statement)으로 단축하여 표현할 수 있다.
단축하여 표현해도 자바스크립트 엔진은 변수 선언과 값의 할당을 2개의 문으로 나누어 각각 실행한다.

주의할 점은 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점이 다르다는 것이다.
변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 '먼저' 실행되지만,
값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 런타임에 실행된다.

console.log(score);   // undefined

var score;
score = 80;

console.log(score);   // 80

따라서 score 변수에 값을 할당하는 시점에는 이미 변수 선언이 완료된 상태이며 undefined 로 초기화되어 있다. 그리고 변수에 값을 할당하면 undefined 에서 새롭게 할당한 숫자 값 80 으로 변경된다.

console.log(score);   // undefined

var score = 80;

console.log(score);   // 80

하나의 문장으로 단축 표현해도 2개의 실행문으로 나눈 것과 동일하게 동작한다.
변수에 undefined 가 할당되어 초기화되는 것은 변함이 없다.

하지만 기존에 undefined 가저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 공간에 새로운 값을 저장하는 것이 아니라, 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 공간에 할당 값 80을 저장한다.

console.log(score);   // undefined

score = 80;
var score;

console.log(score);  // ?

위 코드에서도 변수의 선언은 호이스팅되어 먼저 선언이 되었기 때문에 첫 번째 출력에서는 undefined로, 두 번째 출력에서는 재할당된 값인 80이 출력된다.

4.6 값의 재할당

재할당이란?
이미 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 다시 할당하는 것

var score = 80;
score = 90;

var 키워드는 변수를 재할당할 수 있다. var 키워드로 선언한 변수는 선언과 동시에 undefined 로 초기화되기 때문에 엄밀히 말하자면 변수에 처음으로 값을 할당하는 것도 재할당이라고 할 수 있다.

재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경한다. 그래서 '변수(variable)'이다.
만약 값을 재할당할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면, 그것은 '상수(constant)'이다.
상수는 한 번 정해지면 변하지 않는 값으로, 한 번만 할당할 수 있는 변수이다.

const 키워드
ES6에서 도입된 const 키워드를 사용해 변수를 선언하면 해당 변수는 재할당이 금지된다.
즉, 단 한번만 할당할 수 있는 상수를 표현할 수 있다.

위 코드에서 현재 score 변수의 값은 90이다. 이전 값인 undefined와 80은 어떤 변수도 값으로 가지고 있지 않다. 다시 말해 어떤 식별자와도 연결되어 있지 않다. 따라서 이 값들은 더이상 필요하지 않은 값들이다.

이러한 불필요한 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제된다. 단, 언제 해제될지는 예측할 수 없다.

가비지 콜렉터(Garbage Collector)란?
애플리케이션이 할당한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제하는 기능
자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로, 가비지 콜렉터를 통해 메모리 누구(memory leak)을 방지한다.

언매니지드(unmanaged)와 매니지드(managed) 언어
프로그래밍 언어는 메모리 관리 방식에 따라 언매니지드 언어와 매니지드 언어로 분류할 수 있다.

• 언매니지드 언어: 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제하기 위해 malloc(), free()와 같은 저수준 메모리 제어 기능을 제공한다. 메모리 제어를 개발자가 주도할 수 있으므로 개발자 역량에 따라 최적화의 성능을 확보할 수 있지만 그 반대의 경우 치명적 오류를 생성한 가능성도 있다. (C언어 등)
• 매니지드 언어 : 메모리 할당 및 해제를 위한 메모리 관리 기능을 언어 차원에서 담당하고 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다. 더이상 사용하지 않는 메모리 해제는 가비지 콜렉터가 수행하며 이 또한 개발자가 관여할 수 없다. 매니지드 언어는 개발자 역량에 의존하는 부분이 상대적으로 작아 어느 정도 일정한 생산성을 확보할 수 있는 장점이 있지만 성능 면에서 어느 정도의 손실을 감수해야 한다. (JavaScript 등)

4.7 식별자 네이밍 규칙

식별자(Identifier)는 다음과 같은 네이밍 규칙을 준수해야 한다.

• 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 달러 기호($)를 포함할 수 있다.
• 식별자의 첫 글자로 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어(_), 달러 기호($)를 사용할 수 있으나 숫자 사용은 허용하지 않는다.
• 예약어는 식별자로 사용할 수 없다.

예약어(reserved word)란?
프로그래밍 언어에서 사용되고 있거나 사용 예정인 단어로, 자바스크립트에는 다음과 같은 예약어가 있다.

• await, break, case, catch, class, const, continue, debugger, default, delete, do, else, enum, export, extends, false, finlly, for, function, if, implements, import, in, instanceof, interface, let, new, null, package, private, protected, public, return, super, static, switch, this, throw, ture, try, typeof, var, void, while, with, yield*...

변수 이름도 식별자이므로 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
예를 들어 다음과 같은 식별자는 변수 이름으로 사용할 수 있다.

var person, $elem, _name, first_name, val1;
var 한글, 日本語

변수는 쉼표(,)로 구분해 하나의 문에서 여러 개를 한 번에 선언할 수 있으나 가독성이 나빠지므로 권장하지 않는다. 더불어 ES5부터 식별자를 만들 때 유니코드 문자를 허용하므로 알파벳 외 한글이나 일본어도 식별자로 사용할 수 있다. 그러나 이는 바람직하지 않으므로 권장하지 않는다.

var first-name;  // - 사용 불가
var 1st;         // 첫 글자에 숫자 사용 불가
var this;        // 예약어 사용 불가

위 식별자는 네이밍 규칙에 위배되므로 변수 이름으로 사용할 수 없으며 SyntaxError(문법 에러)가 발생한다.

var firstname;
var firstName;
var FIRSTNAME;

자바스크립트는 대소문자를 구별하므로 위 식별자 3가지는 모두 각각 별개의 변수이다.

var x = 3;         // x가 무엇을 의미하는지 알 수 없음
var score = 100;   // score가 점수를 의미함을 알 수 있음 

변수 이름은 변수 존재 목적을 쉽게 이해할 수 있도록 의미를 명확하게 표현해야 한다. 좋은 변수 이름이 코드의 가독성을 높여준다. 변수 선언에 별도 주석이 필요하다면 변수 존재 목적을 명확히 드러내지 못하는 것이다.

var d;
var elapsedTimeInDays;

네이밍 컨벤션(naming convention)은 하나 이상의 영어 단어로 구성된 식별자를 만들 때 가독성을 위해 규정한 명명 규칙이다. 네이밍 컨벤션을 잘 지키면 읽기 좋은 이름을 만들 수 있으며, 아래와 같은 4가지 유형이 자주 사용된다.

• 카멜 케이스 (Camel Case)
• 스네이크 케이스 (Snake Case)
• 파스칼 케이스 (Pascal Case)
• 헝가리언 케이스 (Hungarian Case)

// 카멜 케이스
var firstName;

// 스네이크 케이스
var first_name;

// 파스칼 케이스
var FirstName;

// 헝가리언 케이스
var strFirstName;  // 타입 + 식별자
var $elem = document.getElementById('myId');  // DOM 노드
var observable$ = fromEvent(document, 'click');  // RxJS 옵저버블