[Javascript] 12장 함수(1) (deep dive)

함수란

수학의 함수는 입력을 받아 출력을 내보내는 일련의 과정을 정의한 것이다. 프로그래밍 언어의 함수도 수학의 함수와 같은 개념이다. 프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다. 이때 함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수(parameter), 입력을 인수(argument), 출력을 반환값(return value)이라 한다. 또한 함수는 값이며, 여러 개 존재할 수 있으므로 특정 함수를 구별하기 위해 식별자인 함수 이름을 사용할 수 있다.

// 함수 정의
function add(x, y){ // add기 함수 이름. x, y가 매개변수
    return x + y; // x + y 가 반환값
}

// 함수 호출
add(2, 5); // 2, 5가 인수

 

함수를 사용하는 이유

함수는 필요할 때 여러 번 호출할 수 있고 실행 시점을 개발자가 결정할 수 있다. 함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측면에서 매우 유용하다. 코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 또 적절한 함수 이름은 함수의 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 도와 코드의 가독성을 향상시킨다.

 

함수 리터럴

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

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

리터럴은 값을 생성하기 위한 표기법이다. 함수 리터럴도 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체다. 즉, 함수는 객체다. 다만 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다는 차이점을 가진다. 18장에서 더 알아볼 것이다.

 

함수 정의

함수 정의란 함수를 호출하기 이전에 인수를 전달받을 매개변수와 실행할 문들, 그리고 반환할 값을 지정하는 것을 말한다. 정의된 함수는 자바스크립트 엔진에 의해 평가되어 함수 객체가 된다. 함수를 정의하는 방법에는 4가지가 있다.

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;

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

 

1. 함수 선언문

함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

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

 

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 그러므로 변수에 할당할 수 없다. 하지만 다음 예제를 실행해보면 함수 선언문이 변수에 할당되는 것 처럼 보인다.

// 함수 선언문은 표현식이 아닌 문이므로 변수에 할당할 수 없다.
// 하지만 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다.
var add = function add(x, y){
    return x + y;
};

 

이렇게 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 함수 선언문으로 해석하는 경우와 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다. 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다는 점을 제외하면 함수 리터럴과 형태가 동일하기 때문이다. 함수 선언문이든 함수 리터럴 표현식이든 함수가 생성되는 것은 동일하다. 하지만 함수를 생성하는 내부 동작에 차이가 있다.

// 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석된다.
function foo() { console.log('foo'); }
foo(); // foo

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

foo는 함수 선언문으로 bar는 함수 리터럴 표현식으로 해석된다. bar 함수는 함수를 가리키는 식별자가 없기 때문에 호출할 수가 없는 것이다.자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성한다. 자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다. 함수를 호출할 때 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출한다. 즉, 함수 이름으로 호출 한 것이 아니라 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자로 함수를 호출한 것이다.

 

2. 함수 표현식

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 자바스크립트의 함수는 값처럼 변수에 할당 할 수도 있고 프로퍼티 값이 될 수도 있으며 배열의 요소가 될 수도 있다. 이처럼 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다. 자바스크립트의 함수는 일급 객체다. 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미다. 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당하여 함수를 정의하는 방식을 함수 표현식이라 한다.

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

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

함수 리터럴의 함수 이름은 생략할 수 있다. 함수 표현식의 함수 리터럴은 함수이름을 생략하는 것이 일반적이다.

다시 한번 말하지만 함수 선언문은 표현식이 아닌 문이고 함수 표현식은 표현식인 문이다.

 

3. 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

console.log(add); // [Function: add]
console.log(sub); // undefined

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

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

함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문에 위의 예제와 같은 결과가 나오게 된다.

모든 선언문이 그렇듯 함수 선언문도 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. 이처럼 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 특징을 함수 호이스팅이라 한다. 앞에서 다루었던 변수 호이스팅과는 미묘한 차이가 있다. 변수 선언문과 함수 선언문은 런타임 이전에 먼저 실행되어 식별자를 생성한다는 점에서 동일하다. 하지만 var 키워드로 변수는 undefined로 초기화 되고 함수 선언문으로 생성된 식별자는 함수 객체로 초기화된다. 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 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생한다. 따라서 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이후에 참조 또는 호출해야한다.

 

4. 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');

 

Function 생성자 함수로 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않다. Function 생성자 함수로 생성한 함수는 클로저를 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 + a;');
}());

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

클로저는 아직 살펴보지 않은 내용이다. 지금은 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 Function 생성자 함수로 생성한 함수가 동일하게 동작하지 않는다는 것을 주목하자.

 

5. 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 function 키워드 대신 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 함수에 대한 자세한 것은 26장에서 살펴보자.

 

함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출한다. 함수 호출 연산자 내에서는 0개 이상의 인수를 쉼표로 구분해서 나열한다. 함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 실행 흐름을 옮긴다.

 

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수(parameter)를 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. 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당된다. 함수가 호출될 때마다 매개변수는 이와 같은 단계를 거친다. 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다.

 

인수가 부족해서 할당되지 않은 매개변수의 값은 undefined가 되고, 인수가 초과되면 무시된다.

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

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

 

위 함수를 정의한 개발자의 의도는 2개의 숫자 타입 인수를 전달받아 그 합을 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'

 

자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다. 자바스크립트는 동적 타입 언어이기 때문에 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다. 그렇기 때문에 자바스크립트의 경우 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.

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('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 언어를 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 하나의 방법이다.

 

인수의 경우에는 전달되지 않은 경우 단축평가를 이용하거나 ES6에서 도입된 매개변수 기본값을 사용하면 함수 내에서 수행하던 인수 체크 및 초기화를 간소화 할 수 있다.

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

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

 

이상적인 매개변수의 개수는 0개이며 적을수록 좋다. 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 자게 만들어야 한다. 매개변수 개수는 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 예다.

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

주의할 점은 함수 내부로 전달한 객체를 함수 내부에서 변경하면 함수 외부의 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다는 것이다. 이는 뒤에서 자세히 살펴볼 것이다.

 

함수는 return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 실행 결과를 함수 외부로 반환한다. 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.