변수 - JavaSript

변수란?

변수는 프로그래밍 언어에서 데이터를 관리하기 위한 핵심 개념이다.

10 + 20

자바스크립트 엔진이 10 + 20이라는 식의 의미를 해석하면 + 연산을 수행하기 위해 먼저 + 연산자의 좌변과 우변의 숫자 값, 즉 피연산자(operand)를 기억한다. 사람은 계산과 기억을 모두 두뇌에서 하지만, 컴퓨터는 연산과 기억을 수행하는 부품이 나눠져 있다. 컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

메모리(memory)는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀(memory)집합체이다. 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트(8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기, 즉 1바이트 단위로 데이터를 저장(write)하거나 읽어(read)들인다.

위 예제의 숫자 값 10과 20은 메모리 상의 임의의 위치(메로리 주소)에 기억(저장)되고 CPU는 이 값을 읽어 들여 연산을 수행한다. 연산 결과로 생성된 숫자 값 30도 메모리 상의 임의의 위치에 저장된다.

알아둬야 할 내용

• 메모리에 저장되는 모든 값은 2진수로 저장된다는 것을 기억하기 바란다.
• 자바스크립트 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다.
  • 메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하는 것은 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 매우 높다.
• 동일한 컴퓨터에서 동일한 코드를 실행해도 코드가 실행될 때마다 값이 저장될 메모리 주소는 변경된다.
• 프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공한다.

변수(variable)는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다.

간단히 말하자면 변수는 프로그래밍 언어에서 값을 저장하고 참조하는 매커니즘으로, 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름이다. 상징적 이름인 변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 저장된 메모리 공간의 주소로 치환되어 실행된다. 따라서 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.

var userId = 1;
var userName = 'Baek';

// 객체나 배열 같은 자료구조를 사용하면 여러 개의 값을 하나로 그룹화해서 하나의 값처럼 사용할 수 있다.
var user = { id : 1, name : 'Baek' }

var users = [
  { id : 1, name : 'Baek'},
  { id : 2, name : 'Lee' }
  ]

메모리 공간에 저장된 값을 식별할 수 있는 고유한 이름 (userId, userName)을 변수 이름( 또는 변수명 )이라 한다.그리고 변수에 저장된 값(위 예제에서는 1)을 변수 값이라고 한다.

• 변수에 값을 저장하는 것을 할당(assignment, 대입, 저장)이라 하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 참조(reference)라 한다.
• 즉, 변수에 저장된 값의 의미를 파악할 수 있는 변수 이름은 가독성을 높이는 부수적인 효과가 있다.

식별자

변수 이름을 식별자(indentifier)라고도 한다.

• 식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말한다.
• 식별자는 어떤 값이 저장되어 있는 메모리 주소를 기억(저장)해야 한다.
• 즉, 식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 매핑 정보도 메모리에 저장되어야 한다.
• 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있다.
• 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있다.
• 변수, 함수, 클래스 등의 이름은 모두 식별자다. 즉, 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부른다.

result(변수 이름) -> 0x9669F913(메모리 주소) 30(메모리)

변수 선언

변수 선언(variable declaration)이란 변수를 생성하는 것을 말한다.

• 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보(allocate)하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결(name binding)해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것이다.
• 변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용한다.
• 키워드는 자바스크립트 코드를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진이 수행할 동작을 규정한 일종의 명령다.

• var 키워드는 여러 단점이 있다. var 키워드의 여러 단점 중에서 가장 대표적인 것이 블록 레벨 스코프(block-level scope)를 지원하지 않고 함수 레벨 스코프(function-level scope)를 지원한다는 것이다. 이로 인해 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 심각한 부작용이 발생하기도 한다.
• ES6에서 let과 const 키워드를 도입한 이유는 var 키워드의 여러 단점을 보완하기 위해서다.

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같은 2단계 거쳐 수행한다.

• 선언 단계 : 변수 이름은 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알린다.
• 초기화 단계 : 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화 한다.

  undefined는 자바스크리트에서 제공하는 원시 타입의 값(primitive value)이다.

변수 이름은 어디에 등록되는가?

변수 이름은 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트(execution context)는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.

변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(scroe); // undefined

var score; // 변수 선언문

변수 선언문인 var score; 보다 변수를 참조하는 코드인 console.log(score); 가 앞에 잇다. 만약 코드가 순차적으로 실해되는 런타임에 변수 선언이 실행된다면 console.log(score);가 실행되는 시점에는 아직 변수가 선언되기 이전이므로 위 코드를 실행하면 참조 에러(ReferenceError)가 발생해야 한다. 하지만 undfined가 출력된다.

• 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임(runtime)이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.
• 변수ㅜ 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅(variable hoistion)이라 한다.

'let'과 'const'는 블록스코프를 가진다. 즉, 'let'과 'const'변수도 호이스팅 되지만, 'var'변수와 다르게 선언전에 사용할 수 업속, 블록 스코프를 가지기 때문에 선언된 블록 내에서만 사용가능하다.

console.log(score); // undefined
var score;

위의 예시에서 var로 선언된 score 변수는 호이스팅되어 선언 시 undefined로 초기화됩니다. 따라서 console.log(score)에서 score 변수를 참조할 수 있고, 초기화 전이므로 undefined가 출력됩니다.

console.log(score); // ReferenceError: Cannot access 'score' before initialization
let score;

let으로 선언된 score 변수는 호이스팅되지만 초기화되지 않으므로, 선언 이전에 변수를 참조하면 ReferenceError가 발생합니다. undefined가 아닌 초기화 이전에 접근하면서 오류가 발생하는 것입니다.

사실 변수 선언뿐 아니라 var, let, const, function,function*, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)는 호이스팅된다. 모든 선언문은 런타임 이전 단계에서 먼저ㅓ 실행되기 때문이다.

값의 할당

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

var score; // 변수 선언
score = 80; // 값의 할당

var score = 80 // 변수 선언과 값의 할당

• 자바스크립트 엔진은 변수 선언과 값의 할당을 하나의 문으로 단축 표현해도 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 시점인 런타임에 실행된다.

console.log(score); // undefined

var score; // 변수 선언
score = 80; // 값의 할당

console.log(score); //80

• 변수에 값을 할당할 때는 이전 값 undefined가 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 할당 값을 80을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그곳에 할당 값 80을 저장한다는 점에 주의하자

값의 재할당

• 재할당이란 이미 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 또다시 할당하는 것을 말한다.

var score = 80; // 변수 선언과 값의 할당
score = 90; // 값의 재할당

• 재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경한다. 그래서 변수라고 하는 것이다. 만약 값을 재할당할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아니라 상수(constant)라 한다. 상수는 한번 정해지면 변하지 않는 값이다. 다시 말해 상수는 단 한 번만 할당할 수 있는 변수다.
• 값 80이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 숫자 값 90을 저장한다.

ES6에서 도입된 const 키워드를 사용해 선언한 변수는 재할당이 금지된다. 즉, const 키워드는 단 한 번만 할당할 수 잇는 변수를 선언한다.

가비지 콜렉터는 애플리케이션이 할당(allocate)한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되는 않는 메모리를 해제(release)하는 기능을 말한다. 더 이상 사용되지 않는 메모리란 간단히 말하자면 어떤 식별자도 참조하지 않는 메모리 공간을 의미한다.

언매니지드 언어(unmanaged language)와 매니지드 언어(managed language)

• 프로그래밍 언어는 메모리 관리 방식에 따라 언매니지드 언어와 매니지드 언어로 분류할 수 있다.

  언매니지드 언어는 메모리 제어를 개발자가 주도할 수 있으므로 개발자의 역량에 따라 최적의 성능을 확보할 수 있지만 그 반대의 경우 치명적 오류를 생산할 가능성도 있다. ex) C언어

  자바스크립트 같은 매니지드 언어는 메모리의 할당 및 해제를 위한 메모리 관리 기능을 언어 차원에서 담당하고 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다. 즉, 개발자가 명식적으로 메모리를 할당하고 해제할 수 없다. 더 이상 사용하지 않는 메모리의 해제는 가비지 콜렉터가 수행하며, 이 또한 개발자가 관여할 수 없다. 매니지드 언어는 개발자의 역량에 의존하는 부분이 상대적으로 작아져 어는 정도 일정한 생산성을 확보할 수 있다는 장점이 있지만 성능 면에서 어느 정도의 손실은 감수할 수밖에 없다.

식별자 네이밍 규칙

식별자(identifier)는 어떤 값을 구별해서 식별해낼 수 있는 고유한 이름을 말한다. 식별자는 다음과 같은 네이밍 규칙을 준수해야 한다.

• 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 달러 기호 ($)를 포함할 수 있따.
• 단, 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어(_), 달러 기호($)로 시작해야 한다. 숫자로 시작하는 것은 허용하지 안흔다.
• 예약어는 식별자로 사용할 수 없다.

변수 이름은 변수의 존재 목적을 쉽게 이해할 수 있도록 의미를 명확히 표현해야 한다. 좋은 변수 이름은 코드의 가독성을 높인다.

var x = 3; // x변수가 의미하는 바를 알 수 없다.
var score = 100; // score 변수는 점수를 의미한다.

네이밍 컨벤션(naming convention)은 하나 이상의 영어 단어로 구성된 식별자를 만들 때 가독성 좋게 단어를 한눈에 구분하기 위해 규정한 명명 규칙이다.

//카멜 케이스(camel Case)
var firstName;

//스네이크 케이스(snake_case)
var first_name;

// 파스칼 케이스(PascalCase)
var FirstName;

// 헝가리언 케이스(typeHungarianCase)
var stFirstName // type + identifier
var $elem = document.getElementById('myId') // Dom 노드

ECMAScript사양에 정의되어 있는 객체와 함수들도 카멜 케이스와 파스칼 케이스를 사용하고 있다. 따라서 코드 전체의 가독성을 높이려면 카멜 케이스와 파스칼 케이스를 따르는 것이 유리하다.