12장 함수 | 모던 자바스크립트 Deep Dive

함수 리터럴

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 숫자 값을 숫자 리터럴로 생성하고 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다. 함수는 객체다.

// 변수에 함수 리터럴을 할당
var f = function add (x, y) {
  return x + y;
}

 

함수 리터럴의 구성 요소는 다음과 같다.

구성 요소	설명
함수 이름	- 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다. - 함수 이름은 생략할 수 있다. 이름이 있는 함수를 기명 함수, 이름이 없는 함수를 무명/익명 함수라 한다.
매개변수 목록	- 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당된다. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있다. - 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급된다.
함수 몸체	함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록이다.

 

 

 

함수 정의

함수를 정의하는 방법에는 4가지가 있다. (함수 선언문, 함수 표현식, Fucnction 생성자 함수, 화살표함수(ES6))

모든 함수 정의 방식은 함수를 정의한다는 면에서 동일하다. 단, 미묘하지만 중요한 차이가 있다.

 

함수 선언문

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

// 함수 참조
// console.dir은 함수 객체의 프로퍼티까지 출력한다.
// 단 Node.js 환경에서는 console.log와 같은 결과가 출력된다.
console.dir(add); f add (x, y)

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 단, 함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

 

 

// 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.
(function bar() { console.log('bar'); });
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

위 예제에서 단독으로 사용된 함수 리터럴(foo)은 함수 선언문으로 해석된다. 하지만 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. 따라서 표현식이 아닌 문인 함수 선언문은 피연산자로 사용할 수 없다.

자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성한다. 이 때 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이므로 함수 이름과는 별도로 생성된 함수 객체를 가리키는 식별자가 필요하다. 함수 객체를 가리키는 식별자가 없으면 생성된 함수 객체를 참조할 수 없으므로 호출할 수도 없다. 따라서 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 식별자로 호출한다. 자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 함수 표현식으로 변환해 함수 객체를 생성한다고 생각할 수 있다. 단, 함수 선언문과 함수 표현식이 정확히 동일하게 동작하는 것은 아니다.

 

 

함수 표현식

자바스크립트 함수는 일급 객체이다. 함수가 일급 객체라는 것은 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미다. 함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식이라 한다.

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

console.log(add(2, 5)); // 7

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적이다.

 

 

함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 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;
};

위 예제와 같이 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. 이는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다. 함수 선언문이 코드의 선두로 끌여 올려진 것처럼 동작하는 자바스크리브 고유의 특징을 함수 호이스팅이라 한다.

 

함수 호이스팅과 변수 호이스팅은 미묘한 차이가 있으므로 주의해야 한다. var 키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화 되고, 함수 선언문을 통해 암묵적으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화된다. 

 

함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다. 따라서 함수 표현식은 변수 선언문과 변수 할당문을 한 번에 기술한 축약 표현과 동일하게 동작한다. 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 된다. 따라서 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다.

 

함수 호이스팅은 함수를 호출하기 전에 반드시 함수를 선언해야 한다는 당연한 규칙을 무시한다. 이 같은 문제 때문에 함수 선언문 대신 함수 표현식을 사용할 것을 권장한다.

 

 

Function 생성자 함수

자바스크립트가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환한다. new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일하다.

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

console.log(add(2, 5)); // 7

Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않다. Function 생성자 함수로 생성한 함수는 클로저를 생성하지 않는 등, 함수 선언문과 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

 

 

화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 화살표 =>를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다. 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의한다.

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

화살표 함수는 기존의 함수 선언문 또는 함수 표현식을 완전히 대체하기 위해 디자인된 것은 아니다. 화살표 함수는 내부 동작 또한 간략화 되어 있다. 화살표 함수는 생성자 함수로 사용할 수 없으며, 기존함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며, arguments 객체를 생성하지 않는다.

 

 

 

함수 호출

매개변수와 인수

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다. 인수가 부족해서 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined다.

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

console.log(add(2)); // NaN

 

 

매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시된다.

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

console.log(add(2, 5, 10)); // 7

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);

 

 

매개변수의 최대 개수

매개변수는 순서에 의미가 있다. 따라서 매개변수가 많아지면 함수를 호출할 때 전달해야 할 인수의 순서를 고려해야 한다. 즉, 유지보수성이 나빠진다. 매개변수의 개수가 많다는 것은 함수가 여러 가지 일을 한다는 증거이므로 바람직하지 않다. 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.

 

따라서 매개변수는 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장한다. 만약 그 이상의 매개변수가 필요하다면 하나의 매개변수를 선언하고 객체를 인수로 전달하는 것이 유리하다. 다음은 Jquery의 ajax 메서드에 객체를 인수로 전달하는 예이다.

$.ajax({
 method: 'POST',
 url: '/user',
 data: { id: 1, name: 'Lee' },
 cache: faslse
});

객체를 인수로 사용하는 경우 매개변수의 순서를 신경 쓰지 않아도 된다. 하지만 주의할 것은 함수 외부에서 함수 내부로 전달한 객체를 함수 내부에서 변경하면 함수 외부의 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다는 것이다.

 

 

 

다양한 함수의 형태

즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수를 즉시 실행 함수라고 한다. 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. 반드시 그룹 연산자 (...)로 감싸야 한다.

 

 

즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있고 인수를 전달할 수 도 있다.

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있다.
var res = (function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

console.log(res); // 15

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

console.log(res); // 15

즉시 실행 함수 내에 코드를 모아 두면 혹시 있을 수도 있는 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있다.

 

 

 

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.

function outer() {
  var x = 1;
  
  // 중첩 함수
  function inner() {
    var y = 2;
    // 외부 함수 변수를 참조할 수 있다.
    console.log(x + y); // 3
  }
  
  inner();
}

outer();

 

 

 

콜백 함수

어떤 일을 반복 수행하는 repeat 함수를 정의해 보자.

function repeat1(n) {
  for (var i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}

repeat1(5); // 0 1 2 3 4

function repeat2(n) {
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    if (i % 2) console.log(i);
  }
}

repeat1(5); // 1 3

 

 

 

함수의 일부분만이 다르기 때문에 매번 함수를 새롭게 정의해야 한다. 이 문제는 함수를 합성하는 것으로 해결할 수 있다. 함수의 변하지 않는 공통 로직은 미리 정의해 두고, 경우에 따라 변경되는 로직은 추상화해서 함수 외부에서 함수 내부로 전달하는 것이다.

 

function repeat(n, f) {
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    f(i); // f 호출
  }
}

var logAll = function (i) {
  console.log(i);
};

var logOdds = function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
};

repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

repeat(5, logOdds); // 1 3

이처럼 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백함수라고 하며, 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차함수라고 한다.

 

콜백 함수는 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax통신, 타이머 함수 등)와 배열 고차 함수(map, filter, reduce)에서도 사용된다.

 

 

순수 함수와 비순수 함수

함수형 프로그래밍에서 어떤 외부 상태에 의존하지 않고 변경하지도 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수를 순수 함수라 하고, 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수를 비순수 함수라고 한다.

// 순수 함수 예시

var count = 0;

// 순수 함수 increase는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환한다.
function increase(n) {
  return ++n;
}

// 순수 함수가 반환한 결과값을 변수에 재할당해서 상태를 변경
count = increase(count);
console.log(count); // 1

count = increase(count);
console.log(count); // 2

 

// 비순수 함수 예시

var count = 0;

// 비순수 함수
function increase() {
  return ++count; // 외부 상태에 의존하며 외부 상태를 변경한다.
}

// 비순수 함수는 외부 상태(count)를 변경하므로 상태 변화를 추적하기 어려워진다.
increase();
console.log(count); // 1

increase();
console.log(count); // 2

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 따라서 함수 외부 상태의 변경을 지양하는 순수 함수를 사용하는 것이 좋다.

 

함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다. 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거해서 복잡성을 해결하며, 변수 사용을 억제하거나 생명주기를 최소화해서 상태 변경을 피해 오류를 최소화하는 것을 목표로 한다.