함수(2)

#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 = funtion (x, y) {
	return x - y;
};

위와 같이 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. 그러나 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다. 이는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수는 생성 시점이 다르기 때문이다.

모든 선언문이 그렇듯 함수 선언문도 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임(runtime) 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. 다시 말해, 함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다. 그리고 자바스크립트 엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당한다.

즉, 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 시직하는 런타임에는 이미 함수 객체가 생성되어 있고  함수 이름과 동일한 식별자에 할당까지 완료된 상태다. 따라서 함수 선언문 이전에 함수를 참조할 수 있으며 호출할 수도 있다. 

이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 함수 호이스팅(function hoisting)이라 한다.

함수 호이스팅과 변수 호이스팅은 미묘한 차이가 있으므로 주의해야 한다. var 키워드를 사용한 변수 선언문과 함수 선언문은 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 번저 실행되어 식별자를 생성한다는 점에서 동일하다. 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 undefined로 초기화되고, 함수 선언문을 통해 암묵적으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화된다. 따라서 var 키워드를 사용한 변수 선언문 이전에 변수를 참조하면 변수 호이스팅에 의해 undefined로 평가되지만 함수 선언문으로 정의한 함수를 함수 선언문 이전에 호출하면 함수 호이스팅에 의해 호출이 가능하다.

함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다. 따라서 함수 표현식은 변수 선언문과 변수 할당문을  한 번에 기술한 축약 표현과 동일하게 작동한다.

변수 선언은 런타임 이전에 실행되어 undefined로 초기화되지만 변수 할당문의 값은 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되므로 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 표현식 이전에 함수를 참조하면 undefined로 평가된다. 따라서 이때 함수를 호출하면 undefined를 호출하는 것과 마찬가지이므로 타입 에러가 발생한다. 따라서 함수 표현식으로 정의한 함수는 반드시 함수 표현식 이후에 참조 또는 호출해야 한다.

함수 호이스팅은 함수를 호출하기 전에 반드시 함수를 선언해야 한다는 당연한 규칙을 무시하므로 JSON을 창안한 더글라스 크락포드는 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.

예제) Function 생성자 함수로 add 함수 호출

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 클로저(closure)를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

var add1 = (function () {
	var a = 10;
    return function (x, y) {
    return x + y + a;
};
}());

console.log(add1(1, 2)); // 13

var add2 = (function() {
	var a = 10;
    return new Function('x', 'y', 'return x + y');
}());

console.log(add(2, 1)); // ReferenceError : a is not defined

 

# 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수(arrow function)는 function 키워드 대신 화살표(fat arrow) => 를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다. 화살표 함수는 익명 함수로 정의한다.

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

화살표 함수는 생성자 함수로 사용할 수 없고 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다.

 

- 함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출한다. 

# 매개변수와 인수

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수(parameter) 인자를 통해 인수(argument)를 전달한다. 인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 인수는 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.

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

// 함수 호출
// 인수 1과 2가 매개변수 x와 y에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행된다.
var result = add(1, 2);

매개변수는 함수를 정의할 때 선언하며, 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다. 즉, 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당된다.

매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다. 즉, 매개변수의 스코프(유효 범위)는 함수 내부다.

function add(x, y) {
	console.log(x, y); // 2 5
    return x + y;
}


add(2, 5);

// add 함수의 매개변수 x, y는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
console.log(x, y); // ReferenceError : x is not defined

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않는다. 즉, 함수를 호출할 때 매개변수의 개수만큼 인수를 전달하는 것이 일반적이지만 그렇지 않은 경우에도 에러가 발생하지 않는다. 인수가 부족해서 인수가 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined이다.

마찬가지로 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시된다.

 

# 인수 확인

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

위의 함수를 정의한 개발자의 의도는 아마도 2개의 숫자 타입 인수를 전달받아 그 합계를 반환하려는 것으로 추측된다.

하지만 코드상으로는 어떤 타입의 인수를 전달해야 하는지, 어떤 타입의 값을 반환하는지 명확하지 않다. 따라서 위 함수는 다음과 같이 호출될 수 있다.

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

console.log(add(2)); // NaN
console.log(add('a', 'b')); // 'ab'

이러한 상황이 발생한 이유는 다음과 같다.

1. 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.

2. 자바스크립트는 동적 타입 언어다. 따라서 자바스크립트 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.

따라서 자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.

function add(x, y) {
	if(typeof x !== 'number' || typeof y !== 'number') {
    	//매개변수를 통해 전달된 인수의 타입이 부적절한 경우 에러를 발생시킨다.
        throw new TypeError('인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.');
    }
    
    return x + y;
   
}

console.log(add(2)); 	// TypeError : 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.
console.log(add('a', 'b')); // TypeError : 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

이처럼 함수 내부에서 적절한 인수가 전달되었는지 확인하더라도 부적절한 호출을 사전에 방지할 수는 없고 에러는 런타임에 발생하게 된다. 따라서 타입스크립트와 같은 정적 타입을 선언할 수 있는 자바스크립트의 상위 확장을 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.

또 arguments 객체를 통해 인수 개수를 확인할 수 있는 방법도 있다.

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

console.log(add(1, 2, 3)); // 6
console.log(add(1, 2)); // 3

ES6에서 도입된 매개변수 기본값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화할 수 있다. 매개변수 기본값은 매개변수에 인수를 전달하지 않았을 경우와 undefined를 전달한 경우에만 유효하다.

 

# 매개변수의 최대 개수

매개변수는 순서에 의미가 있고, 최대 개수를 제한하고 있지 않지만 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.

 

# 반환문

함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환(return) 할 수 있다.

function multiply(x, y) {
	return x + y; // 반환문
}

// 함수 호출은 반환겂으로 평가된다.
var result = multiply(3, 5);
console.log(result); // 15

multiply 함수는 두 개의 인수를 전달받아 곱한 결과값을 return 키워드를 사용해 반환한다. 함수는 return 키워드를 사용해 자바스크립트에서 사용 가능한 모든 값을 반환할 수 있다. 함수 호출은 표현식이다. 함수 호출 표현식은 return 키워드가 반환한 표현식의 평가 결과, 즉 반환값으로 평가된다.

반환문은 두 가지 역할을 한다. 

첫째, 반환문은 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나간다. 따라서 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.

둘째, 반환문은 return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환한다. return 키워드 뒤에 반환값으로 사용할 표현식을 명시적으로 지정하지 않으면 undefined가 반환된다. 

function foo () {
	return;
}

console.log(foo()); // undefined
// 반환문은 생략할 수 있고 이때 함수는 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.


function foo () {
	// 반환문을 생략하면 암묵적으로 undefined가 반환된다.
}

console.log(foo()); // undefined

function multiply(x, y) {
	// return 키워드와 반환값 사이에 줄바꿈이 있으면
    return // 세미콜론 자동 삽입 기능(ASI)에 의헤 세미콜론이 추가된다.
    x + y; // 무시된다.
}

 

 

-  참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시 값은 값에 의한 전달(pass by value), 객체는 참조에 의한 전달(pass by reference) 방식으로 동작한다. 매개변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따른다.

// 매개변수 primitive는 원시 값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(primitive, obj) {
	primitive += 100;
    obj.name = 'Kim';
}

// 외부 상태
var num = 200;
var person = { name : 'Lee' };

console.log(num); // 100
console.log(person); // { name : "Lee" }

// 원시 값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조 값이 복사되어 전달된다.
changVal(num, person);

// 원시 값은 원본이 훼손되지 않는다.
console.log(num); // 100

// 객체는 원본이 훼손된다.
console.log(person); // { name : "Kim" }

changeVal 함수는 매개변수를 통해 전달받은 원시 타입 인수와 객체 타입 인수를 함수 몸체에서 변경한다. 더 엄밀히 말하자면 원시 타입 인수를 전달받은  매개변수 primitive의 경우, 원시 값은 변경 불가능한 값(immutable value)이므로 직접 변경할 수 없기 때문에 재할당을 통해 할당된 원시 값을 새로운 원시 값으로 교체했고, 객체 타입 인수를 전달받은 매개변수 obj의 경우, 객체는 변경 가능한 값(mutable value)이므로 직접 변경할 수 있기 때문에 재할당 없이 할당된 객체를 변경했다.

 

- 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;
}());

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


foo(); // ReferenceError : foo is not defined

즉시 실행 함수는 반드시 그룹 연산자 (...)로 감싸야 한다. 또 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있고 인수를 전달할 수도 있다.

 

# 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출(recursive call)이라 한다. 재귀 함수(recursive function)는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.

재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용한다. 

예) 10 부터 0까지 출력하는 함수

function countdown(n) {
	for(var i = n; i >= 0; i--) console.log(i);
}


countdown(10);


// 반복문 없이
function countdown(n) {
	if(n < 0) return;
    console.log(n);
    countdown(n-1); // 재귀 호출
}

countdown(10);

자기 자신을 호출하는 재귀 함수를 사용하면 반복되는 처리를 반복문 없이 구현할 수 있다.

// 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다.
// n! = 1 * 2...* (n - 1) * n
function fatorial(n) {
	//	탈촐 조건 : n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
    if(n <= 1) return n;
    // 재귀 호출
    return n * (n - 1);
}

console.log(factorial(5)); // 120

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출한다. 따라서 재귀 함수 내에는 반드시 탈출 조건을 만들어야 한다. 탈출 조건이 없으면 무한 호출되어 스택 오버플로(stack overflow)에러가 발생한다.

 

# 중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수(nested function) 또는 내부 함수(inner function)이라 한다. 그리고 중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수(outer function)라 부른다. 중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수 있다. 

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

 

# 콜백 함수

// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat(n) {
	// i를 출력한다.
    for(var i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}

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


// 다른 일을 하는 함수 정의
// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat1(n) {
	// i를 반환한다.
    for(var i = 0; i < n; i++) console.log(i);
}

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

// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat2(n) {
	for(var i = 0; i < n; i++) {
    	// i가 홀수일 때만 출력한다.
        if(i % 2) console.log(i);
    }
}

repeat2(5); // 1 3

위의 예제는 함수들은 반복하는 일은 변하지 않고 공통적으로 수행하지만 반복하면서 하는 일의 내용은 다르다. 

즉, 함수의 일부분만이 다르기 때문에 매번 함수를 새롭게 정의해야 한다. 이 문제는 함수를 합성하는 것으로 해결할 수 있다.

// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 호출한다.
function repeat(n, f) {
	for(var i = 0; i < n; i++) {
    	f(i); // i를 전달하면서 f를 호출
    }
}

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

// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4

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


// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logOdds); // 1 3

이처럼 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수(callback function)라고 하며, 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수(Higer-Order Function)라고 한다.

고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다. 고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출한다. 다시 말해, 콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.

따라서 고차함수에 콜백 함수를 전달할 때 콜백 함수를 호출하지 않고 함수 자체를 전달해야 한다.

// 콜백 함수를 사용한 이벤트 처리
// myButton 버튼을 클릭하면 콜백 함수를 처리한다.
document.getElementById('myButton').addEventListener('click', function() {
	console.log('button clicked');
});

// 콜백 함수를 사용한 비동기 처리
// 1초 후에 메세지를 출력한다.
setTimeout(function () {
	console.log('1초 경과');
}, 1000);