[BOOK] 모던 자바스크립트 Deep Dive 12 함수

* 함수 *
JS에서 가장 중요한 핵심 개념.
일련의 과정을 문 (statement)으로 구현하고 코드 블록으로 감싸서 하나의 실행 단위로 정의한 것
프로그래밍 언어의 함수도 입력을 받아서 출력을 내보낼 때, 함수 내부로 입력을 전달받는 변수를 매개변수 (parameter),
입력을 (argument), 출력을 반환 값(return value)이라 한다.
함수는 값이며, 여러 개 존재할 수 있으므로 특정 함수를 구별하기 위해 식별자인 함수 이름을 사용할 수 있음.

함수는 함수 정의를 통해 생성되는데, 함수 정의만으로 함수가 실행되는 것은 아니라,
함수를 호출하면 코드 블록에 담긴 문들이 일괄적으로 실행되고, 실행 결과, 즉 반환 값을 반환함.
(함수 호출 : 인수를 매개변수를 통해 함수에 전달하면서 함수의 실행을 명시적으로 지시하는 것)

[ 함수를 사용하는 이유 ]
함수는 필요할 때 여러 번 호출할 수 있음. 실행 시점을 개발자가 결정할 수 있고 몇 번이든 코드의 재사용이 가능하다.
코드의 중복을 억제하고 재사용성을 높이는 함수는 유지보수의 편의성을 높이고 실수를 줄여 코드의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 또한, 함수는 객체 타입의 값이므로 이름을 붙일 수 있어서, 코드의 가독성을 향상한다.

[ 함수 리터럴 ]
JS의 함수는 객체 타입의 값이기에, 객체를 객체 리터럴로 생성하는 것처럼 함수도 함수 리터럴로 생성할 수 있다.
함수 리터럴은 function 키워드, 함수 이름, 매개변수 목록, 함수 몸체로 구성됨.

< 함수 이름 >
- 함수 이름은 식별자. 따라서 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 함.
- 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자
- 생략 가능. 기명 함수, 무명/익명 함수

< 매개변수 목록 >
- 0개 이상의 매개변수를 소괄호로 감싸고 쉼표로 구분
- 각 매개변수에는 함수를 호출할 때 지정한 인수가 순서대로 할당됨. 즉, 매개변수 목록은 순서에 의미가 있음.
- 함수 몸체 내에서 변수와 동일하게 취급됨. 따라서 매개변수도 변수와 마찬가지로 식별자 네이밍 규칙을 준수해야 함.

< 함수 몸체 >
- 함수가 호출되었을 때 일괄적으로 실행될 문들을 하나의 실행 단위로 정의한 코드 블록
- 함수 호출에 의해 실행됨.

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

[ 함수 정의 ]
변수는 '선언' 한다고 했지만 함수는 '정의' 한다고 표현함.

- 함수를 정의하는 4가지 방법 -

< 1. 함수 선언문 >

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

// 함수 호출
console.log(add(2, 5)); // 7

// 기명 함수 리터럴을 단독으로 사용하면 함수 선언문으로 해석된다.
// 함수 선언문에서는 함수 이름을 생략할 수 없다.
// foo는 JS엔진이 암묵적으로 생성한 식별자
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.
// 함수 이름 bar는 함수 몸체 내에서만 참조할 수 있는 식별자이므로 함수를 호출할 수 없다.
(function bar() {console.log('bar'); });
bar(); // ReferenceError: bar is not defined

함수는 함수 이름으로 호출하는 것이 아니라 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출한다.
즉, 함수 선언문으로 생성한 함수를 호출한 것은 함수 이름 sum이 아니라 JS엔진이 암묵적으로 생성한 식별자 sum.
함수 이름과 변수 이름이 일치하므로 함수 이름으로 호출되는 듯하지만 사실은 식별자로 호출된 것.

2. 함수 표현식
함수 표현식 : JS는 일급 객체 (값의 성질을 갖는 객체) 이므로 함수 리터럴로 생성한 함수 객체를 변수에 할당할 수 있음.
함수 표현식의 함수 리터럴은 함수 이름을 생략하는 것이 일반적.
함수 선언문은 "표현식이 아닌 문"이고 함수 표현식은 "표현식인 문"

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

// 함수 객체를 가리키는 식별자로 호출
console.log(sum(2, 5)); // 7

// 함수 이름으로 호출하면 ReferenceError가 발생.
// 함수 이름은 함수 몸체 내부에서만 유효한 식별자.
console.log(add(2, 5)); // ReferenceError: add is not defined

< 함수 생성 시점과 함수 호이스팅 >

// 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;
};

함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있음.
그러나 함수 표현식으로 정의한 함수는 함수 표현식 이전에 호출할 수 없음.
함수 선언문으로 정의한 함수와 함수 표현식으로 정의한 함수의 생성 시점이 다르기 때문.
함수 호이스팅 : 함수 선언문이 코드의 선두로 끌어올려진 것처럼 동작하는 JS 고유의 특징.
변수 할당 문의 값은 할당 문이 실행되는 시점, 즉 런타임에 평가되므로 함수 표현식의 함수 리터럴도 할당문이 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체가 됨.
함수 표현식으로 함수를 정의하면 함수 호이스팅이 발생하는 것이 아니라 변수 호이스팅이 발생.

3. Function 생성자 함수
JS가 기본 제공하는 빌트인 함수인 Function 생성자 함수에 매개변수 목록과 함수 몸체를 문자열로 전달하면서 new 연산자와 함께 호출하면 함수 객체를 생성해서 반환함. ( new 연산자 없이 호출해도 결과는 동일 )
Function 생성자 함수로 생성하는 방식은 일반적이지 않으며 바람직하지도 않음, 클로저 (closure)를 생성하지 않는 등.
함수 선언문이나 함수 표현식으로 생성한 함수와 다르게 작동.

4. 화살표 함수 (ES6)
화살표 함수는 항상 익명 함수로 정의.
기존 함수와 this 바인딩 방식이 다르고, prototype 프로퍼티가 없으며 arguments 객체를 생성하지 않음.

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

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[ 함수 호출 ]

< 매개변수와 인수 >
함수를 실행하기 위해 필요한 값을 함수 외부에서 함수 내부로 전달할 필요가 있는 경우, 매개변수를 통해 인수를 전달.
인수는 값으로 평가될 수 있는 표현식이어야 하며, 함수를 호출할 때 지정하며, 개수와 타입에 제한이 없다.

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

// 함수 호출
// 인수 1과 2가 매개변수 x와 y에 순서대로 할당되고 함수 몸체의 문들이 실행된다.
var result = sum(1, 2);

function sum(x, y) {
  console.log(x, y); // 2 5
  return x + y;
}

add(2, 5);

// add 함수의 매개변수 x, y는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있음.
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

console.log(add(2)); // NaN

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

< 인수 확인 >

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

< 매개변수의 최대 개수 >
함수의 매개변수는 코드를 이해하는 데 방해되는 요소이므로 이상적인 매개변수 개수는 0개이며 적을수록 좋다.
매개변수의 개수가 많다는 것은 함수가 여러 가지 일을 한다는 증거이므로 바람직하지 않음.
이상적인 함수는 한 가지 일만 해야 하며 가급적 작게 만들어야 함.

< 반환 문 >
함수 호출은 표현식이며, 함수 호출 표현식은 return 키워드가 반환한 표현식의 평가 결과, 즉 반환 값으로 평가됨.

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

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

function foo () {
  return;
}

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

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

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

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[ 다양한 함수의 형태 ]

< 즉시 실행 함수 >

// 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

< 재귀 함수 >
함수가 자기 자신을 호출하는 것을 재귀 호출 (recursive call)이라 함.
재귀 함수 (recursive function)는 자기 자신을 호출하는 행위, 즉 재귀 호출을 수행하는 함수.

function countdown(n) {
  for (var i = n; i >= 0; i --) console.log(i);
}

countdown(10);

function countdown(n) {
  if (n > 0) return;
  console.log(n);
  countdown(n - 1); // 재귀 호출
}

countdown(10);

< 중첩 함수 >
함수 내부에 정의된 함수를 중첩 함수 (nested function) 또는 내부 함수 (inner function)라 함.
중첩 함수를 포함하는 함수는 외부 함수 (outer function)라 부름. 중첩 함수는 함수 내부에서만 호출 가능.
일반적으로 중첩 함수는 자신을 포함하는 외부 함수를 돕는 헬퍼 함수의 역할을 한다.

< 콜백 함수 >
함수의 매개변수를 통해 다른 함수의 내부로 전달되는 함수를 콜백 함수라고 하며,
매개변수를 통해 함수의 외부에서 콜백 함수를 전달받은 함수를 고차 함수라고 함.
고차 함수는 콜백 함수를 자신의 일부분으로 합성한다.
고차 함수는 매개변수를 통해 전달받은 콜백 함수의 호출 시점을 결정해서 호출함.
콜백 함수는 고차 함수에 의해 호출되며 이때 고차 함수는 필요에 따라 콜백 함수에 인수를 전달할 수 있음.
콜백 함수는 함수형 프로그래밍 패러다임뿐만 아니라 비동기 처리(이벤트 처리, Ajax 통신, 타이머 함수 등)에 활용되는 중요한 패턴.

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

// 콜백 함수를 사용한 이벤트 처리
// myBtn 버튼을 클릭하면 콜백 함수를 실행한다.
document.getElementById('myByn').addEventListener('click', function () {
  console.log('button clicked');
});

// 콜백 함수를 사용한 비동기 처리
// 1초 후에 메세지를 출력
setTimeout(function () {
  console.log('1초 경과');
}, 1000);

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 map
var res = [1, 2, 3].map(function (item) {
  return item * 2;
});

console.log(res); // [2, 4, 6]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 filter
res = [1, 2, 3].filter(function (item) {
  return item % 2;
});

console.log(res); // [1, 3]

// 콜백 함수를 사용하는 고차 함수 reduce
res = [1, 2, 3].reduce(function (acc, cur) {
  return acc + cur;
}, 0);

console.log(res); // 6

< 순수 함수와 비순수 함수 >

순수 함수 : 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환하는 함수.
어떤 외부 상태에도 의존하지 않고 오직 매개변수를 통해 함수 내부로 전달된 인수에게만 의존해 반환 값을 만듦.
즉, 부수 효과가 없는 함수.

비순수 함수 : 외부 상태에 의존하거나 외부 상태를 변경하는, 즉 부수 효과가 있는 함수

var count = 0; // 현재 카운트를 나타내는 상태: increase 함수에 의해 변화.

// 순수 함수 increase는 동일한 인수가 전달되면 언제나 동일한 값을 반환
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
function increase() {
  return ++count; // 외부 상태에 의존하며 외부 상태를 변경한다.
}

// 비순수 함수는 외부 상태(count)를 변경하므로 상태 변화를 추적하기 어려워진다.
increase();
console.log(count); // 1

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

함수가 외부 상태를 변경하면 상태 변화를 추적하기 어려워지므로 외부 상태의 변경을 지양하는 순수 함수를 사용하는 것이 좋음.
함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과를 최소화해서 불변성 (immutability)을 지향하는 프로그래밍 패러다임.

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※ 참고 : 모던 자바스크립트 Deep Dive