[Deep Dive] 12장 - 함수

1. 함수란?

함수는 마치 재료를 투입받아 제품을 생산하는 기계와 같다.

함수는 일련의 과정을 문(statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것.

함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수(parameter), 입력을 인수(argument), 출력을 반환값(return value)이라 한다.

 

2. 함수를 사용하는 이유

함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측면에서 매우 유용하다.

코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높인다.

 

3. 함수 리터럴

함수는 객체 타입의 값이다. 함수도 함수 리터럴로 생성할 수있다.

일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다.

일반 객체에는 없는 함수 객체만의 고유한 프로퍼티를 갖는다.

함수가 객체라는 사실은 다른 프로그래밍 언어와 구별되는 자바스크립트의 중요한 특징이다.

 

4. 함수 정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다.

정의된 함수는 함수 객체가 된다.

함수 정의 방식	예시
함수 선언문	function add(x, y) { return x + y; };
함수 표현식	var add = function (x, y) { return x + y; };
Function 생성자 함수	var add = new Function('x', 'y', 'return x + y');
화살표 함수(ES6)	var add = (x, y) => x + y;

함수는 선언한다고 했지만 함수는 정의한다고 표현했다.
함수 선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되고 함수 객체가 할당된다.
따라서 ECMAScript 사양에서도 변수에는 선언, 함수에는 정의라고 표현한다.

 

4-1. 함수 선언문

함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

 

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다.

표현식: 값으로 평가될 수 있는 문
문: 프로그래밍을 구성하는 가장 기본 단위이자 최소 실행 단위

자바스크립트 엔진은

1. 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석
2. 함수 리터럴을 변수에 할당하거나 피연산자로 사용하면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다.

// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석된다.
// 함수 선언문에서는 함수 이름을 생략할 수 없다.
function foo() { console.log('foo'); }
foo(); // foo

// 함수 리터럴을 피연산자로 사용하면 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.
// 함수 리터럴에서는 함수 이름을 생략할 수 있다.
(function bar() { console.log('bar'); });
bar(); // ReferenceError

그룹 연산자 () 내에 있는 함수 리터럴(bar)은 함수 선언문으로 해석되지 않고 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.

그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다.

함수 이름 bar는 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 함수를 호출할 수 없다.

 

자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해

함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다.

함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자를 호출한다.

 

4-2. 함수 표현식

자바스크립트의 함수는 값처럼 변수에 할당할 수도 있고 프로퍼티 값이 될 수도 있으며 배열의 요소가 될 수도 있다.

이처럼 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다. 자바스크립트의 함수는 일급 객체다.

일급객체 -> 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다.

 

함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. -> 함수 표현식

함수 리터럴의 함수 이름은 생략할 수 있다. 이를 익명 함수라 한다. (생략하는 것이 일반적)

 

4-3. 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 함수 참조
console.dir(add); // f add(x, y)
console.dir(sub); // undefined

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7
console.log(sub(2, 5)); // TypeError: sub is not a function

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 함수 표현식
var sub = function (x, y) {
  return x - y;
};

함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있고,

함수 표현식은 호출할 수 없다.

함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다.

-> 호이스팅

함수 선언문으로 정의한 함수는 런타임 이전에 함수 객체로 초기화된다(함수 호이스팅).

함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아닌 변수 호이스팅이 발생한다.

 

4-4. Functinon 생성자 함수

new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일하다.

생성자 함수(constructor function)

생성자 함수는 객체를 생성하는 함수를 말한다.
객체를 생성하는 방법은 객체 리터럴 이외에 다양한 방법이 있다.

var add = new Function('x', 'y', 'return x + y);
console.log(add(2, 5)); // 7

Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적 X 바람직X

클로저 생성 X, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

 

4-5. 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수(arrow function)는 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다.

항상 익명 함수로 정의한다.

const add = (x, y) => x + y;
console.log(add(2, 5)); // 7

내부 동작 또한 간략화 되있다.

 

생성자 함수로 사용할 수 없고, this의 바인딩 방식이 다르다.

 prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다. -> 26.3절에서 다시 확인

 

5 함수 호출

5-1. 매개변수와 인수

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다.

인수가 부족해서 인수가 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined다.

 

초과된 인수는 버려지는 것이 아니다.

모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다.

function add(x, y) {
  console.log(arguments);
  // Arguments(3) [2, 5, 10, callee: f, Symbol(Symbol.iterator): f]
  
  return x + y;
}

add(2, 5, 10);

arguments 객체는 함수를 정의할 때 매개변수 개수를 확정할 수 없는 가변 인자 함수를 구현할 때 유용하게 사용된다 -> 18.2절에서 확인

 

5-2. 인수 확인

1. 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인 X
2. 자바스크립트는 동적 타입 언어, 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.

자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다. -> 에러는 런타임에 발생

단축 평가를 사용해 매개변수에 기본값을 할당하는 방법,

ES6에서 도입된 매개변수 기본값을 사용하는 방법(매개변수에 인수를 전달하지 않았을 경우 || undefined를 전달한 경우에만 유효)

function add(a, b, c) {
  a = a || 0;
  b = b || 0;
  c = c || 0;
  return a + b + c;
}

function add(a = 0, b = 0, c = 0) {
  return a + b + c;
}

 

5-3. 매개변수의 최대 개수

이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.

객체를 인수로 사용하는 경우 프로퍼티 키만 정확히 지정하면 매개변수의 순서를 신경 쓰지 않아도 된다.

하지만 함수 외부에서 내부로 전달한 객체를 내부에서 변경하면 외부의 객체가 변경되는 부수 효과(side effect)가 발생한다.

 

5-4. 반환문

함수 호출은 표현식이다.

return 키워드가 반환한 표현식의 평가 결과 값으로 평가된다.

 

반환값으로 사용할 표현식을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다.

생략하면 암묵적으로 undefined 반환

 

Node.js는 모듈 시스템에 의해 파일 별로 독립적인 파일 스코프를 갖는다.

따라서 Node.js 환경에서 파일의 가장 바깥 영역에 반환문을 사용해도 에러가 발생하지 않는다.

 

6. 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시 타입의 인수는 값 자체가 복사되어 부수효과가 발생하지 않고

객체 타입의 인수는 참조 값이 복사되어 전달되기 때문에 원본이 변경된다.

 

객체의 변경을 추적하려면 옵저버 패턴 등을 통해 객체를 참조를 공유하는 모든 이들에게 변경 사실을 통지하고 이에 대처하는 추가 대응이 필요하다.

외부 상태를 변경하지 않고 외부 상태에 의존하지도 않는 함수를 순수 함수라 한다.

순수 함수를 통해 부수효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고, 프로그램의 안정성을 높이려는 프로그래밍 패러다임을 함수형 프로그래밍이라 한다.

 

7. 다양한 함수의 형태

7-1 즉시 실행 함수

정의와 동시에 즉시 호출되는 함수를 즉시 실행 함수IIFE(Immediately Invoked Function Expression)라고 한다.

단 한번만 호출되며, 다시 호출할 수 없다.

// 익명 즉시 실행 함수
(function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

그룹 연산자 () 내의 기명 함수는 함수 선언문이 아닌 함수 리터럴로 평가된다.

함수 이름은 함수 몸체에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 다시 호출 X

 

즉시 실행 함수는 그룹 연산자로 감싸지 않으면 SyntaxError가 발생한다.

// 즉시 실행 함수에도 일반 함수처럼 인수를 전달할 수 있다.
var res = (function (a, b) {
  return a * b;
}(3, 5));

console.log(res); // 15

 

7-2 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것

탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. -> 없으면 무한호출 되어 스택 오버플로(stack overflow)에러가 발생한다.

 

7-3 중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수(nested function), 내부 함수(inner function)라고도 한다.

중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수(outer function)라 부른다.

중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수있다.

 

7-4 콜백 함수

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수(callback function)

매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수(Higher-Order Function, HOF)라고 한다.

 

고차 함수는 콜백 함수의 자신의 일부분으로 합성하고

고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다.

->

콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며

이때, 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.

 

콜백 함수는 함수평 프로그래밍 패러다임 뿐만 아니라

비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴이다.

 

7-5  순수 함수와 비순수 함수

함수평 프로그래밍에서는

순수 함수: 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고 변경하지도 않는, 부수 효과가 없는 함수

비순수 함수: 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 부수 효과가 있는 함수

 

함수 내부에서 외부 상태를 직접 참조하면 비순수 함수가 되고

함수 내부에서 외부 상태를 직접 참조하지 않더라도, 매개변수를 통해 객체를 전달받으면 비순수 함수가 된다.

 

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워지기 때문에 순수 함수를 사용하는 것이 좋다.

 

함수형 프로그래밍이란

순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서

불변성(immutability)을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.

상태 변경을 피해 오류를 최소화 하는 것을 목표로 한다.

프로그래밍의 안정성을 높이려는 노력의 일환이다.

 

자바스크립트는 멀티 패러다임 언어이므로

객체지향 프로그래밍뿐만 아니라 함수형 프로그래밍을 적극적으로 활용하고 있다.