모던 자바스크립트 Deep Dive #02 (변수)

변수란 무엇인가? 왜 필요한가? 

10 + 20

자바스크립트 엔진이 위 코드를 계산(평가evaluation)하려면 먼저 10, 20, +라는 기호(리터럴literal과 연산자operator)의 의미를 알고 있어야 하며, 10+20이라는 식(표현식expression)의 의미도 해석(파싱parsing)할 수 있어야 한다. 10+20이라는 식의 의미를 해석하면 + 연산을 수행하기 위해 먼저 + 연산자의 좌변과 우변의 숫자 값, 즉 피연산자operand를 기억한다. 사람이 뇌를 통해 계산과 기억을 하는 것처럼 컴퓨터는 CPU로 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

 

메모리memory는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀memory cell의 집합체다. 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트(8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기, 즉 1바이트 단위로 데이터를 저장write하거나 읽어read 들인다. 각 메모리 셀은 고유의 메모리 주소를memory address를 갖는다. 이 메모리 주소는 메모리 공간의 위치를 나타내며 0부터 시작해서 메모리의 크기만큼 정수로 표현된다. 

 

컴퓨터는 모든 데이터를 2진수로 처리한다. 따라서 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류(숫자, 텍스트, 이미지, 동영상 등)와 상관없이 모두 2진수로 저장된다. 

 

10 + 20을 성공적으로 연산을 끝내고 메모리에도 저장되었지만 재사용이 어렵다는 문제가 있다. 연산 결과 30이 저장된 메모리 공간에 직접 접근하는 것 외에는 방법이 없다. 하지만 이 방법도 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 매우 높다. 그래서 프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 매커니즘을 제공한다. 

 

• 변수variable : 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름. 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로, 값이 저장된 메모리 공간에 상징적인 이름을 붙인 것.
• 변수 이름(변수명) : 메모리 공간에 저장된 값을 식별할 수 있는 고유한 이름
• 변수 값 : 변수에 저장된 값
• 할당assignment(대입, 저장) : 변수에 값을 저장하는 것

변수에 여러 개의 값을 저장하는 방법

1. 여러 개의 값을 저장하려면 여러 개의 변수를 사용해야 한다
2. 배열이나 객체 같은 자료구조를 사용하면 관련이 있는 여러 개의 값을 그룹화해서 하나의 값처럼 사용할 수 있다

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식별자

변수 이름을 식별자identifier라고도 한다.

• 식별자 : 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름. 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 매핑 정보도 메모리에 저장되어야 한다. 값이 아니라 메모리 주소를 기억. 

식별자라는 용어는 변수 이름에만 국한해서 사용하지 않는다. 

• 변수 이름 : 메모리 상에 존재하는 변수 값 식별
• 함수 이름 : 메모리 상에 존재하는 함수(자바스크립트에서는 함수는 값)를 식별
• 즉, 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부른다. 

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변수 선언

변수 선언variable declaration : 변수를 생성하는 것. 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보allocate하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결name binding해서 값을 저장할 수 있게 준비. 

 

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수 뿐만 아니라 모든 식별자가 만약 선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError(참조 에러)가 발생한다. ReferenceError는 식별자를 통해 값을 참조하려 했지만 자바스크립트 엔진이 등록된 식별자를 찾을 수 없을 때 발생하는 에러다. 

• var : 대표적 단점은 함수 레벨 스코프function-level scope를 지원한다는 것. 이때문에 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 심각한 부작용이 발생하기도 한다. 이를 보완하기 위해 let과 const가 도입되었다. (var가 폐기deprecated 된 것은 아님. )
• let
• const

 

var score; // 변수 선언(변수 선언문)

var 키워드는 뒤에 오는 변수 이름으로 새로운 변수를 선언할 것을 지시하는 키워드다. 

(키워드keyword : 자바스크립트 코드를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진이 수행할 동작을 규정한 일종의 명령어.)

변수를 선언한 이후, 아직 변수에 값을 할당하지 않았으므로 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 비어있을 것으로 생각할 수 있으나 확보된 메모리 공간에는 undefined 라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화된다. 이것은 자바스크립트의 독특한 특정이다. (undefined : 자바스크립트에서 제공하는 원시타입의 값crimitive value)

 

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같이 2단계에 걸쳐 수행한다. 

1. 선언 단계 : 변수 이름을 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알림
2. 초기화 단계 : 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화

일반적으로 초기화initialization란 변수가 선언된 이후 최초로 값을 할당하는 것을 말한다. var 키워드로 선언한 변수는 undefined로 암묵적인 초기화가 자동 수행된다. 만약 초기화를 거치지 않으면 확보된 메모리 공간에는 이전에 다른 애플리케이션이 사용했던 값이 남아 있을 수 있다. 이러한 값을 쓰레기 값garbage value이라 한다. 따라서 메모리 공간을 확보한 다음, 값을 할당하지 않은 상태에서 곧바로 변수 값을 참조하면 쓰레기 값이 나올 수 있다. 자바스크립트의 var키워드는 암묵적으로 초기화를 수행하므로 이러한 위험으로부터 안전하다. 

 

※ 변수 이름은 어디에 등록되는가? 변수 이름을 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트execution context는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역. 변수 이름과 변수 값은 실행 컨텍스트 내에 키key/값value 형식인 객체로 등록되어 관리된다. 

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변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(score); // undefiend
var score; // 변수 선언문

변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 더 앞에 있다. 따라서 참조 에러가 발생할 것처럼 보이지만 실제로는 undefined가 출력된다. 그 이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임runtime이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다. 자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하지 위한 준비를 한다. 이때 소스코드 실행을 위한 준비 단계인 소스코드의 평가과정에서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문(변수 선언문, 함수 선언문 등)을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행한다. 그리고 소스코드의 평가 과정이 끝나면 비로소 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다. 즉, 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행한다. 

 

호이스팅variable hoisting : 모든 식별자(var, let, const, function, function*, class)가 코드의 선두로 끌어올려진 것처럼 동작하는 것

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값의 할당

변수에 값을 할당assignment(대입, 저장)할 때는 할당 연산자 = 를 사용한다. 할당 연산자는 우변의 값을 좌변의 변수에 할당한다. 변수 선언과 값의 할당을 하나의 문statement로 단축 표현할 수도 있다. 

var score; // 변수선언
score = 80; // 값의 할당

var score = 80 // 변수 선언과 값의 할당

변수 선언과 값의 할당을 나누어 표현한 코드와 단축 표현한 코드는 정확히 동일하게 동작한다. 이때 주의할 점은 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점이 다르다는 것이다. 변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다. (둘 다 변수의 선언과 값을 할당을 2개의 문으로 나누어 각각 실행한다. 따라서 변수에 undefined가 할당되어 초기화되는 것은 변함없음)

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값의 재할당

재할당 : 이미 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 또다시 할당하는 것

변수에 값을 재할당하면 이전 값이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 값을 저장한다. 

var score = 80; // 변수 선언과 값의 할당
score = 90; // 값의 재할당

재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경한다. 그래서 변수라고 하는 것이다. 만약 값을 재할당할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아니라 상수constant라 한다. 상수는 한번 정해지면 변하지 않는 값이다. 다시 말해 상수는 단 한 번만 할당할 수 있는 변수다.

 

cosnt 키워드 : ES6에서 도입된 const 키워드는 재할당이 금지된다. 단 한 번만 할당할 수 있는 변수.

가비지 콜렉터garbage collector : 애플리케이션이 할당allocate한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제release하는 기능. 더이상 사용되지 않는 메모리란 간단히 말하자면 어떤 식별자도 참조하지 않는 메모리 공간. 자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로서 메모리 누수memory leak를 방지한다. 단, 메모리에서 언제 해제될지는 예측할 수 없다. 

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식별자 네이밍 규칙

• 특수문자를 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 달러 기호($)를 포함할 수 있다.
• 단, 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어(_), 달로기호($)로 시작해야 한다. 숫자로 시작하는 것은 안됨. 
• 예약어는 식별자로 사용할 수 없다. 
• 대소문자를 구별한다. (ex. first 와 FIRST는 각각 별개의 이름)
• 변수 이름은 변수의 존재 목적을 쉽게 이해할 수 있도록 의미를 명확하게 표현해야 한다. 
• 별도의 주석이 필요하다면 변수의 존재 목적을 명확히 드러내지 못하는 것이다. 

네이밍 컨벤션naming convention

// 카멜 케이스 (camelCase)
var firstName;

// 스네이크 케이스 (snake_case)
var first_name;

// 파스칼 케이스 (PascalCase)
var FirstName;

// 헝가리언 케이스 (typeHungarianCase)
var strFistName; // type + identifier 
var $elem = document.getElementById('myId') // DOM노드
var observable$ = fromEvent(document, 'click'); RxJS 옵저버블