17. 함수와 일급 객체

1. 일급 객체

“11. 함수”에서 살펴보았듯이 함수는 객체이고 값처럼 사용할 수 있다. 아래와 같은 조건을 만족하는 객체를 일급 객체(first-class object)라 한다.

  • 무명의 리터럴로 생성할 수 있다. 즉, 런타임에 생성이 가능하다.
  • 변수나 자료 구조(객체, 배열 등)에 저장할 수 있다.
  • 함수의 매개변수에게 전달할 수 있다.
  • 함수의 반환값으로 사용할 수 있다.
// 1. 무명의 리터럴로 생성할 수 있다.
// 2. 변수나 자료 구조에 저장할 수 있다.
// 런타임(할당 단계)에 함수 리터럴이 평가되어 함수 객체가 생성되고 변수에 할당된다.
const increase = function (num) {
  return ++num;
};

const decrease = function (num) {
  return --num;
};

// 함수 객체를 객체에 저장할 수 있다.
const predicates = { increase, decrease };

// 3. 함수의 매개변수에게 전달할 수 있다.
// 4. 함수의 반환값으로 사용할 수 있다.
function makeCounter(predicate) {
  let num = 0;

  return function () {
    num = predicate(num);
    return num;
  };
}

// makeCounter의 매개변수에게 함수 객체를 전달
const increaser = makeCounter(predicates.increase);
console.log(increaser()); // 1
console.log(increaser()); // 2

// makeCounter의 매개변수에게 함수 객체를 전달
const decreaser = makeCounter(predicates.decrease);
console.log(decreaser()); // -1
console.log(decreaser()); // -2

자바스크립트의 함수는 위의 조건을 모두 만족하므로 일급객체이다. 함수는 무명의 리터럴로 생성할 수 있으므로 코드의 어디에서든지 정의할 수 있다. 무명의 리터럴로 정의한 함수는 코드가 실행될 때, 즉 런타임(runtime)에 함수를 생성한다. 함수가 일급 객체라는 것은 함수를 값처럼 자유롭게 사용할 수 있다는 의미다. 즉, 자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 값처럼 인자로 전달할 수 있으며 반환할 수도 있다. 이는 함수형 프로그래밍을 가능케하는 자바스크립트의 장점 중에 하나이다.

함수형 프로그래밍
함수형 프로그래밍은 순수 함수(Pure function)와 보조 함수의 조합을 통해 외부 상태를 변경하는 부수 효과(side-effect)를 최소화하여 불변성(Immutability)을 지향하는 프로그래밍 패러다임이다.
로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하며, 변수 사용을 억제하거나 생명주기를 최소화하여 상태 변경을 피해 오류를 최소화하는 것을 목표로 한다. 조건문이나 반복문은 로직의 흐름을 이해하기 어렵게 하여 가독성을 해치고, 변수의 값은 누군가에 의해 언제든지 변경될 수 있어 오류 발생의 근본적 원인이 될 수 있기 때문이다.
함수형 프로그래밍 패러다임에서 함수를 매개변수에게 전달하거나 반환값으로 함수를 반환하는 함수를 고차 함수(High Order Function, HOF)라 한다. 고차 함수에 대해서는 배열에서 자세히 살펴볼 것이다.

함수는 객체이지만 일반 객체와는 차이가 있다. 일반 객체는 호출할 수 없지만 함수 객체는 호출할 수 있다. 그리고 함수 객체는 일반 객체에는 없는 함수 고유의 프로퍼티를 소유한다.

2. 함수 객체의 프로퍼티

함수는 객체이다. 따라서 함수도 프로퍼티를 가질 수 있다. 브라우저 콘솔에서 console.dir 메소드를 사용하여 함수 객체의 내부를 들여다 보자.

function square(number) {
  return number * number;
}

console.dir(square);

크롬 브라우저의 콘솔에서 출력한 함수 객체의 프로퍼티

일반 객체에는 없는 arguments, caller, length, name, prototype 프로퍼티가 함수 객체에는 존재한다. 이 프로퍼티 들의 프로퍼티 어트리뷰트를 Object.getOwnPropertyDescriptor 메소드로 확인해 보면 아래와 같다.

function square(number) {
  return number * number;
}

// arguments는 square 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, 'arguments');
// {value: null, writable: false, enumerable: false, configurable: false}

// caller는 square 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, 'caller');
// {value: null, writable: false, enumerable: false, configurable: false}

// length는 square 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, 'length');
// {value: 1, writable: false, enumerable: false, configurable: true}

// name은 square 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, 'name');
// {value: "square", writable: false, enumerable: false, configurable: true}

// prototype은 square 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, 'prototype');
// {value: {…}, writable: true, enumerable: false, configurable: false}

// __proto__는 square 함수 객체의 프로퍼티가 아니다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(square, '__proto__');
// undefined

// __proto__는 Object.prototype 객체의 접근자 프로퍼티이다.
// square 함수 객체는 Object.prototype 객체로부터 __proto__ 접근자 프로퍼티를 상속받는다.
Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype, '__proto__');
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true}

arguments, caller, length, name, prototype 프로퍼티는 모두 함수 객체의 데이터 프로퍼티이다. 하지만 __proto__는 접근자 프로퍼티이며 함수 객체의 프로퍼티가 아닌 Object.prototype 객체의 프로퍼티를 상속받은 것을 알 수 있다. 상속에 대해서는 “18. 프로토타입”에서 살펴보도록 하자.

함수 객체의 프로퍼티에 대해 하나씩 살펴보도록 하자.

2.1. arguments 프로퍼티

함수 객체의 arguments 프로퍼티 값은 arguments 객체이다. arguments 객체는 함수 호출 시 전달된 인수(argument)들의 정보를 담고 있는 순회 가능한(iterable) 유사 배열 객체(array-like object)이며 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용된다. 즉, 함수 외부에서는 사용할 수 없다.

arguments 프로퍼티
함수 객체의 arguments 프로퍼티는 현재 일부 브라우저에서 지원하고 있지만 ES3부터 표준에서 폐지(deprecated) 되었다. Function.arguments와 같은 사용 방법은 권장되지 않으며 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체를 참조하도록 한다.

자바스크립트는 함수 호출 시 함수 정의에 따라 인수를 전달하지 않아도 에러가 발생하지 않는다.

function multiply(x, y) {
  console.log(arguments);
  return x * y;
}

console.log(multiply());        // NaN
console.log(multiply(1));       // NaN
console.log(multiply(1, 2));    // 2
console.log(multiply(1, 2, 3)); // 2

함수를 정의할 때 선언한 매개변수는 함수 몸체 내부에서 변수와 동일하게 취급된다. 즉, 함수가 호출되면 함수 몸체 내에서 암묵적으로 매개변수가 선언되고 undefined로 초기화된 이후 인수가 할당된다.

선언된 매개변수의 개수보다 인수를 적게 전달했을 경우(multiply(), multiply(1)) 인수가 전달되지 않은 매개변수는 undefined로 초기화된 상태를 유지한다. 매개변수의 개수보다 인수를 더 많이 전달한 경우(multiply(1, 2, 3)) 초과된 인수는 무시된다.

그렇다고 초과된 인수가 그냥 버려지는 것은 아니다. 모든 인수는 암묵적으로 arguments 객체의 프로퍼티로 보관된다. 위 예제를 브라우저 콘솔에서 실행해 보자.

arguments 객체의 프로퍼티

arguments 객체는 인수를 프로퍼티 값으로 소유하며 프로퍼티 키는 인수의 순서를 나타낸다. arguments 객체의 callee 프로퍼티는 호출된 함수, 즉 arguments 객체를 생성한 함수를 가리키고 arguments 객체의 length 프로퍼티는 인수의 개수를 가리킨다.

arguments 객체의 Symbol(Symbol.iterator) 프로퍼티
arguments 객체의 Symbol(Symbol.iterator) 프로퍼티는 arguments 객체를 순회 가능한 자료 구조인 이터러블(iterable)로 만들기 위한 프로퍼티다. Symbol.iterator를 프로퍼티 키로 사용한 메소드를 구현하는 것에 의해 이터러블이 된다. 이에 대해서는 “이터러블”에서 자세히 살펴보기로 하자.
function multiply(x, y) {
  // 이터레이터
  const iterator = arguments[Symbol.iterator]();

  // 이터레이터의 next 메소드를 호출하여 이터러블 객체 arguments를 순회
  console.log(iterator.next()); // {value: 1, done: false}
  console.log(iterator.next()); // {value: 2, done: false}
  console.log(iterator.next()); // {value: 3, done: false}
  console.log(iterator.next()); // {value: undefined, done: true}

  return x * y;
}

multiply(1, 2, 3);

선언된 매개변수의 개수와 함수 호출 시에 전달하는 인수의 개수를 확인하지 않은 자바스크립트의 특성때문에 런타임 시에 호출된 함수의 인자 개수를 확인하고 이에 따라 함수의 동작을 달리 정의할 필요가 있을 수 있다. 이때 유용하게 사용되는 것이 arguments 객체이다.

arguments 객체는 매개변수 개수를 확정할 수 없는 가변 인자 함수를 구현할 때 유용하게 사용된다.

function sum() {
  let res = 0;

  // arguments 객체는 length 프로퍼티가 있는 유사 배열 객체이므로 for 문으로 순회할 수 있다.
  for (let i = 0; i < arguments.length; i++) {
    res += arguments[i];
  }

  return res;
}

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

arguments 객체는 배열의 형태로 인자 정보를 담고 있지만 실제 배열이 아닌 유사배열객체(array-like object)이다. 유사배열객체란 length 프로퍼티를 가진 객체로 for 문으로 순회할 수 있는 객체를 말한다.

ES6에서 도입된 이터레이션 프로토콜을 준수하면 순회 가능한 자료 구조인 이터러블이 된다. ES5의 arguments 객체는 유사배열객체이지만 ES6의 arguments 객체는 유사배열객체이자 이터러블이다.

유사배열객체는 배열이 아니므로 배열 메소드를 사용할 경우 에러가 발생하게 된다. 따라서 배열 메소드를 사용하려면 Function.prototype.call, Function.prototype.apply를 사용해 간접 호출해야 하는 번거로움이 있다. 간접 호출과 배열에 대해 아직 살펴보지 않았으므로 지금은 참고로만 알아두도록 하자.

function sum() {
  if (!arguments.length) return 0;

  // arguments 객체를 배열로 변환
  const array = Array.prototype.slice.call(arguments);
  return array.reduce(function (pre, cur) {
    return pre + cur;
  });
}

console.log(sum(1, 2));          // 3
console.log(sum(1, 2, 3, 4, 5)); // 15

이러한 번거로움을 해결하기 위해 ES6에서는 Rest 파라미터를 도입했다.

// ES6 Rest parameter
function sum(...args) {
  return !args.length ? 0 : args.reduce((pre, cur) => pre + cur);
}

console.log(sum(1, 2));          // 3
console.log(sum(1, 2, 3, 4, 5)); // 15

ES6의 Rest 파라미터의 도입으로 모던 자바스크립트에서는 arguments 객체의 중요성이 이전 같지는 않지만 언제나 ES6만을 사용하지는 않을 수 있기 때문에 알아둘 필요가 있다. arguments 객체와 Rest 파라미터에 대해서는 “Rest 파라미터”에서 좀더 자세히 살펴볼 것이다.

2.2. caller 프로퍼티

caller 프로퍼티는 ECMAScript 스펙에 포함되지 않은 비표준 프로퍼티이다. 이후 표준화될 예정도 없는 프로퍼티이므로 사용하지 말고 참고로만 알아두자. 관심이 없다면 지나쳐도 좋다.

함수 객체의 caller 프로퍼티는 함수 자신을 호출한 함수를 가리킨다.

function foo(func) {
  return func();
}

function bar() {
  return 'caller : ' + bar.caller;
}

// 브라우저에서의 실행한 결과
console.log(foo(bar)); // caller : function foo(func) {...}
console.log(bar());    // caller : null

함수 호출 foo(bar)의 경우, bar 함수를 foo 함수 내에서 호출했다. 이때 caller 프로퍼티는 bar 함수를 호출한 foo 함수를 가리킨다. 함수 호출 bar()의 경우, bar 함수를 호출한 함수는 없다. 따라서 caller 프로퍼티는 null을 가리킨다.

위 결과는 브라우저에서 실행한 결과이다. 만약 Node.js 환경에서 위 예제를 실행하면 다른 결과가 나온다. 이는 모듈과 관계가 있다. 모듈에 대해서는 Webpack 모듈 번들러와 함께 나중에 자세히 살펴볼 것이다.

2.3. length 프로퍼티

함수 객체의 length 프로퍼티는 함수 정의 시 선언한 매개변수의 개수를 가리킨다.

function foo() {}
console.log(foo.length); // 0

function bar(x) {
  return x;
}
console.log(bar.length); // 1

function baz(x, y) {
  return x * y;
}
console.log(baz.length); // 2

arguments 객체의 length 프로퍼티와 함수 객체의 length 프로퍼티의 값은 다를 수 있으므로 주의하여야 한다. arguments 객체의 length 프로퍼티는 인자의 개수를 가리키고, 함수 객체의 length 프로퍼티는 매개변수의 개수를 가리킨다.

2.4. name 프로퍼티

함수 객체의 name 프로퍼티는 함수명을 나타낸다. name 프로퍼티는 ES6 이전에는 비표준이었고 ES6에서 정식 표준이 되었다. name 프로퍼티는 ES5와 ES6에서 동작을 달리 하므로 주의하기 바란다.

익명 함수 표현식의 경우, ES5에서 name 프로퍼티는 빈 문자열을 값으로 갖는다. 하지만 ES6에서는 함수 객체를 가리키는 변수명을 값으로 갖는다.

// 기명 함수 표현식
var namedFunc = function foo() {};
console.log(namedFunc.name); // foo

// 익명 함수 표현식
var anonymousFunc = function() {};
// ES5: name 프로퍼티는 빈 문자열을 값으로 갖는다.
// ES6: name 프로퍼티는 함수 객체를 가리키는 변수명을 값으로 갖는다.
console.log(anonymousFunc.name); // anonymousFunc

// 함수 선언문(Function declaration)
function bar() {}
console.log(bar.name); // bar

“11.4.1 함수 선언문”에서 살펴본 바와 같이 함수명과 함수 객체를 가리키는 변수명은 의미가 다르다는 것을 잊지 말기 바란다. 함수를 호출할 때는 함수명이 아닌 함수 객체를 가리키는 변수명으로 호출한다.

2.5. __proto__ 접근자 프로퍼티

모든 객체는 [[Prototype]]이라는 내부 슬롯을 갖는다. [[Prototype]] 내부 슬롯은 객체 지향 프로그래밍의 상속을 구현하는 프로토타입 객체를 가리킨다. 프로토타입 객체에 대해서는 “17. 프로토타입”에서 자세히 살펴볼 것이다.

__proto__ 프로퍼티는 [[Prototype]] 내부 슬롯이 가리키는 프로토타입 객체에 접근하기 위해 사용하는 접근자 프로퍼티이다. 내부 슬롯에는 직접 접근할 수 없고 간접적인 접근 방법을 제공하는 경우에 한하여 접근할 수 있다. [[Prototype]] 내부 슬롯에도 직접 접근할 수 없으며 __proto__ 접근자 프로퍼티를 통해 간접적으로 프로토타입 객체에 접근할 수 있다.

const obj = { a: 1 };

// 객체 리터럴 방식으로 생성한 객체의 프로토타입 객체는 Object.prototype이다.
console.log(obj.__proto__ === Object.prototype); // true

// 객체 리터럴 방식으로 생성한 객체는 프로토타입 객체인 Object.prototype의 프로퍼티를 상속받는다.
// hasOwnProperty 메소드는 Object.prototype의 메소드이다.
console.log(obj.hasOwnProperty('a'));         // true
console.log(obj.hasOwnProperty('__proto__')); // false

2.6. prototype 프로퍼티

prototype 프로퍼티는 함수 객체만이 소유하는 프로퍼티이다. 일반 객체에는 prototype 프로퍼티가 없다.

// 함수 객체는 prototype 프로퍼티를 소유한다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(function() {}, 'prototype'));
// {value: {…}, writable: true, enumerable: false, configurable: false}

// 일반 객체는 prototype 프로퍼티를 소유하지 않는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor({}, 'prototype'));
// undefined

prototype 프로퍼티는 함수가 객체를 생성하는 생성자 함수로 사용될 때, 생성자 함수가 생성할 인스턴스의 프로토타입 객체를 가리킨다.

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