[JavaScript] 딥다이브 / 12장 함수

ungnam·2023년 6월 15일

JavaScript deepdive

함수란?

함수 리터럴

모던 자바스크립트 딥다이브

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함수란?

일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것

앞으로 배울 자바스크립트의 핵심 개념인 스코프, 실행 컨텍스트, 클로저, 생성자 함수에 의한 객체 생성, 메서드, this, 프로토타입, 모듈화 등이 모두 함수와 깊은 관련이 있다.

함수 리터럴

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

JS에서 함수는 객체 타입의 값으로, 함수 리터럴로 생성할 수 있다.
함수 리터럴은 함수 이름, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성되며 함수 이름의 경우 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자로, 생략이 가능하다.

함수 리터럴은 JS 엔진에 의해 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체다. 즉, 함수는 객체이다. 함수는 호출할 수 없는 일반 객체와 다르게 호출이 가능하며, 함수만의 고유한 프로퍼티를 갖는다.

함수 정의

함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것으로, 정의된 함수는 JS 엔진에 의해 평가되어 함수 객체가 된다.

선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되는데 변수와 달리 함수는 식별자가 가리키는 곳에 undefined가 아닌 함수 객체가 바로 할당되기 때문에 ECMAScript 사양에서도 변수는 선언, 함수는 정의라고 표현한다.

함수 선언문

// (1) 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
add(3, 5); // 8

함수 리터럴과 형태는 동일하나 함수 이름을 생략할 수 없다. 함수 선언문은 함수 리터럴과 달리 표현식이 아닌 문이기 때문이다.

// (2) 기명 함수 리터럴
var add = function add(x, y) {
  return x + y;
}

위 코드는 함수 선언문처럼 보이나 값으로 평가되어야 하는 문맥이므로 이 때는 기명 함수 리터럴로 해석된다. 이처럼 함수 선언문과 기명 함수 리터럴은 코드의 문맥에 따라 중의적으로 해석될 수 있다.

앞서, 함수 이름의 경우 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자라고 설명했다. 그런데 (1)번 코드를 보면 함수 밖에서 add(3, 5)로 호출해도 결과가 제대로 출력되는 것을 확인할 수 있다.
=> JS 엔진은 함수 선언문을 해석하여 함수 객체를 생성하는데, 이 때 식별자가 필요하다. 식별자가 존재하지 않으면 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 거기에 함수 객체를 할당한다. 즉, (1)번의 경우 실제로 (2)번과 같이 동작하게 되는 것이다.

(2)번의 경우가 다음에 설명할 함수 표현식에 해당한다. 단, (1)과 (2)가 정확히 동일하게 동작하는 것은 아니다. (다음에 설명할 함수 호이스팅 참고)

함수 표현식

자바스크립트의 함수는 "일급 객체"로, 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다.
따라서 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있는데, 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식이라 한다.

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적이고, 이러한 함수를 익명 함수라고 한다.

함수 생성 시점과 함수 호이스팅

함수 선언문의 경우
함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성되고, JS 엔진에 의해 함수 이름과 동일한 식별자를 암묵적으로 생성한 후 함수 객체가 할당됨 => 함수 호이스팅이 발생함
함수 표현식의 경우
함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문으로, 변수 호이스팅이 발생한다. 따라서 함수 표현식 이전에 함수를 호출하면 undefined를 호출하는 것과 마찬가지이므로 ReferenceError가 발생한다.

함수 호이스팅은 함수를 호출하기 전에 반드시 함수를 선언해야 한다는 당연한 규칙을 무시하는 것이므로 JSON을 창안한 Douglas Crockford는 함수 표현식을 사용할 것을 권장하고 있다.

`Function` 생성자 함수

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

Function 생성자 함수로 생성한 함수는 바람직한 방법이 아닐 뿐만 아니라 클로저를 생성하지 않는 등, 일반적인 함수와는 다르게 동작한다.

화살표 함수(ES6)

const add = (x, y) => x + y;

function 키워드 대신 => 를 사용해 간략한 방법으로 함수를 선언한 방식
생성자 함수로 사용할 수 없으며, 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며, arguments 객체를 생성하지 않는다는 특징이 있다.

함수 호출

매개변수와 인수

매개변수는 함수를 정의할 때 선언하며, 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다. 함수가 호출될 때 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 undefined로 초기화된 이후에 인수가 순서대로 값으로 할당된다.

또한 자바스크립트는

함수의 경우 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않음
동적 타입 언어이기 때문에 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없음

와 같은 특징을 지니므로 함수 정의 시 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다. 정적 타입을 선언할 수 있는 타입스크립트를 도입하여 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.

참조에 의한 전달과 외부 상태 변경

함수 호출 시 매개변수에 인수를 전달하는 방식도 인수의 타입에 따라 값에 의한 전달과 참조에 의한 전달 방식과 동일하게 동작한다.

값 자체를 복사하여 전달하는 원시 타입 인수와 달리 객체 타입의 인수는 참조 값이 복사되기 때문에 참조 값을 통해 객체를 변경하면 원본이 훼손되는 부수 효과가 발생한다.

옵저버 패턴으로 객체의 참조를 공유하는 모든 이들에게 변경 사실을 통지하거나, 원본 객체를 완전히 복제, 즉 깊은 복사를 통해 외부 상태가 변경되는 부수 효과를 없앨 수 있다.

다양한 함수의 형태

즉시 실행 함수(IIFE)

(function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
})();

함수 정의와 동시에 호출되는 함수를 IIFE라고 한다.
익명 함수를 사용하는 것이 일반적이지만, 기명 IIFE도 사용이 가능하다. 단, 그룹 연산자로 감싸져 함수 리터럴로 평가되기 때문에 함수 이름으로 IIFE를 다시 호출할 수 없다.

var res = (function (a, b) {
  return a * b;
})(3, 5);

console.log(res); // 15

즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환하고 인수를 전달할 수 있다.
IIFE 내에 코드를 모아두게 되면, 혹시 있을 수도 있는 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

콜백 함수

// 홀수만 출력하는 부분도 추가하고 싶은데,
// console.log(i)에 강하게 의존하고 있어 다른 일을 할 수 없다.
function repeat(n) {
  for (var i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}
repeat(5); // 0 1 2 3 4

repeat 함수의 반복문 내부에서 다른 일을 하고 싶을 때 변하지 않는 공통 로직은 미리 정의해 두고, 경우에 따라 변경되는 로직을 추상화해서 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 수 있다. 이제 repeat 함수는 더욱 유연한 구조를 갖게 되었다.

// 경우에 따라 변경되는 로직을 함수 f로 추상화하고 함수 외부로부터 전달받는다.
function repeat(n, f) {
  for (var i = 0; i < n; i++) f(i);
}

var logAll = function (i) { console.log(i); };
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

var logOdds = function (i) { if (i % 2) console.log(i); };
repeat(5, logOdds); // 1 3

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

고차 함수는 매개변수로 전달받은 콜백 함수를 언제 호출할 지 결정할 수 있다. 다시 말해 콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 필요에 따라 고차 함수가 콜백 함수에게 인수를 전달할 수 있다.

콜백 함수는 함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴이라 할 수 있다.

순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 : 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수(순수 함수는 최소 1개 이상의 인수를 전달받는다.) -> 어떤 외부 상태에도 의존하지 않으며 외부 상태를 변경하지도 않음
비순수 함수 : 함수의 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는 함수이다. (Date.now(), Math.random() 같이 외부 상태를 변경하지는 않지만, 매번 다른 결과를 반환하는 경우도 비순수 함수에 해당한다.)

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워지기 때문에 함수 외부 상태의 변경을 지양하는 순수 함수를 사용하는 것이 좋다. 이렇게 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 프로그래밍 패러다임을 함수형 프로그래밍이라고 부른다.