[Deep dive] 스코프

Jinny·2022년 2월 16일

javascript [Deep Dive]

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스코프란?

매개변수가 참조할 수 있는 유효범위 또는 식별자가 유효한 범위

	function add(x, y){
    	// 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
      	// 즉, 매개변수의 스코프(유효범위)는 함수 몸체 내부다.
      console.log(x, y) // 2 5
      return x + y;
    }

	add(2,5);

	// 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있따.
	console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위, 즉 다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위가 결정된다. 변수뿐만 아니라 모든 식별자가 그렇다. 모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정딘다. 이를 스코프라 한다.

	var x = 'aaa';

	function foo(){
      var x = 'bbb';
      console.log(x); // ?????
	}

	foo();

	console.log(x); // ?????

바깥 영역과 foo함수 내부에 같은 이름을 갖는 x 변수를 선언했다. 이때 자바스크립트는 이름이 같은 두 개의 변수 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지를 결정해야 한다. 이를 식별자 결정이라 한다. 자바스크립트 엔진은 스코프를 통해 어떤 변수를 참조해야할 것인지 결정한다.
따라서 스코프란 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있다.

식별자는 어떤 값을 구별할 수 있어야 하므로 유일해야 한다. 따라서 식별자인 변수 이름은 중복될 수 없다. 즉, 하나의 값은 유일한 식별자에 연결되어야 한다.

스코프의 종류

코드는 전역과 지역으로 구분할 수 있다.
변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위인 스코프가 결정된다.

구분	설명	스코프	변수
전역	코드의 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수 몸체 내부	지역 스코프	지역변수

전역과 전역 스코프

	var x = "global x";  //전역 스코프
	var y = "global y";  //전역 스코프

	function outer(){
    	var z = "outer's local z"; // 지역 스코프
      function inner(){
      	var x = "inner's local x"; // 지역 스코프
      }
    }

	console.log(x); // global x
	console.log(z); // ReferenceError : z is not defined

전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

지역과 지역 스코프

지역이란 함수 몸체 내부를 뜻한다. 지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수가 된다. 지역 변수는 자신이 선언된 지역과 하위 지역에서만 참조할 수 있다. 즉, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

스코프 체인

함수 몸체 내부에서 정의한 함수를 중첩함수, 중첩함수를 포함하는 함수를 외부 함수라고 한다. 함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다.

위 코드 예) inner 지역 스코프 -> outer 지역 스코프 -> 전역 스코프

변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다. 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있다.

스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다! 자바스크립트 엔진은 코드를 실행하기에 앞서 위 그림과 유사한 자료구조인 렉시컬 환경을 실제로 생성한다. 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조에 키로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다. 변수의 검색도 이 자료구조 상에서 이뤄진다.

렉시컬 환경이란?
스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

스코프 체인에 의한 변수 검색

자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다. 절대 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다. 이는 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미한다!

스코프 체인에 의한 함수 검색

	//전역 함수
	function foo(){
    	console.log('global function foo');
    }

	function bar(){
    	//중첩 함수
      function foo(){
      	console.log('local function foo');
      }
      foo(); //
    }

	bar();

함수도 식별자에 할당되기 때문에 스코프를 갖는다. 사실 함수는 식별자에 함수 객체가 할당된 것 외에는 일반 변수와 다를 바 없다. 따라서 스코프를 "변수를 검색할 때 사용하는 규칙"이라고 표현하기보다는 "식별자를 검색하는 규칙"이라고 표현하는 편이 좀 더 적합하다.

함수 레벨 스코프

지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역은 지역 스코프를 만든다. 이는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미다.
C나 Java등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록이 지역 스코프를 만든다. 이러한 특성을 블록 레벨 스코프라 한다. 하지만 var키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드블록만을 지역스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프라 한다.

	var x = 1;
	
	if(true){
    	//var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록을 지역 스코프로 인정한다.
      	//함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
      	//따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 중복 선언된다.
      	//이는 의도치 않게 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다. 
      	var x = 10;
    }
	
	console.log(x); // 10

렉시컬 스코프

	var x = 1;
	
	function foo(){
    	var x = 10;
      	bar();
    }
	
	function bar(){
    	console.log(x);
    }

	foo(); // ???
	bar(); // ???

결과 예측하기

bar함수의 상위 스코프가 무엇인지에 따라 결정된다!

함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

첫 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar함수의 상위 스코프는 foo 함수의 지역 스코프와 전역 스코프일 것이다.
두 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면 bar 함수의 상위 스코프는 전역 스코프 일것이다.

첫 번째 방식을 동적 스코프라 한다. 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라 부른다.

두 번째 방식을 렉시컬 스코프 또는 정적 스코프라 한다. 동적 스코프 방식처럼 상위 스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라 부른다. 자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다! 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다. 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

이처럼 함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다. 함수 정의가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 함수가 호출되 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

Jinny

프론트엔드 공부중입니다!

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