[모던 자바스크립트 Deep Dive] 12 함수

• 수학의 함수: 입력을 받아 출력을 내보내는 일련의 과정
• 프로그래밍의 함수: 일련의 과정을 문 statement로 구현하고, 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것
• 함수의 구성 요소
  • 매개변수 parameter: 함수 내부로 입력을 전달받는 변수
  • 인수 argument: 입력
  • 출력 return value: 출력
• 함수는 함수 정의 function definition을 통해 생성
• 함수 호출 function call/invoke: 인수를 매개 변수를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시

// 함수 정의
function add(x, y) {
  return x + y;
}
// 함수 호출
add(2, 5);

함수를 사용하는 이유

• 코드의 재사용
• 유지보수의 편의성
• 코드의 신뢰성
• 코드의 가독성

함수 리터럴

• 함수는 객체 타입의 값
• 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있음. 일반 객체에는 없는 함수 객체 고유의 프로퍼티 갖음
• 함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개 변수 목록, 함수 몸체로 구성

구성 요소	설명
함수 이름	함수 이름은 식별자. 따라서 식별자 네이밍 규칙을 준수 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자 함수 이름은 생략 가능. 이름이 있는 함수 기명함수 named function, 이름이 없는 함수를 무명/익명 함수 anonymous function이라 함
매개변수 목록	0개 이상의 매개 변수를 소괄호로 감싸로 쉼표로 구분 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있음 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급. 따라서 식별자 네이밍 준수
함수 몸체	함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들은 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행

 

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

함수 정의

• 함수를 정의하는 4가지 방법
  • 함수 선언문 
  • 함수 표현식
  • Function 생성자 함수
  • 화살표 함수(ES6)
• 각 정의 방식에는 차이가 있음
• 변수는 선언  declaration / 함수는 정의 definition
• 함수 선언문이 평가되면 식별자가 암묵적으로 생성되고 함수 객체가 할당됨

// 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;

함수 선언문

• 함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하나, 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없음
• 함수 선언문은 표현식이 아닌 문 (원래 표현식이 아닌 문은 변수에 할당할 수 없음)
• 자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거이에 함수 객체를 할당
• 함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
// 실제 동작하는 느낌
// 좌 식별자, 우 함수 이름
var add = function add(x, y) {
  return x + y;
};
// 식별자로 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

함수 표현식

• 자바스크립트의 함수는 일급 객체
• 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있음
• 함수 리터럴의 함수 이름은 생략할 수 있으며 표현식에서 일반적으로 함수 이름 생략
• 함수 선언문은 표현식이 아닌 문 / 함수 표현식은 표현식인 문

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

// 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

// 함수 이름으로 호출하면 ReferenceError 발생
// 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자
console.log(foo(2, 5)); // ReferenceError: foo is not defined

함수 생성 시점과 함수 호이스팅

• 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다름
• 함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당
• 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트의 고유 특징을 함수 호이스팅 function hoisting 이라고 함
• 변수 할당문의 값은 할당문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 됨
• 함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 아닌 변수 호이스팅이 발생
• 위 특성 때문에 JSON 창시자 더글라스는 함수 선언문 대신 함수 표현식 사용 권장

// 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;
};

Function 생성자 함수

• 빌트인 함수 Function 생성자 함수에 매개 변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환 (new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일)
• Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지 않음
• 클로저 closure를 생성하지 않는 등 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작함

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 + a");
})();

console.log(add2(1, 2)); // ReferenceError: a is not defined

화살표 함수

• ES6에서 도입된 화살표 함수 arrow function는 function 키워드 대신 화살표 fat arrow =>를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수 선언 가능
• 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의
• 내부 동작 또한 간략화 되어 있음
  • 생성자 함수로 사용 불가능
  • 기존 함수와 this 바인딩이 다름
  • prototype 프로퍼티가 없음
  • arguments 객체를 생성하지 않음

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

함수 호출

• 함수를 가리키는 식별자와 한쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출
• 함수 호출 연산자 내에는 0개 이상의 인수를 쉼표로 구분해서 나열
• 함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮김
• 이 때 매개 변수가 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행

매개변수와 인수

• 함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수 parameter(인자)를 통해 인수 argument를 전달
• 인수는 값으로 표현될 수 있는 표현식, 개수와 타입에 제한 없음
• 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조 불가능
• 함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수 일치 여부 판단 x
  • 인수가 부족할 경우: 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined
  • 인수가 더 많을 경우: 초과된 인수는 무시됨, 암묵적으로 arguments  객체의 프로퍼티로 보관

function add(x, y) {
  console.log(arguments);
  return x + y;
}

console.log(add(2)); 
// Arguments [2, callee: ƒ, Symbol(Symbol.iterator): ƒ] 
// NaN
console.log(add(1, 2, 4));
// Arguments(3) [1, 2, 4, callee: ƒ, Symbol(Symbol.iterator): ƒ]
// 3

인수 확인

• 자바스크립트 엔진 인수 확인 문제점
  • 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인 안함
  • 자바스크립트는 동적 타입 언어, 매개변수 타입을 사전에 지정 불가능
• 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인 필요
• arguments 객체를 통해 인수 개수 확인 가능
•  ES6에 도입된 매개변수 기본 값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화 가능. 매개변수 기본값은 매개변수에 인수를 전달하지 않을 경우와 undefined를 전달하였을 경우에만 유효
• 타입스크립트 같은 정적 타입을 선언할 수 있는 자바스크립트의 상위 확장을 도입하여 컴파일 시점에 부적절한 호출 을 방직하는 것도 하나의 방법

// 적절한 인수 전달 확인
function add(x, y) {
  if (typeof x !== "number" || typeof y !== "number") {
    throw new TypeError("인수는 모두 숫자 값이어야 합니다");
  }
  return x + y;
}

console.log(add(2)); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다
console.log(add(1, "a")); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다

// 기본 값 할당
function add1(a, b, c) {
  a = a || 0;
  b = b || 0;
  c = c || 0;
  return a + b + c;
}

// 기본 값 할당 ES6
function add2(a = 0, b = 0, c = 0) {
  return a + b + c;
}

매개변수의 최대 개수

• 매개 변수가 많아지면 유지보수성이 떨어지고 사용이 힘들어짐
• 이상적인 함수는 한가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 함
• 매개 변수는 최대한 0개에 가깝게 유지해야하며 3개를 넘기지 않도록, 그 이상의 매개변수를 전달할 경우에는 하나의 매개변수를 선언하고 객체를 인수로 전달
• 다만 함수 외부에서 내부로 전달한 객체를 함수 내부에서 변경할 경우 함수 외부의 객체가 변경되는 부수 효과 side effect 발생 유의

// jQuery의 ajax 메서드에 객체를 인수로 전달 예시
$.ajax({
  method: "POST",
  url: "/user",
  data: { id: 1, name: "Jin" },
  cache: false,
});

반환문

• 함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 함수 외부로 반환 return 할 수 있음
• 반환문은 생략 가능
• 반환문의 역할
  • 반환문은 함수의 실행을 중단하고 함수 몸체를 빠져나감 (반환문 이후의 다른 문 무시)
  • return 키워드 뒤에 오는 표현식을 평가해 반환, 표현식을 명시적으로 지정안할 경우 undefined 반환

function add(x, y) {
  return x + y;
  console.log("실행되지 않음"); // 반환문 이후의 다른 문은 실행되지 않고 무시
}

var result = add(1, 2); // 함수 호출은 반환 값으로 평가

참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

• 원시 타입 인수는 값 자체가 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경해도 원본은 훼손되지 않음
• 객체 타입 인수는 참조 값이 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경했을 경우 원본도 훼손 (부수효과)
• 대응 방법
  • 옵저버 패턴 등을 통해 객체를 참조를 공유하는 모든 이들이 객체 변경을 추적할 수 있도록 함
  • 객체를 불변 객체 immutable object로 만들어 사용
• 순수함수: 외부 상태를 변경하지 않고, 외부 상태에 의존하지 않는 함수
• 순수함수를 통해 부수효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그래밍의 안정성을 높이는 프로그래밍 패러다임을 함수형 프로그래밍이라고 함

function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = "Jin";
}

// 외부 상태
var num = 100;
var person = { name: "Park" };

console.log(num); // 100
console.log(person); // { name: 'Park' }

// 원시 값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조 값이 복사되어 전달
changeVal(num, person);
// 원시 값은 값 원본이 훼손되지 않음
console.log(num); // 100
// 객체는 원본이 훼손
console.log(person); // { name: 'Jin' }

다양한 함수 형태

즉시 실행 함수

• 함수의 정의와 동시 즉시 호출되는 함수를 함수를 즉시 실행 함수 IIFE, Immediately Invoked Function Expression
• 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며, 다시 호출 불가
• 즉시 실행 함수는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적, 기명 실행 함수도 실행 가능하나, 기명 함수는 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴로 평가되기 때문에 함수 이름은 함수 몸체에서만 참조 가능한 식별자이므로 다시 호출할 수 없음 (의미 없음)
• 즉시 실행함수는 그룹 연산자 (...)로 감싼 뒤 사용
• 즉시 실행 함수는 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있음

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환 가능
var res = (function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a + b;
})();
console.log(res); // 8

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 인수 전달 가능
res = (function (a, b) {
  return a + b;
})(3, 5);
console.log(res); // 8

재귀 함수

• 재귀 호출 recursive call: 함수가 자기 자신을 호출
• 재귀 함수 recursive function: 재귀 호출을 수행하는 함수
• 함수 내부에서 자기 자신을 호출할 때 사용한 식별자인 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효
• 재귀 함수 내에서는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건이 반드시 있어야 함. 탈출 조건이 없을 경우 스택 오버플로 stack overflow 에러가 발생

// 팩토리얼
function factorial(n) {
  // 탈출 조건: n이 1 이하일 떄 재귀 호출 중단
  if (n <= 1) return 1;
  // 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);
}

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

 

중첩 함수

• 함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 nested function 또는 내부 함수 inner function이라고 함
• 중첩 함수를 포함하고 있는 함수는 외부 함수 outer function이라고 함
• 중첩 함수는 외부 함수 내에서만 호출 가능
• 일반적으로 중첩함수는 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수 helper function의 역할을 함
• ES6부터 함수 정의는 문이 위치할 수 있는 문맥이라면 어디든지 가능 (if문이나 for문 등의 코드 블록 내 등)
• ES6 이전에는 코드의 최상위 또는 다른 함수 내부에서만 정의 가능
• 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 if 문이나 for 문 등의 코드 블록에서 함수 선언문을 통해 함수를 정의하는 것은 지양
• 중첩 함수는 스코프와 클로저에 깊은 관련이 있음

function outer() {
  var x = 1;
  // 중첩 함수
  function inner() {
    var y = 2;
    // 외부 함수의 변수 참조 가능
    console.log(x + y); // 3
  }
  inner();
}

outer();

콜백 함수

• 콜백 함수 callback function: 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수
• 고차 함수 HOF Higher-Order Function: 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백함수를 전달받은 함수
• 고차 함수는 매개변수로 받은 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성하고, 호출 시점을 결정해서 호출하며, 필요에 따라서 콜백 함수에 인수를 전달 할 수 있음
• 함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수) 등에 사용되는 중요 패턴
• 배열 고차 함수에도 사용

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

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

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

// 콜백 함수를 사용한 비동기 처리
setTimeout(function () {
  console.log("1초 경과");
});

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 map
var res = [1, 2, 3].map(function (item) {
  return item * 2;
});
console.log(res); // [ 2, 4, 6 ]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 filter
res = [1, 2, 3].filter(function (item) {
  return item % 2;
});
console.log(res); // [ 1, 3 ]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 reduce
res = [1, 2, 3].reduce(function (acc, cur) {
  return acc + cur;
}, 0);
console.log(res); // 6

순수 함수와 비순수 함수

• 순수 함수 pure function: 어떤 외부 상태에 의존하지도 않고, 변경하지 않는, 즉 부수 효과가 없는 함수
• 비순수 함수 impure function: 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수
• 함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성을 지향하는 프로그래밍 패러다임

var count = 0;

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

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

var count = 0;

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

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