[JavaScript] 함수(Function) 에 대해서 알아보자

자바스크립트의 함수는 가장 중요한 핵심 개념이다.

스코프, 실행 컨텍스트, 클로저, 생성자 함수에 의한 객체 생성, 메서드, this, 프로토타입, 모듈화 등이 모두 함수와 깊은 관련이 있다.

 

 

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함수 정의 방법

함수는 함수 정의(function definition)를 통해 생성한다. 자바스크립트의 함수는 다양한 방법으로 정의할 수 있다.

밑에 방식을 제외하고도 다양한 방법이 있지만, 대표적으로 사용하는 2가지이다.

 

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

 

 

// 화살표 함수 정의
const add = (x, y) => {
    return x + y;
}
 
// 화살표 함수 간결한 방식 정의
const add = (x, y) => x + y;
 

 

 

함수는 정의만으로 함수가 실행되지 않는다. 함수를 실행하기 위해서는 인수(argument)를 매개변수(parameter)를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시해야 한다. 이를 함수 호출(function call/invoke)이라 한다.

// 함수 호출
const result = add(2, 5);
 
// 함수 add 인수 2, 5를 전달하면서 호출하면 반환값 7을 반환한다.
console.log(result); // 7

 

 

정리하자면, 밑에처럼 표현이 가능하다.

function add(x, y) { // add: 함수이름 // (x, y): 매개변수(parameter)
  return x + y;      // x + y : 반환값
}
// {}(블록) 전부가 함수 몸체
// function add() {] 전부가 함수 정의
 
 
add(2, 5); // (2, 5): 인수(argument)
// add(2, 5); 함수 

 

 

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함수를 사용하는 이유

함수는 필요할 때 여러번 호출할 수 있다. 즉, 실행 시점을 개발자가 결정할 수 있고 몇 번이든 재사용이 가능하다. 

동일한 작업을 반복적으로 수행해야 한다면 같은 코드를 중복해서 여러 번 작성하는 것이 아니라 미리 정의된 함수를 재사용하는 것이 효율적이다. 함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용성 측면에서 매우 유용하다.

 

함수를 사용안할 경우

let x = 0;
let y = 0;
let result = 0;
 
x = 1;
y = 3;
result = x + y; // 4
 
x = 2;
y = 3;
result = x + y; // 5
 
x = 4;
y = 5;
result = x + y; // 9

 

함수를 사용할 경우

function add(x, y) {
   return x + y;
}
let result = 0;
 
result = add(1, 3); // 4
result = add(2, 3); // 5
result = add(4, 5); // 9

 

 

위의 2가지 사례를 비교해보면 월등하게 코드가 깔끔해지는것을 확인해볼 수 있다. 추가적으로 코드를 중복해서 여러 번 작성하면 그 토드를 수정해야 할 때 증복된 횟수만큼 코드를 수정해야 한다. 따라서 중복된 횟수에 비례해서 코드 수정에 걸리는 시간이 증가한다. 또한 사람은 실수 하기 마련이므로 실수할 가능성도 높아진다. 코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과까지 있다.

 

 

함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 이름(식별자)를 붙일 수 있다. 협업을 위해 함수 이름 또한 자신의 역할을 잘 설명해야 한다. 적절한 함수 이름은 함수의 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 도우므로, 코드의 가독성을 높인다.

 

 

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함수 리터럴

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 따라서, 숫자 값을 숫자 리터럴로 생성하고 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다. 함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개 변수 목록, 함수 몸체로 구성된다.

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

 

함수 리터럴의 구성 요소는 다음과 같다.

 

첫째. 함수 이름

- 함수 이름은 식별자다. 따라서 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.

- 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다.

- 함수 이름은 생략할 수 있다. 이름이 있는 함수를 기명 함수(named function), 이름이 없는 함수를 무명/익명 함수(anonymous function)라 한다.

 

둘째. 매개변수 목록

- 0개 이상의 매개변수를 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분한다.

- 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당돈다. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있다.

- 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급된다. 따라서 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.

 

셋째. 함수 몸체

- 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록이다.

- 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행된다.

 

 

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함수 정의

// 함수 선언문
function add(x, y) {
  return x + y;
}
 
// 함수 표현식
const add = function (x, y) {
  return x + y;
}
 
// Function 생성자 함수
const add = new Function('x', 'y', 'return x + y');
 
// 화살표 함수(ES6)
const add = (x, y) => x + y;

 

 

함수 선언문

함수 선언문은 함수이름을 생략할 수 없다. 함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 

 

 

표현식인 문이라면 표현식이 평가되어 완료 값이 출력되야 한다. 하지만 add 함수는 표현식이 아닌 문이기 때문에 undefined가 출력된다.

// 표현식이 아닌 문이므로 할당 불가능
const variable = var sub;
 
// 함수 선언문도 표현식이 아닌 문이므로 변수에 할당할 수 없다.
// 하지만 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다.
const add = function add(x, y) {
  return x + y;
};
 
console.log(add(2, 5)); // 7

 

하지만, function add 처럼 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 1)표현식이 아닌 문인 함수 선언문으로 해석하는 경우와 2)표현식인 문인 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다.

 

함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다는 점을 제외하면 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 

그렇기 때문에, 기명 함수 리터럴은 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석될 가능성이 있다.

 

함수 이름이 있는 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석하고,

// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언으로 해석된다.
// 함수 선언문에서는 함수 이름을 생략할 수 없다.
function foo() { console.log('print foo') };
foo(); // print foo

 

함수 리터럴이 값으로 평가되어야 하는 문맥에서는 함수 리터럴 표현식으로 해석한다.

// 함수 리터럴을 피연산자로 사용하면 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴 표현식으로 해석된다.
// 함수 리터럴에서는 함수 이름을 생략할 수 있다.
(function bar() { console.log('print bar') });
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

 

위 예제에서 단독으로 사용된 함수 리터럴(foo)는 함수 선언문으로 해석된다.

그룹 연산자 () 내에 있는 함수 리터럴(bar)는 함수 리터럴 표현식으로 해석된다. 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 따라서 표현식이 아닌 문인 함수 선언문은 피연산자로 사용할 수 없다.

 

함수 선언문은 값이 아니기 때문에 호출할 수 없어야 하지만, foo 함수는 호출할 수 있었다. foo는 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자인 함수 이름이므로 foo로 함수로 호출할 수 없어야 한다. foo가 호출되기 위해서는 함수 객체를 가리키는 식별자여야 한다. 그렇지만, 가능한 이유는 foo함수는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자다. 따라서, 자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 함수 객체를 할당한다.

 

// 함수 선언문으로 선언을 하면
function add(x, y) {
  return x + y;
}
 
// 함수 리터럴 표현식으로 선언이 된다.
const add = function add(x, y) {
  return x + y;
}
 
console.log(add(2, 5)); // 7

 

 

함수 표현식

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 자바스크립트의 함수는 1)값처럼 변수에 할당할 수도 있고 2)프로퍼티 값이 될 수도 있으며 3)배열의 요소가 될 수도 있다. 이처럼 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다. 자바스크립트의 함수는 일급 객체다.

// 함수 표현식
const add = function (x, y) {
  return x + y;
}
console.log(add(2, 5)); // 7
 
// 기명 함수 표현식
const add = function foo (x, y) {
  return x + y;
}
// 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출
console.log(add(2, 5)); // 7
 
// 함수 이름으로 호출하면 ReferenceError가 발생한다.
// 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자다.
console.log(foo(2, 5)); // ReferenceError: foo is not defined
 
 

 

 

 

함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 함수 참조
console.dir(add); // [Function: add]
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;
}

 

함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다. 

함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없다.

이는 함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다.

 

함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성되고, 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고 생성된 함수 객체를 할당한다. 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 함수 호이스팅(function hoisting)이라 한다. 

 

함수 표현식은 변수에 할당되는 값이 함수 리터럴인 문이다. 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.

// 런타임 이전에는 var add = undefined 로 초기화된다.
var add = functon() {}
// 해당 줄에 해당되면 function 객체가 할당된다.

 

 

 

Function 생성자 함수

const 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.

 

 

 

화살표 함수

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

 

ES6에서 도입됬다. 화살표 함수는 기존의 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다. 화살표 함수는 생성자 함수로 사용할 수 없으며, 기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다.

 

 

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다양한 함수의 형태

즉시 실행함수

함수 정의와 동시에 즉각 호출되는 함수를 즉시 실행 함수(IIFE, Immediately Invoked Function Expression)라고 한다. 즉시 실행 함수는 단 한번만 호출되며 다시 호출할 수 없다.

즉시 실행 함수는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이지만, 기명 즉시 실행 함수도 사용할 수 있다.

// 익명 즉시 실행 함수
(function () {
  const a = 3;
  const b = 5;
  return a * b;
}());
 
// 기명 즉시 실행 함수
(function foo() {
  const a = 3;
  const b = 5;
  return a * b;
}());
 
foo(); // ReferenceError: foo is not defined
// 그룹 연산자 (...) 내의 기명함수는 함수 선언문이 아니라 리터럴로 평가되어 호출할 수 없다.

 

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

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있다.
const res = (function () {
  const a = 3;
  const b = 5;
  return a * b;
}());
 
console.log(res); // 15
 
 
// 즉시 실행 함수에도 일반 함수처럼 인수를 전달할 수 있다.
const res = (function (a, b) {
  return a * b;
}(3, 5));
 
console.log(rs); // 15

 

 

 

재귀 함수

재귀 함수(recursive function)는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출한다. 따라서 재귀 함수 내에는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다.

// 함수 표현식
const factorial = function foo(n) {
  // 탈출 조건이: n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈ㄹ춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 함수를 가리키는 식별자로 자기 자신을 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);
 
  // 함수 이름으로 자기 자신을 재귀 호출할 수도 있다.
  // console.log(factoral === foo); // true
  // return n * foo(n - 1);
};
 
console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

 

 

 

중첩 함수

- 함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수(nested function) 또는 내부 함수(inner function)

- 중첩 함수를 포함하는 함수를 외부 함수(outer function)

 

일반적으로 중첩 함수는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수(helper function)의 역할을 한다.

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

 

함수 정의는 문이 위치할 수 있는 문맥이라면 어디든지 가능하다. if 문이나 for 문 등의 코드 블록 내에서도 정의할 수 있다.

단, 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 if 문이나 for 문등의 코드 블록에서 함수 선언문을 통해 함수를 정의하는 것은 바람직하지 않다.

 

 

 

콜백 함수

// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat1(n) {
  // i를 출력한다.
  for (let i = 0; i < n; ++i) {
    console.log(i);
  }
}
 
repeat1(5); // 0 1 2 3 4 5
 
// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat2(n) {
  for (let i = 0; i < n; ++i) {
    // i가 홀수일 때만 출력한다.
    if (i % 2) {
      console.log(i);
    }
  }
}
 
repeat2(5); // 1 3

 

위 예제를 보면, 2개의 함수가 if문을 제외하고는 동일하게 동작한다. 그런데 일부분이 다르기 때문에 매번 함수를 새롭게 정의해야한다. 

 

이럴 경우 함수의 변하지 않는 공통 로직은 미리 정의해 두고, 경우에 따라 변경되는 로직은 추상화해서 함수 외부에서 함수 내부로 전달하는 것이다.

// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 호출한다.
function repeat(n, callBackFunc) {
  for (let i = 0; i < n; ++i) {
    callBackFunc(i);
  }
}
 
const logAll = function (i) {
  console.log(i);
};
 
// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logAll); // 0 1 2 3 4
 
const logOdds = function (i) {
  if (i % 2) console.log(i);
};
 
// 반복 호출할 함수를 인수로 전달한다.
repeat(5, logOdds); // 1 3

 

함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수(callback function)

매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수(Higher-Order Function, HOF)

 

고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다. 콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있다.

 

 

 

순수 함수와 비순수 함수

부수 효과가 없는 함수는 순수 함수(pure function)

부수 효과가 있는 함수를 비순수 함수(impure function)