[Javascript] 13장 스코프 (deep dive)

스코프란?

스코프(유효범위)는 자바스크립트를 포함한 모든 프로그래밍 언어에서 기본적이며 중요한 개념이다. 자바스크립트의 스코프는 다른 언어의 스코프와 구별되는 특징이 있으므로 주의가 필요하다. 그리고 var 키워드로 선언한 변수와 let 또는 const 키워드로 선언한 변수의 스코프도 다르게 동작한다.

 

함수의 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다. 이것이 매개변수를 참조할 수 있는 유효범위, 즉 매개변수의 스코프가 함수 몸체 내부로 한정되기 때문이다.

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

add(2, 5);

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

 

변수는 코드 가장 바깥 영역뿐 아니라 코드 블록이나 함수 몸체 내에서도 선언할 수 있다. 이 때 코드 블록이나 함수는 중첩될 수 있다.

var var1 = 1; // 코드의 가장 바깥 영역

if (true) {
    var var2 = 2; // 코드 블록 내에서 선언한 변수
    if (true) {
        var var3 = 3; // 중첩된 코드 블록 내에서 선언한 변수
    }
}

function foo() {
    var var4 = 4; // 함수 내에서 선언한 변수
    
    function bar(){
        var var5 = 5; // 중첩된 함수 내에서 선언한 변수
    }
}

console.log(var1); // 1
console.log(var2); // 2
console.log(var3); // 3
console.log(var4); // ReferenceError: var4 is not defined
console.log(var5); // ReferenceError: var5 is not defined

 

변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위, 즉 다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위가 결정된다. 변수 뿐만 아니라 모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 한다. 즉 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

 

var x = 'global';

function foo() {
    var x = 'local';
    console.log(x);
}

foo(); // "local"

console.log(x); // "global"

위 예제에서 코드의 가장 바깥 영역에 선언된 x 변수는 어디서든 참조할 수 있지만 foo 함수 내부에서 선언된 x 변수는 foo 함수 내부에서만 참조할 수 있다. 이 때 두개의 x 변수는 식별자 이름이 동일하지만 스코프가 다른 별개의 변수다.

 

스코프의 종류

코드는 전역(global)과 지역(local)으로 구분할 수 있다.  이에 따라 스코프도 전역 스코프와 지역 스코프로 나뉜다. 이 때 변수는 자신이 선언된 위치(전역 또는 지역)에 의해 자신이 유효한 범위인 스코프가 결정된다 하였다. 전역(코드의 가장 바깥 영역)에서 선언된 변수는 전역 변수이고, 지역(함수 몸체 내부)에서 선언된 변수는 지역 변수다. 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다. 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

var x = 'global x';
var y = 'global y';

function outer() { // 지역 스코프
    var z = "outer's local z";
    
    console.log(x); // global x
    console.log(y); // global y
    console.log(z); // outer's local z
    
    function inner() { // 하위 지역 스코프
        var x = "inner's local x";
        
        console.log(x); // inner's local x
        console.log(y); // global y
        console.log(z); // outer's local z
    }
    
    inner();
}

outer();

console.log(x); // global x
console.log(z); // ReferenceError: z is not defined

 

스코프 체인

함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 게청즉 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 앞의 예제에서 지역은 outer 함수의 지역과 inner 함수의 지역이 있다. inner 함수는 outer 함수의 중첩 함수다. 그리고 outer 함수의 지역 스코프의 상위 스코프는 전역 스코프다.

전역 스코프
x	'global x'
y	'global y'
outer	<function object>

outer 지역 스코프
z	"outer's local x'
inner	<function object>

inner 지역 스코프
x	"inner's local x"

위의 표처럼 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다. 이렇게 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다. 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색 한다. 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있는 것이다. 반대로 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서는 참조할 수 없다.

 

모든 함수는 함수 이름과 동일한 이름의 식별자에 할당된다. 함수도 식별자에 할당되기 때문에 스코프를 갖는다. 일반 변수와 다를 것이 없다.

// 전역 함수
function foo() {
    console.log('global function foo');
}

function bar() {
    // 중첩 함수
    function foo() {
        console.log('local function foo');
    }
    foo(); // local function foo
}

bar();

 

함수 레벨 스코프

지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역은 지역 스코프를 만든다고 했다. 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미다. C나 자바 등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록(if, for, while, try/catch 등)이 지역 스코프를 만든다. 이러한 특성을 블록 레벨 스코프라 한다. 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프라 한다. 4장 변수에서 다루었던 var키워드의 단점을 여기서 볼 수 있다.

var x = 1;

if (true) {
    // var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드블록만을 지역 스코프로 인정한다.
    // 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
    // 따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다.
    // 이는 의도치 않게 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다.
    var x = 10;
}

console.log(x); // 10

var i = 10;

for (var i = 0; i < 5; i++) {
    console.log(i); // 0 1 2 3 4
}
// 의도치 않게 변수의 값이 변경될 수 있다.
console.log(i); // 5

ES6에서 도입된 let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다. 이에 대해서는 15장에서 자세히 살펴볼 예정이다.

 

렉시컬 스코프

어떤 값이 나올지 예상해보자

var x = 1;

function foo() {
    var x = 10;
    bar();
}

function bar() {
    console.log(x);
}

foo(); // ?
bar(); // ?

 

위 예제의 실행 결과는 bar 함수의 상위 스코프가 무엇인지에 따라 결정된다. 두 가지 패턴을 예측할 수 있다.

1. 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

2. 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

 

첫 번째 방식을 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라 부른다.

두 번째 방식을 렉시컬 스코프 또는 정적 스코프라 부른다. 상위 스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문이다.

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다. 따라서 위 예제는 bar 함수 객체는 전역에 정의된 함수이고 전역 스코프를 기억한다. 그렇기에 전역변수 x의 값 1을 두번 출력하게 된다. 렉시컬 스코프는 클로저와 깊은 관계가 있고 24장 클로저에서 자세히 살펴보자.