[JavaScript] 함수

함수

수학의 함수는 다음과 같습니다.

프로그래밍 언어의 함수도 수학의 함수와 같은 개념입니다. f(x, y) = x+y를 자바스크립트의 함수로 표현하면 다음과 같습니다.

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

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

프로그래밍에서 함수란?

일련의 과정을 문으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것이다.

• 매개변수 : 내부로 입력을 전달받는 변수
• 인수 : 입력
• 반환값 : 출력

함수는 함수 정의를 통해 생성합니다.

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

함수 실행은 함수 호출을 통해서 실행한다.

// 함수 호출
var result = add(2, 5);

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

함수를 사용하는 이유

• 함수는 몇 번이든 호출할 수 있으므로 코드의 재사용이라는 측에서 매우 유용하다.
• 유지보수의 편의성 향상
• 코드의 신뢰성 향상
• 코드의 가독성 향상

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 리터럴 === 함수 표현식)

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

※함수 리터럴의 구성

• function키워드
• 함수 이름
• 매개 변수 목록
• 함수 몸체

함수 리터럴은 값을 생성하기 위한 표기법이다.함수 리터럴은 평가되어 값을 생성하고, 이 값은 객체다.즉, 함수는 객체다.

하지만 함수와 일반 객체는 다르다.일반 객체는 호출할 수 없지만, 함수는 호출할 수 있다.

함수 정의

함수를 정의하는 방법

1) 함수 선언문

• 함수 선언문은 함수 이름을 생략할 수 없다.

// 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); // ƒ add(x, y)

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

// 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.

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

자바스크립트의 중괄호는 중의적 표현이다. {}블록은 문일 수 있고, 객체 리터럴일 수 있다.

자바스크립트는 중괄호를 코드의 문맥에 따라서 다르게 해석한다.

// 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

var bar = (function bar() { console.log('bar'); });
bar(); // bar

2) 함수 표현식

자바스크립트의 함수는 일급 객체이다.

일급 객체는 값처럼 변수에 할당 할 수 있고 프로퍼티 값이 될 수도 있으며 배열의 요소가 될 수 있다.

이러한 함수 정의 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. 이러한 함수를 익명 함수라 한다.

함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적이다.

// 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

3) 함수 생성 시점과 함수 호이스팅

// 함수 참조
console.dir(add); // ƒ 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 코드에선 호이스팅 된 코드로 보면 아래와 같다.

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

var sub;

// 함수 참조
console.dir(add); // ƒ 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 표현식
sub = function (x, y) {
  return x - y;
};

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 아닌 변수 호이스팅이 발생한다.

4) Function 생성자 함수

생성자 함수란?

생성자 함수는 객체를 생성하는 함수를 말한다. 객체를 생성하는 방식은 객체 리터럴 이외에 다양한 방법이 있다. 생성자 함수에 대해서는 17장에서 더 알아보겠다.

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

Function 생성자 함수로 함수를 생성하는 방식은 일반적이지 않고 바람직하지도 않다. Function 생성자 함수로 생성한 함수는 클로저를 생성하지 않는 등, 함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 동작한다.

5) 화살표 함수

ES6에서 도입된 화살표 함수는 function 키워드 대신 ⇒ 를 사용해 더 간략하게 함수 선언이 가능하다.

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

화살표 함수는 기존 함수보다 표현만 간략한 것이 아니라 내부 동작 또한 간략화되어 있다.

함수 호출

1) 매개변수와 인수

// 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);

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

var result = add();

위 두개는 동일하게 동작한다. 즉, 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 생성되고 일반 변수와 마찬가지로 undefined로 초기화된 이후 인수가 순서대로 할당됩니다.

함수는 매개변수의 개수와 인수의 개수가 일치하는지 체크하지 않습니다. 인수가 초과되면 무시하고, 부족하면 undefined가 됩니다.

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

// 함수 호출
var result = add(1, 2, 3, 4, 5); // 3

사실 초과하는 변수가 버려지는건 아니고 arguments 객체에 추가된다.

2) 인수 확인

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

위 함수를 개발자가 숫자를 더하는 의미로 개발을 했다고 가정하자.

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

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

하지만 자바스크립트는 위 코드도 문법상 어떠한 문제도 없다.

• 자바스크립트 함수는 매개변수와 인수 개수가 일치하지 않는다.
• 자바스크립트는 동적 타입 언어다. 따라서 자바스크립트 함수는 매개변수의 타입을 사전에 지정할 수 없다.

따라서 자바스크립트의 함수를 정의할 때 적절한 인수가 전달되었는지 확인할 필요가 있다.

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(add('a', 'b')); // TypeError: 인수는 모두 숫자 값이어야 합니다.

인수의 개수가 부족하여 undfined가 변수로 들어오는 것을 다음과 같이 막을 수 있다.

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

console.log(add(1, 2, 3)); // 6
console.log(add(1, 2)); // 3
console.log(add(1)); // 1
console.log(add()); // 0

ES6에서는 매개변수 기본값을 사용하여 인수 체크 및 초기화를 간소화 할 수 있다.

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

console.log(add(1, 2, 3)); // 6
console.log(add(1, 2)); // 3
console.log(add(1)); // 1
console.log(add()); // 0

3) 매개변수의 최대 개수

ECMASciript 사양에서는 매개변수의 최대 개수에 대해 명시적으로 제한하고 있지는 않다.

이상적인 함수는 한 가지 일만 해야하며 매개변수도 가급적 작게 만들어야 한다.

매개변수는 최대 3개 이상을 넘지 않는 것을 권장하며 그 이상의 매개변수가 필요하면 객체로 인수를 전달하는게 유리하다.

4) 반환문

• return 키워드와 표현식(반환값)으로 이뤄진 반환문을 사용해 함수 외부로 반환할 수 있습니다.

function multiply(x, y) {
  return x * y; // 반환문
}

// 함수 호출은 반환값으로 평가된다.
var result = multiply(3, 5);
console.log(result); // 15

• 반환문 이후에 다른 문이 존재하면 그 문은 실행되지 않고 무시된다.

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

• 반환문에 값을 넣지 않으면 undefined를 반환한다.

function foo () {
  return;
}

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

• 반환문은 생략될 수 있다.

function foo () {
  // 반환문을 생략하면 암묵적으로 undefined가 반환된다.
}

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

• return과 반환값에 줄바꿈이 있다면 세미콜론 자동 삽입 기능에 의해 undefined가 반환됨을 조심하자

function multiply(x, y) {
  // return 키워드와 반환값 사이에 줄바꿈이 있으면
  return // 세미콜론 자동 삽입 기능(ASI)에 의해 세미콜론이 추가된다.
  x * y; // 무시된다.
}

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

• 반환문은 함수 내부에서만 사용 가능하다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <script>
    return; // SyntaxError: Illegal return statement
  </script>
</body>
</html>

참조에 의한 전달과 외부 상태의 변경

원시 갑소가 객체의 비교에서 살표보았듯이, 원시 값은 값에 의한 전달, 객체는 참조에 의한 전달 방식으로 동작한다.

// 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"}

다양한 함수의 형태

1) 즉시 실행 함수

• 익명 즉시 실행 함수

// 기명 즉시 실행 함수
(function foo() {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

foo(); // ReferenceError: foo is not defined

• 기명 즉시 실행 함수

// 기명 즉시 실행 함수
(function foo() {
  var a = 3;
  var b = 5;
  return a * b;
}());

foo(); // ReferenceError: foo is not defined

즉시 실행 함수는 익명 함수를 사용하는 것이 일반적이다.

즉시 실행 함수는 반드시 ()로 감싸야 한다.

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

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

console.log(res); // 15

2) 재귀 함수

함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출이라고 한다.

팩토리얼은 재귀 함수로 간단히 구현할 수 있다.

// 팩토리얼(계승)은 1부터 자신까지의 모든 양의 정수의 곱이다.
// n! = 1 * 2 * ... * (n-1) * n
function factorial(n) {
  // 탈출 조건: n이 1 이하일 때 재귀 호출을 멈춘다.
  if (n <= 1) return 1;
  // 재귀 호출
  return n * factorial(n - 1);
}

console.log(factorial(0)); // 0! = 1
console.log(factorial(1)); // 1! = 1
console.log(factorial(2)); // 2! = 2 * 1 = 2
console.log(factorial(3)); // 3! = 3 * 2 * 1 = 6
console.log(factorial(4)); // 4! = 4 * 3 * 1 * 1 = 24
console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

3) 중첩 함수

함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 또는 내부 함수라고 한다. 그리고 중첩 함수를 포함하는 함수를 외부 함수라고 한다. 중첩 함수는 외부 함수 내부에서만 호출할 수 있다.

function factorial(n) {
  if (n <= 1) return 1;

  var res = n;
  while (--n) res *= n;
  return res;
}

console.log(factorial(0)); // 0! = 1
console.log(factorial(1)); // 1! = 1
console.log(factorial(2)); // 2! = 2 * 1 = 2
console.log(factorial(3)); // 3! = 3 * 2 * 1 = 6
console.log(factorial(4)); // 4! = 4 * 3 * 1 * 1 = 24
console.log(factorial(5)); // 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

4) 콜백 함수

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

// 외부에서 전달받은 f를 n만큼 반복 호출한다
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

5) 순수 함수와 비순수 함수

순수 함수 : 같은 값을 넘기면 항상 같은 값을 반환

• 외부 상태에 의존하지 않고 변경하지도 않는, 부수효과가 없는 함수
• 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환
• 전달된 인수에게만 의존해 반환값을 만든다.

var count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태

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

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

count = increase(count);
console.log(count); // 2

비순수 함수 : 같은 값을 넘겨도 다른 값을 반환하는 함수

• 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 부수효과가 있는 함수
• 외부상태에 따라 반환값이 달라진다.