함수

1. 함수란?

함수는 자바스크립트에서 가장 중요한 핵심 개념이다. 자바스크립트의 핵심 개념인 스코프, 실행 컨텍스트, 클로저, 생성자 함수에 의한 객체 생성, 메서드, this, 프로토타입, 모듈화 등이 모두 함수와 깊은 관련이 있다. 따라서 자바스크립트를 정확히 이해하고 사용하기 위해 피해갈 수 없는 핵심 중의 핵심이라고 할 수 있다.

수학의 함수는 ‘입력(input)’을 받아 ‘출력(output)’을 내보내는 일련의 과정을 정의한 것이다. 예를 들어, f(x,y) = x + y라는 함수를 정의하고 이 함수에 두 개의 입력 2,5를 전달하면 함수는 정의된 과정, 즉 x + y를 실행하여 7을 출력한다.

프로그래밍 언어의 함수도 수학의 함수와 같은 개념이다. 함수 f(x,y) = x + y를 자바스크립트의 함수로 표현해 보자. 

1
2
3
4
5
6
7
// f(x,y) = x + y
function add(x,y) {
  return x + y;
}

// f(2,5) = 7
add(2,5); // 7

프로그래밍 언어의 함수는 일련의 과정을 문(statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.

프로그래밍 언어의 함수도 입력을 받아서 출력을 내보낸다. 이때 함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수(parameter), 입력을 인수(argument), 출력을 반환값(return value) 이라 한다. 또, 함수는 값이며 여러 개 존재할 수 있으므로 특정 함수를 구별하기 위해 식별자인 함수 이름을 사용할 수 있다.

함수의 구성 요소

함수는 함수 정의(function definition) 를 통해 생성한다. 자바스크립트의 함수는 다양한 방법으로 정의할 수 있다.
그런데, 함수 정의만으로 함수가 실행되는 것은 아니다. 인수를 매개변수에 할당하면서 함수에 전달하고 함수의 실행을 명시적으로 지시해야 한다.
이를 함수 호출(function call/invoke) 이라 한다. 함수를 호출하면 코드 블록에 담긴 문들이 일괄적으로 실행되고, 실행 결과, 즉 반환값을 반환한다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
// 함수 선언문을 통한 함수 선언
function add(x,y) {
  return x + y;
}

// 함수 호출
var result = add(2,5);

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

2. 함수의 사용 이유

함수는 필요할 때 여러 번 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. 우리 수학에서도 함수를 사용하는 이유와 같다. 함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측면에서 매우 유용하다.

함수는 객체 타입의 값이다. 따라서 이름(식별자)을 붙일 수 있다. 함수 이름은 변수 이름과 마찬가지로 함수 자신의 역할을 잘 설명해야 한다. 적절한 함수 이름은 함수의 내부 코드를 이해하지 않고도 함수의 역할을 파악할 수 있게 돕는다. 이는 코드의 가독성을 향상시킨다.
좋은 코드는 가독성이 좋은 코드이다.

3. 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, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성된다. 

1
2
3
4
// 변수에 함수 리터럴을 할당
var f = function add(x,y) {
  return x + y;
}

함수 리터럴의 구성 요소는 다음과 같다.

  • 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, 이름이 없는 함수를 무명/익명 함수라 한다.
  • 매개변수 목록
    • 0개 이상의 매개변수를 소괄호()로 감싸고 쉼표로 구분한다.
    • 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당된다. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있다.
    • 매개변수는 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급된다. 따라서 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 한다.
  • 함수 몸체
    • 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록이다.
    • 함수 몸체는 함수 호출에 의해 실행된다.

위 예제에서 보면 함수 리터럴을 변수에 할당하고 있다. 앞서 ‘리터럴’파트에서 살펴봤듯이 리터럴은 값을 생성하기 위한 표기법이다.
따라서 함수 리터럴도 평가되어 값을 생성하며, 이 값은 객체다. 즉 함수는 객체다.

함수는 객체지만 일반 객체와는 다르다. 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수는 호출할 수 있다. 그리고 일반 객체에는 없는 함수 객체만의 고유한 프로퍼티를 갖는다.

함수가 객체라는 사실은 다른 프로그래밍 언어와 구별되는 중요한 특징이다. 이 특징을 제대로 이해하지 않으면 함수를 제대로 이해하기 어렵다. 이에 대해서는 “함수와 일급 객체” 파트에서 자세히 살펴보자.

4. 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 선언문(function declaration/ function statement) 

    1
    2
    3
    function add(x,y) {
      return x + y;
    }

  • 함수 표현식(function expression) - 리터럴을 변수에 할당 

    1
    2
    3
    var add = function (x,y) {
      return x + y;
    }

  • Function 생성자 함수(Function constructor) - 잘 사용하진 않음 

    1
    var add = new Function('x', 'y', 'return x + y');

  • 화살표 함수(arrow function): ES6 - 중요 

    1
    var add = (x,y) => x + y;

모든 함수 정의 방식은 함수를 정의한다는 면에서는 동일하다. 하지만 미묘하지만 중요한 차이가 있다.

4.1 함수 선언문

함수 선언문을 사용해 함수를 정의하는 방식은 다음과 같다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
// 함수 선언문
function add(x,y) {
  return x + y;
}

// 함수 참조
// console.dir은 console.log와는 달리 함수 객체의 프로퍼티까지 출력한다.
// 단, Node.js 환경에서는 console.log와 같은 결과가 출력된다.
console.dir(add); // f add(x,y)

// 함수 호출
console.log(add(2,5)); // 7

함수 선언문은 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 단, 함수 리터럴은 함수 이름을 생략할 수 있으나 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다. 

1
2
3
4
5
// 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.
function (x,y) {
  return x + y;
}
// SyntaxError: Function statements require a function name

함수 선언문은 표현식이 아닌 문이다. 표현식이 아닌 문은 값으로 평가할 수 없다. 즉, 콘솔에서 함수 선언문을 실행하면 완료 값 undefined가 출력된다.

표현식이 아닌 문은 값으로 평가할 수 없으므로 변수에 할당할 수 없다. 함수 선언문도 표현식이 아닌 문이므로 변수에 할당할 수 없다. 하지만 다음 예제를 실행해보면 함수 선언문이 변수에 할당되는 것처럼 보인다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
// 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;
};

// 함수 호출
console.lo(add(2,5)); // 7

이렇게 동작하는 이유는 자바스크립트 엔진이 코드의 문맥에 따라 동일한 함수 리터럴을 표현식이 아닌 문인 함수 선언문으로 해석하는 경우와 표현식인 문인 함수 리터럴 표현식으로 해석하는 경우가 있기 때문이다. 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다는 점을 제외하면 함수 리터럴과 형태가 동일하다. 이는 함수 이름이 있는 기명 함수 리터럴은 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석될 가능성이 있다는 의미다.

예를 들어, { }은 블록문일 수도 잇고 객체 리터럴일 수도 있다. 즉, { }은 중의적 표현이다. 자바스크립트 엔진은 { }을 코드 블록으로 해석할까 객체 리터럴로 해석할까?
{ }처럼 중의적인 코드는 코드의 문맥에 따라 해석이 달라진다. { }이 단독으로 존재하면 자바스크립트 엔진은 { }을 블록문으로 해석한다. 하지만 { }이 값으로 평가되어야 할 문맥에서 피연산자로 사용되면 자바스크립트 엔진은 { }을 객체 리터럴로 해석한다. 이처럼 동일한 코드도 코드의 문맥에 따라 해석이 달라질 수 있다.

기명 함수 리터럴도 중의적인 코드다. 따라서 코드의 문맥에 따라 해석이 달라질 수 있다. 자바스크립트 엔진은 함수 이름이 있는 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석하고, 함수 리터럴이 값으로 평가돼야 하는 문맥이면 함수 리터럴 표현식으로 해석한다. 이때 함수 선언문이든 함수 리터럴 표현식이든 함수가 생성되는 것은 동일하다. 하지만 함수를 생성하는 내부 동작에 차이가 있다.
예제를 살펴보자. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석된다.
// 함수 선언문에서는 함수 이름을 생략할 수 없다.
function foo() { console.log('foo'); }
foo(); // foo

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

위 예제에서 단독으로 사용된 함수 리터럴 foo는 함수 선언문으로 해석된다. 하지만 그룹 연산자() 내에 있는 함수 리터럴 bar는 함수 선언문으로 해석되지 않고 함수 리터럴 표현식으로 해석된다. 그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 따라서 표현식이 아닌 문인 함수 선언문은 피연산자로 사용할 수 없다.

이처럼 이름이 있는 기명 함수 리터럴은 코드의 문맥에 따라 함수 선언문 또는 함수 리터럴 표현식으로 해석된다. 함수 선언문과 함수 리터럴 표현식은 함수 객체를 생성한다는 점에서 동일하지만 호출에 차이가 있다. 위 예제에서 함수 선언문으로 생성된 foo는 호출할 수 있으나 함수 리터럴 표현식으로 생성된 bar는 호출할 수 없다. 그 이유를 살펴보자.

앞에서 함수 이름은 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자다 라고 했다. 이는 함수 몸체 외부에서는 함수 이름으로 함수를 참조할 수 없으므로 함수 몸체 외부에서는 함수 이름으로 함수를 호출할 수 없다는 의미이다. 즉, 함수를 가리키는 식별자가 없다는 것과 마찬가지다. 따라서 위 예제의 bar 함수는 호출할 수 없다.

함수 이름 bar는 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 함수를 호출할 수 없다.

하지만 위 예제에서 함수 선언문으로 정의된 함수는 foo라는 이름으로 호출할 수 있었다. foo는 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자인 함수 이름이므로 foo로 함수를 호출할 수 없어야 한다. foo라는 이름으로 함수를 호출하려면 foo는 함수 이름이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자여야 한다. 그런데 위 예제에서는 식별자 foo를 선언한 적도 없고 할당한 적도 없다. foo는 도대체 무엇일까?

foo는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자다.

foo는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자다.

자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 해석해 함수 객체를 생성한다. 이때 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자이므로 함수 이름과는 별도로 생성된 함수 객체를 가리키는 식별자가 필요하다. 함수 객체를 가리키는 식별자가 없으면 생성된 함수 객체를 참조할 수 없으므로 호출할 수도 없다. 따라서 자바스크립트 엔진은 생성된 함수를 호출하기 위해 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 생성하고, 거기에 생성된 함수 객체를 할당한다.

지금까지 살펴본 함수 선언문을 의사 코드(pseudo code)로 표현하면 다음과 같다. 

1
2
3
4
5
var add = function add(x,y) {
  return x+y;
};

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

함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자 로 호출한다. 즉, 함수 선언문으로 생성한 함수를 호출한 것은 함수 이름 add가 아니라 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 생성한 식별자 add인 것이다. 함수 이름과 변수 이름이 일치하므로 함수 이름으로 호출되는 듯하지만 사실은 식별자로 호출된 것이다.

함수 객체를 가리키는 식별자로 호출

사실은 위 의사 코드가 바로 다음에 살펴볼 함수 표현식이다. 결론적으로 자바스크립트 엔진은 함수 선언문을 함수 표현식으로 변환해 함수 객체를 생성한다고 생각할 수 있다. 단, 중요한 것은 함수 선언문과 함수 표현식이 정확히 동일하게 동작하는 것은 아니다.

4.2 함수 표현식

자바스크립트의 함수는 객체 타입의 값이다. 값의 성질을 갖는 객체를 일급 객체라 한다. 따라서 자바스크립트의 함수는 일급 객체다. 함수가 일급 객체라는 것은 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미다.

함수는 일급 객체이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있다. 이러한 함수 정의 방식을 함수 표현식이라 한다. 함수 선언문으로 정의한 add함수를 함수 표현식으로 바꿔서 정의하면 다음과 같다. 

1
2
3
4
5
6
// 함수 표현식
var add = function (x,y) {
  return x+y;
};

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

함수 리터럴의 함수 이름은 생략할 수 있다. 이러한 함수를 익명 함수라 한다. 함수 표현식의 함수 리터럴은 함수이름을 생략하는 것이 일반적이다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
// 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 ReferenceError가 발생한다.
// 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자다.
console.log(foo(2,5)); // ReferenceError: foo is not defined

자바스크립트 엔진은 함수 선언문의 함수 이름으로 식별자를 암묵적 생성하고 생성된 함수 객체를 할당하므로 함수 표현식과 유사하게 동작하는 것처럼 보인다. 하지만 함수 선언문과 함수 표현식이 정확히 동이랗게 동작하지는 않는다.

함수 선언문 - “표현식이 아닌 문”
함수 표현식 - “표현식인 문”

이로 인해 미묘하지만 중요한 차이가 있다.

4.3 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

예제를 살펴보자. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
// 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;
};

위 예제와 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 함수의 생성 시점이 다르기 때문이다.

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, 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 호이스팅이라 한다.

함수 호이스팅과 변수 호이스팅은 미묘한 차이가 있으므로 주의가 필요하다.
var 키워드를 사용한 변수 선언문과 함수 선언문은 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 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 한번에 기술한 축약 표현과 동일하게 동작한다. 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 무시한다. 이 같은 문제 때문에 함수 선언문 대신 함수 표현식을 사용할 것을 권장한다.

4.4 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. 사실 new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일하다.

Function 생성자 함수로 지금까지 살펴본 add 함수를 생성해보자. 

1
2
3
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 클로저를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

따라서 이 방법보다 함수 선언문, 함수 표현식으로 함수를 생성하는게 더 바람직하다.

4.5 화살표 함수

ES6에서 새롭게 도입된 화살표 함수는 function 키워드 대신 화살표를 사용해 좀 더 간략한 방법으로 함수를 선언할 수 있다. 화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의한다. 

1
2
3
// 화살표 함수
const add = (x,y) => x + y;
console.log(add(2,5)); // 7

화살표 함수는 기존의 함수 선언문 또는 함수 표현식을 완전히 대체하기 위해 디자인된 것은 아니다. 화살표 함수는 기존의 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다.

화살표 함수는 생성자 함수로 사용할 수 없으며 기존의 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않는다. 화살표 함수에 대해서는 심화 개념을 살펴본 후 자세히 살펴보도록 하자.

5. 함수 호출

함수는 함수를 가리키는 식별자와 한 쌍의 소괄호인 함수 호출 연산자로 호출한다. 함수 호출 연산자 내에는 0개 이상의 인수를 쉼표로 구분해서 나열한다. 함수를 호출하면 현재의 실행 흐름을 중단하고 호출된 함수로 흐름을 옮긴다. 이때 매개변수에 인수가 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행되기 시작한다.

5.1 매개변수와 인수

함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달한다. 인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 한다. 인수는 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
// 함수 선언문
function add(x,y) {
  return x+y;
}

// 함수 호출
// 인수 1과 2는 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. 함수가 호출될 때마다 매개변수는 이와 같은 단계를 거친다.
매개변수와 인수

매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다. 즉, 매개변수의 스코프는 함수 내부이다.
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.

매개변수보다 인수가 더 많은 경우 초과된 인수는 무시된다. 

1
2
3
4
5
function add(x,y) {
  return x + y;
}

console.log(add(2,5,10));

사실 초과된 인수가 그냥 버려지는 것은 아니다. 모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다.

5.2 인수 확인

다음 예제를 살펴보자. 

1
2
3
function add(x,y) {
  return x + y;
}

위 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 다음과 같이 호출될 수 있다. 

1
2
3
4
5
6
function add(x,y) {
  return x + y;
}

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

이러한 상황이 발생한 이유는 다음과 같다.

  • 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수의 개수가 일치하는지 확인하지 않는다.
  • 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. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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('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 타입스크립트(Typescript)와 같은 정적 타입을 선언할 수 있는 자바스크립트의 상위 확장을 도입해서 컴파일 시점에 부적절한 호출을 방지할 수 있게 하는 것도 방법이다.

5.3 매개변수의 최대 개수

ECMAScript 사양에서는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하고 있진 않지만 무한히 사용하기에는 물리적 한계가 있다. 그렇다면 매개변수는 최대 몇 개까지 사용하는 것이 좋을까?

매개변수는 순서에 의미가 있다. 따라서 매개변수가 많아지면 함수를 호출할 때 전달해야 할 인수의 순서를 고려해야 한다. 이는 함수의 사용법을 이해하기 어렵게 만들고 실수를 발생시킬 가능성을 높인다.

이상적인 매개변수의 개수는 0개이며 적을수록 좋다. 매개변수의 개수가 많다는 것은 함수가 여러가지 일을 한다는 증거이므로 바람직하지 않다. 이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 한다.

따라서 매개변수는 최대 3개까지 사용하는 것을 권장한다. 만약 그 이상의 매개변수가 필요하다면 하나의 매개변수를 선언하고 객체를 인수로 전달하는 것이 유리하다. 

1
2
3
4
5
6
$.ajax({
  method: 'POST',
  url: '/user',
  data: {id: 1, name: 'Lee'},
  cache: false
});

객체를 인수로 사용하는 경우 프로퍼티 키만 정확히 지정하면 매개변수의 순서를 신경 쓰지 않아도 된다. 또한 명시적으로 인수의 의미를 설명하는 프로퍼티 키를 사용하게 되므로 코드의 가독성도 좋아지고 실수도 줄어드는 효과가 있다.

하지만 주의할 것은 함수 외부에서 함수 내부로 전달한 객체를 함수 내부에서 변경하면 함수 외부의 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다는 것이다. 이에 대해서는 나중에 자세히 알아보도록 하자.

5.4 반환문

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

1
2
3
4
5
6
7
function multiply(x,y) {
  return x * y; // 반환문
}

// 함수 호출은 반환값으로 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. 표현식 파트에서 살펴봤듯이 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. 

1
2
3
4
5
6
7
function multiply(x,y) {
  return x * y; // 반환문
  // 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.
  console.log('실행되지 않는다.');
}

console.log(multiply(3,5)); // 15

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

1
2
3
4
5
function foo() {
  return;
}

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

반환문은 생략할 수 있다. 이때 함수는 함수 몸체의 마지막 문까지 실행한 후 암묵적으로 undefined를 반환한다.
또한, 반환문은 함수 몸체 내부에서만 사용할 수 있다. 전역에서 반환문을 사용하면 문법 에러(SyntaxError)가 발생한다. 

1
2
3
<script>
  return; // SyntaxError: Illegal return statement
</script>

참고로 Node.js는 모듈 시스템에 의해 파일별로 독립적인 파일 스코프를 갖는다. 따라서 Node.js 환경에서는 파일의 가장 바깥 영역에 반환문을 사용해도 에러가 발생하지 않는다.

6. 참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달 방식으로 동작한다. 매개변수도 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급되므로 매개변수 또한 타입에 따라 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달 방식을 그대로 따른다.

함수를 호출하면서 매개변수에 값을 전달하는 방식을 값에 의한 호출, 참조에 의한 호출로 구별해 부르는 경우도 있으나 동작 방식은 값에 의한 전달, 참조에 의한 전달과 동일하다.
예제를 살펴보자. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
// 매개변수 primitive는 원시값을 전달받고, 매개변수 obj는 객체를 전달받는다.
function changeVal(primitive, obj) {
  primitive += 100;
  obj.name = 'Kim';
}

// 외부 상태
var num = 100;
var person = { name: 'Lee' };

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

// 원시값은 값 자체가 복사되어 전달되고 객체는 참조값이 복사되어 전달된다.
changeVal(num, person);

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

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

chanegeVal 함수는 매개변수를 통해 전달받은 원시 타입 인수와 객체 타입 인수를 함수 몸체에서 변경한다. 더 엄밀히 말하자면 원시 타입 인수를 전달받은 매개변수 primitive의 경우, 원시값은 변경 불가능한 값이므로 직접 변경할 수 없기 때문에 재할당을 통해 할당된 원시값을 새로운 원시값으로 교체했고, 객체 타입 인수를 전달받은 매개변수 obj의 경우, 객체는 변경 가능한 값이므로 직접 변경할 수 있기 때문에 재할당 없이 직접 할당된 객체를 변경했다.

이때 원시 타입 인수는 값 자체가 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 그 값을 변경해도 원본은 훼손되지 않는다. 하지만 객체 타입 인수는 참조값이 복사되어 매개변수에 전달되기 때문에 함수 몸체에서 참조값을 통해 객체를 변경할 경우 원본이 훼손된다. 다시 말해, 외부 상태, 즉 함수 외부에서 함수 몸체 내부로 전달한 참조값에 의해 원본 객체가 변경되는 부수 효과가 발생한다.

값에 의한 호출, 참조에 의한 호출

이처럼 함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워진다. 이는 코드의 복잡성을 증가시키고 가독성을 해치는 원인이 된다.
이러한 현상은 객체가 변경할 수 있는 값이며, 참조에 의한 전달 방식으로 동작하기 때문에 발생하는 부작용이다.

이러한 문제의 해결 방법 중 하나는 객체를 불변 객체로 만들어 사용하는 것이다. 이를 통해 외부 상태가 변경되는 부수 효과를 없앨 수 있다.
이에 대한 것은 추후에 살펴보도록 하겠다.

7. 다양한 함수의 형태

7.1 즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 즉시 호출되는 함수를 즉시 실행 함수라고 한다. 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출되며 다시 호출할 수 없다. 

1
2
3
4
5
6
// 익명 즉시 실행 함수
(function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

즉시 실행 함수는 함수 이름이 없는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다. 함수 이름이 있는 기명 즉시 실행 함수도 사용할 수 있다. 하지만 그룹 연산자 (…) 내의 기명 함수는 함수 선언문이 아니라 함수 리터럴로 평가되며 함수 이름은 함수 몸체에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 즉시 실행 함수를 다시 호출할 수 없다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
// 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. 그렇지 않으면 다음과 같이 에러가 발생한다.

1
2
3
function () { // SyntaxError: Function statements require a function name
  // ...
}

위 예제에서 에러가 발생하는 이유는 함수 정의가 함수 선언문의 형식에 맞지 않기 때문이다. 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다. 그렇다면 기명 함수를 정의해 그룹 연산자 없이 호출해보자. 

1
2
3
function foo() {
  // ...
}(); // SyntaxError: Unexpected token

위 예제에서도 에러가 발생한다. 그 이유는 자바스크립트 엔진이 암묵적으로 수행하는 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 함수 선언문이 끝나는 위치, 즉 함수 코드 블록의 닫는 중괄호 뒤에 ‘;’이 암묵적으로 추가되기 때문이다.
따라서 함수 선언문 뒤의 (…) 는 함수 호출 연산자가 아니라 그룹 연산자로 해석되고, 그룹 연산자에 피연산자가 없기 때문에 에러가 발생한다.
그룹 연산자의 피연산자는 값으로 평가되므로 기명 또는 무명 함수를 그룹 연산자로 감싸면 함수 리터럴로 평가되어 함수 객체가 된다. 

1
2
console.log(typeof (function f(){})); // function
console.log(typeof (fuction (){})); // function

즉, 그룹 연산자로 함수를 묶은 이유는 먼저 함수 리터럴을 평가해서 함수 객체를 생성하기 위해서다. 따라서 먼저 함수 리터럴을 평가해서 함수 객체를 생성할 수 있다면 다음과 같이 그룹 연산자 이외의 연산자를 사용해도 좋다. 가장 일반적인 방식은 첫 번째 방식이다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
// 가장 일반적인 방식
(function () {
  // ... 
}());

(function () {
  // ...
})();

!function () {
  // ...
}();

+function () {
  // ...
}();

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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 값을 반환할 수 있다.
var res = (function () {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

console.log(res); // 15

// 즉시 실행 함수도 일반 함수처럼 인수를 전달할 수 있다.
var res = (function (a, b) {
  return a * b;
}(3,5));

console.log(res); // 15

즉시 실행 함수 내에 코드를 모아 두면 혹시 있을 수도 있는 변수나 함수 이름의 충돌을 방지할 수 있다.

7.2 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라 한다. 재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수를 말한다.

재귀 함수는 반복되는 처리를 위해 사용한다. 예를 들어, 10부터 0까지 출력하는 함수를 구현해보자. 

1
2
3
4
5
function countdown(n) {
  for (var i = n; i >= 0; i--) console.log(i);
}

countdown(10);

위 countdown 함수는 문제없이 잘 동작한다. 하지만 반복문 없이도 구현할 수 있는 방법이 있다. 

1
2
3
4
5
6
7
function countdown(n) {
  if (n < 0)  return;
  console.log(n);
  countdown(n - 1); // 재귀 함수
}

countdown(10);

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

재귀 함수는 자신을 무한 재귀 호출한다. 따라서 재귀 함수 내에는 재귀 호출을 멈출 수 있는 탈출 조건을 반드시 만들어야 한다. 탈출 조건이 없으면 함수가 무한 호출되어 스택 오버플로 에러가 발생한다.

재귀함수는 반복문을 사용하는 것보다 재귀 함수를 사용하는 편이 더 직관적으로 이해하기 쉬울 때만 한정적으로 사용하는 것이 바람직하다.

7.3 중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 또는 내부 함수라 한다. 그리고 중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수라 부른다. 일반적으로 중첩 함수는 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할을 한다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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();

ES6부터 함수 정의는 문이 위치할 수 있는 문맥이라면 어디든지 가능하다. 함수 선언문의 경우 ES6 이전에는 코드의 최사우이 또는 다른 함수 내부에서만 정의할 수 있었으나 ES6부터는 if문이나 for문 등의 코드 블록 내에서도 정의할 수 있다.

단, 호이스팅으로 인해 혼란이 발생할 수 있으므로 if문이나 for문 등의 코드 블록에서 함수 선언문을 통해 함수를 정의하는 것은 바람직하지 않다.

7.4 콜백 함수

어떤 일을 반복 수행하는 repeat 함수를 정의해보자. 

1
2
3
4
5
6
7
// 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

repeat함수는 매개변수를 통해 전달받은 숫자만큼 반복하며 console.log(i)를 호출한다. 이때 repeat함수는 console.log(i)에 강하게 의존하고 있어 다른 일을 할 수 없다. 따라서 만약 repeat 함수의 반복문 내부에서 다른 일을 하고 싶다면 함수를 새롭게 정의해야 한다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
// n만큼 어떤 일을 반복한다.
function repeat1(n) {
  // i를 출력한다.
  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

위 예제의 함수들은 반복하는 일은 변하지 않고 공통적으로 수행하지만 반복하면서 하는 일의 내용으 ㄴ다르다. 즉, 함수의 일부분만이 다르기 때문에 매번 함수를 새롭게 정의해야 한다. 이 문제는 함수를 합성하는 것으로 해결할 수 있다. 함수의 변하지 않는 공통 로직은 미리 정의해 두고, 경우에 따라 변경되는 로직은 추상화해서 함수 외부에서 함수 내부로 전달하는 것이다. 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 출력한다
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

위 repeat 함수는 경우에 따라 변경되는 일을 함수 f로 추상화했고 이를 외부에서 전달받는다. 자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 함수의 매개변수를 통해 함수를 전달할 수 있다. repeat 함수는 더 이상 내부 로직에 강력히 의존하지 않고 외부에서 로직의 일부분을 함수로 전달받아 수행하므로 더욱 유연한 구조를 갖게 되었다.

이처럼 함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라 하며, 매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 한다.