[딥다이브] 12장 함수

N·2023년 6월 13일

JavaScript 딥다이브 스터디

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함수란?

프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것
함수 내부로 입력을 전달 받는 변수를 매개변수, 입력을 인수, 출력을 반환값이라고 한다. 또한 함수는 값이며, 여러개 존재할 수 있으므로 여러 함수를 구별하기 위해 식별자인 함수 이름을 사용할 수 있다.
함수는 함수 정의를 통해 생성한다.
함수 호출 : 미리 정의된 일련의 과정을 실행하기 위해 필요한 입력, 즉 인수를 매개변수를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시하는 것. 함수를 호출하면 코드 블록에 담긴 문들이 일괄적으로 실행되고, 실행결과 즉 반환값을 반환한다.

함수를 사용하는 이유

함수는 필요할 때 여러번 반복할 수 있다. 즉 실행시점을 개발자가 결정할 수 있고 몇번이든 재사용이 가능하다.
동일한 작업을 반복해야 한다면 함수는 몇번이고 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측면에서 매우 유용하다.
함수를 사용하지 않고 같은 코드를 중복해서 여러 번 작성하면 그 코드를 수정해야 할 때 중복된 횟수만큼 그 코드를 수정해야 한다. 그리고 이 과정에서 실수가 발생할 확률이 높아진다. 따라서 함수를 사용하면 코드의 중복을 억제하고 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다
함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 이름(식별자)을 붙일 수 있다. 적절한 함수 이름은 함수의 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 돕는다. 이는 코드의 가독성을 높인다.

함수 리터럴

리터럴: 사람이 이해할 수 있는 문자 또는 약속된 기호를 사용해 값을 생성하는 표기 방식
자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 숫자 값은 숫자 리터럴로 생성하고, 객체는 객체 리터럴로 생성하는 것 처럼 함수도 함수 리터럴로 생성이 가능하다.
함수는 객체지만 일반 객체와 다르다. 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다. 그리고 일반 객체에는 없는 함수 객체만의 고유의 프로퍼티를 가지고 있다.
함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.

함수 정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다. 정의된 함수는 자바스크립트 엔진에 의해 평가되어 함수 객체가 된다.
함수를 정의하는 방법 4가지
- 변수는 선언한다고 했지만 함수는 정의한다고 하는 이유
  -> 함수 선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되고 함수 객체가 할당되기 때문
- 함수 선언문
```
function add () {
  // ...생략
  return;
}
```
- 함수 표현식
```
var bada = function () {
// ...생략
  return;
};
```
- function 생성자 함수
```
var add = new function ('x',  'y', 'return x+y');
```
- 화살표 함수
```
			var add = (x, y) => return x+y;
			```
   
```
함수 선언문
- 함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 단, 함수 선언문은 이름을 생략할 수 없으나 함수 리터럴은 생략이 가능하다.
- 함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 표현식이 아닌 문은 변수에 할당할 수 없다.
- 기명함수 리터럴은 중의적인 문이다. 자바스크립트 엔진은 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 함수 선언문으로 해석 하기도 하고 함수 표현식으로 해석 하기도 한다.
- 자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성하고, 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 식별자를 암묵적으로 생성하고 거기에 함수 객체를 할당한다.
- 함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출한다.

// 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가될 수 있는 평가식이어야 한다. 
// 따라서 bar는 함수 선언문으로 해석되지 않고 함수 리터럴 표현식으로 평가된다.
(function bar() { console.log('bar')})
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

함수 표현식
- 일급 객체: 자바스크립트의 함수는 값처럼 변수에 할당할 수도 있고, 매개변수로 전달될 수 있으며, 다른 함수의 결과로서 리턴될 수 있다. 또한 프로퍼티의 값이 될 수도 있고, 배열의 요소가 될 수도 있다. 이처럼 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라고 한다(출처 https://ko.wikipedia.org/wiki/일급객체). 자바스크립트에서 함수는 일급 객체다.
- 함수가 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체는 변수에 할당할 수 있다. 이러한 함수의 정의 방식을 함수 표현식이라고 한다.
- 함수 표현식은 표현식인 문이다.
- 함수 이름은 함수 내부에서만 유효하므로 함수 표현식으로 생성한 함수는 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출하여야 한다.
함수 생성 시점과 함수 호이스팅
- 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. 그러나 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현문 이전에 호출할 수 없다.
  -> 함수 생성 시점이 다르기 때문이다
- 모든 선언문은 자바스크립트의 코드 실행 시점인 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. 따라서 함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다.
- 즉, 코드가 실행되는 런타임에는 이미 함수 객체가 생성되어 있고, 함수 선언문 이전에 함수를 참조할 수도 있고 호출할 수도 있다.
- 이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트의 고유의 특징을 함수 호이스팅이라고 한다.
- 함수 표현식의 함수 리터럴은 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되어 함수 객체가 된다. 따라서 함수 표현식은 함수 호이스팅이 아니라 변수의 호이스팅이 발생한다.
- 함수 호이스팅은 함수를 호출하기 전에 반드시 함수를 선언해야 된다는 규칙을 무시하므로 함수 표현식의 사용을 권장한다.
Function 생성자 함수
- 생성자 함수: 객체를 생성하는 함수
- Function 생성자 함수는 자바스크립트가 제공하는 기본 빌트인 함수, 클로저를 생성하지 않는다.
화살표 함수
- ES6에서 도입. function 키워드를 생략하고 함수를 선언한다.
- 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의한다.
- 기존의 함수보다 내부 동작이 간략화 되어 있다.

var add = () => {
  // ...생략
return;
}

함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호인 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.
매개변수와 인수
- 함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달한다.
- 인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 인수는 함수를 호출할 때 지정하며 개수와 타입에 제한이 없다.
- 매개변수는 함수를 정의할 때 선언하며 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다. 즉, 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화 된 이후 인수가 순서대로 할당된다. 함수가 호출될 때마다 매개변수는 이와 같은 단계를 거친다.
- 매개변수의 스코프는 함수 내부다.
- 함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다. 인수가 부족해서 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined이다. 매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시된다.
인수 확인
- 자바스크립트는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
- 자바스크립트는 동적 타입의 언어다. 따라서 자바스크립트 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.
- 따라서 자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.
- 함수 내부에서 적절한 인수가 전달되었는지 확인하더라도 부적절한 호출을 사전에 방지할 수는 없고 에러는 런타임에 발생한다. -> 타입스크립트를 이용해 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있다.
- ES6에서 도입된 매개변수의 기본값을 사용하면 함수 내에서 사용하던 인수 체크 및 초기화를 간소화 할 수 있다. 매개변수의 기본값은 인수를 전달하지 않았을 때와 undefined를 전달한 경우에만 유효하다.
- 인수가 전달되지 않은 경우 단축평가로 매개변수에 기본값을 할당하는 방법도 있다.

	function add(x, y) {
		if (typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number) {
 	   // 매개변수를 통해 전달한 인수의 타입이 부적절한 경우 에러를 발생시	킨다.
	   		throw new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.');     
	    }
		return x + y;
	}
	console.log(add(2)); // 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.
	console.log(add('2', '3')); // 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

매개변수의 최대 개수
- ECMAScript 사양에서는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하고 있지 않다.
- 매개변수는 코드를 이해하는 데 방해요소이므로 이상적인 매개변수는 0개이고 적을수록 좋다.
- 매개변수의 수가 많다는 것은 함수가 여러가지 일을 한다는 증거이므로 바람직하지 않다. 함수는 한가지 일만 해야하며 가급적 작게 만들어야 한다.
- 따라서 매개변수는 3개를 넘지 않을 것을 권장한다. 그 이상의 매개변수가 필요하다면 하나의 매개변수를 선언하고 객체를 인수로 전달하는 것이 유리하다.
- 객체를 인수로 전달할 경우 프로퍼티 키만 정확히 지정하면 매개변수의 순서를 신경쓰지 않아도 된다. 주의할 거슨 함수 외부에서 함수 내부로 전달한 객체를 함수 내부에서 변경하면 함수 외부의 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다는 것이다.
반환문
- 함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환할 수 있다.
- 함수 호출은 표현식이다. 함수 호출 표현식은 return 키워드가 반환한 표현식의 평가 결과, 즉 반환 값으로 평가된다.
- 반환문의 역할
  1. 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다.
  2. return 키워드 뒤에 오는 표현식(지정하지 않으면 undefined)을 평가해 반환한다.
- 반환문을 생략하면 함수는 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.
- return 키워드와 표현식 사이에 줄바꿈이 있으면 세미 콜론 자동 삽입기능에 의해 세미콜론이 추가된다.
- 반환문은 함수 내부에서만 사용할 수 있다. 전역에서 사용하면 문법 에러(SyntaxError: Illegal return statement)가 발생한다.
- Node.js는 모듈 시스템에 의해 파일별로 독립적인 파일 스코프를 갖는다. 따라서 Node.js 환경에서는 파일의 가장 바깥 영역에 반환문을 사용해도 에러가 발생하지 않는다.

참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

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

// 매개변수 primitive는 원시 값을 전달받고, 
//매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(ptimitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'kim';
}

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

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

changeVal(num, person);

// 원시 값은 원본이 훼손되지 않는다
console.log(num); // 100
// 객체는 원본이 훼손된다.
console.log(person) // { name: 'Kim'}

changeVal 함수는 매개변수를 통해 전달받은 원시 타입 인수와 객체 타입 인수를 함수 몸체에서 변경한다.
원시 값은 변경 불가능한 값이므로 직접 변경할 수 없기 때문에 재할당을 통해 할당된 원시 값을 새로운 원시 값으로 교체했고, 객체 타입 인수를 전달받은 매개변수 obj의 경우, 객체는 변경 가능한 값이므로 직접 변경할 수 있기 때문에 재할당 없이 직접 할당된 객체를 변경했다.
이때 원시 타입 인수는 원본이 훼손되지 않는다. 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 원시 값의 원본을 변경하는 어떠한 부수 효과도 발생하지 않는다.
객체 타입 인수는 함수 몸체에서 참조 값을 통해 객체를 변경할 경우 원본이 훼손된다. 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 참조 값에 의해 원본 객체가 변경되는 부수효과가 발생한다.
함수가 외부 상태(예제의 경우, 객체를 할당한 person 변수)를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 이는 코드의 복잡성을 증가시키고 가독성을 해치는 원인이 된다.
객체의 변경을 추적하려면 옵저버 패턴 등을 통해 객체의 참조를 공유하는 모든 이들에게 변경 사실을 통지하고 이에 대처하는 추가 대응이 필요하다.
이러한 문제의 해결 방법 중 하나는 객체를 불변 객체로 만들어 사용하는 것이다. -> 객체를 마치 원시 값처럼 변경 불가능한 값으로 동작하게 만드는 것 -> 객체의 방어적 복사(깊은 복사)를 통해 외부 상태가 변경되는 부수 효과를 없앨 수 있다.

다양한 함수의 형태

즉시 실행 함수
- 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.
```
     // 익명 즉시 실행 함수
     (function () {
        var a = 3;
        var b = 5;
        return a * b;
     })
```
- 즉시 실행 함수는 함수 이름이 없는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다.
- 기명 즉시 실행 함수도 사용할 수 있다. 그룹 연산자 내의 기명 함수는 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴로 평가되며 함수 이름은 함수 몸체에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 즉시 실행 함수를 다시 호출할 수는 없다.
```
    // 기명 즉시 실행 함수
    (function foo () {
       var a = 3;
       var b = 5;
       return a * b;
    })
   foo() // ReferenceError: foo is not defined
```
- 익명 즉시 실행 함수를 그룹연산자로 감싸지 않으면 syntaxError: function statements require a function name 발생
- 기명 즉시 실행 함수를 그룹 연산자로 감싸지 않으면 syntaxError: Unexpected token ')' 발생 -> 원인: 함수 코드 블록의 닫는 중괄호 뒤에 ";"이 암묵적으로 추가되기 때문
- 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가되므로 기명 또는 무명 함수를 그룹 연산자로 감싸면 함수 리터럴로 평가되어 함수 객체가 된다. 즉, 그룹 연산자로 함수를 묶은 이유는 먼저 함수 리터럴을 평가해서 함수 객체를 생성하기 위해서다. -> 따라서 함수 객체를 생성할 수 있는 다른 방법을 사용해도 된다
- 즉시 실행 함수에서 인수를 전달할 수 있다
```
    var res = (function (a, b) {
        return a*b;
}(3, 5));

    console.log(res); // 15
```
재귀함수
- 함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라 한다. 재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.
- 재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용한다. 재귀 함수를 사용하면 반복되는 처리를 반복문 없이 구현할 수 있다.
- 함수 내부에서는 함수 이름이 유효하기 때문에 함수 이름으로 호출할 수도 있고 함수를 가리키는 식별자(함수 표현식인 경우 변수의 이름, 함수 선언문인 경우 함수의 이름)로 호출할 수 있다. 단, 함수 외부에서 함수를 호출할 때는 반드시 함수를 가리키는 식별자로 해야 한다.
- 재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출하므로 재귀 함수 내에는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. -> 무한 호출시 스택 오버플로 에러가 발생
- 따라서 재귀 함수는 에러 발생 위험이 있기 때문에 주의해서 사용해야 한다. -> 반복문보다 더 직관적으로 이해하기 쉬울 때만 한정적으로 사용하는 것이 바람직
```
	//  함수 표현식
	var 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 이른으로 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
	```
```
중첩 함수
- 함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 또는 내부 함수라 한다.
- 중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수라 부른다.
- 중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수 있다.
- ES6부터 함수 정의는 문이 위치할 수 있는 문맥이라면 어디든지 가능하다. ES6 이전에는 코드의 최상위 또는 다른 함수 내부에서만 정의할 수 있었으나 ES6부터는 if문이나 for문 등의 코드 블록 내에서도 정의할 수 있다.
- 단, 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 if 문이나 for문 등의 코드 블록에서 함수 선언문을 통해 함수를 정의하는 것은 바람직하지 않다.
콜백 함수
- 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고 한다.
- 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 한다.
- 매개변수를 통해 함수를 전달받거나 반환값으로 함수를 반환하는 함수를 함수형 프로그래밍 패러다임에서 고차함수라 한다.
- 중첩 함수는 고정되어 있어서 교체하기 곤란하지만 콜백 함수는 함수 외부에서 주입하기 때문에 자유롭게 교체할 수 있다는 장점이 있다.
- 즉, 고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다.
- 고차 함수는 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 고차 함수에 콜백 함수를 전달할 때 콜백 함수를 호출하지 않고 함수 자체를 전달해야 한다.
```
			// 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

			// logOdds 함수는 단 한 번만 생성된다.
			var logOdds = function (i) {
 if (i % 2) console.log(i);
 };
			// 고차 함수에 함수 참조를전달한다.
			repeat(5, logOdds); // 1, 3
```
- 콜백 함수가 고차 함수 내부에만 호출된다면 콜백 함수를 익명 함수 리터럴로 정의하면서 곧바로 고차 함수에 전달하는 것이 일반적이다.
- 이때 콜백 함수로서 전달된 함수 리터럴은 고차 함수가 호출될 때마다 평가되어 함수 객체를 생성한다. 따라서 콜백 함수를 다른 곳에서도 호출할 필요가 있거나, 콜백 함수를 전달받는 함수가 자주 호출된다면 함수 외부에서 콜백 함수를 정의한 후 함수 참조를 고차 함수에 전달하는 편이 효율적이다.
- 위 예제의 logOdds 함수는 단 한 번만 생성된다. 하지만 콜백 함수를 익명 함수 리터럴로 정의 하면서 곧바로 고차 함수에 전달하면 고차 함수가 호출될 때마다 콜백 함수가 생성된다.
순수 함수와 비순수 함수
- 순수 함수: 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수
- 비순수 함수: 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수. 함수 내부에서 외부 상태를 직접 참조하거나, 매개변수를 통해 객체를 전달받으면 비순수함수가 된다.
  
  cf) 함수형 프로그래밍이란?
  순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임. 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거해서 복잡성을 해결하며, 변수 사용을 억제하거나 생명주기를 최소화해서 상태 변경을 피해 오류를 최소화하는 것을 목표로 한다. 함수형 프로그래밍은 결국 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제해 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환이다. 자바스크립트는 멀티 패러당미 언어이므로 객체지향 프로그래밍뿐만 아니라 함수형 프로그래밍을 적극적으로 활용하고 있다.

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함수 호출

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다양한 함수의 형태

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[딥다이브] 16장 프로퍼티 어트리뷰트

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