스코프(Scope)

Javascript

스코프(Scope)

John' 2023. 11. 10. 18:00

인간은 망각의 동물이다. 특정한 행동이나 생각을 자주 하지 않으면 우리 뇌 속에서는 신경의 가지치기 현상이 일어난다고 한다. 우리가 어떤 생각, 기분, 행동을 수행하지 않으면 뇌는 그와 연관된 뉴런들을 발화시키지 않는데, 그 결과 그러한 생각, 기분, 행동이 점점 약해지다가 결국 시들어버리고 잊게 되는 것을 신경 가지치기라고 한다. 그렇기 때문에 우리는 초등학교 시절처럼 리코더를 연주할 수 없는거고, 곡면의 부피를 구하는 적분 공식이나 근의 공식등에 대해 더는 기억하지 못하는 것이다. 쉽건 어렵건 지금 나는 무조건 많이 생각하고 자꾸 써보고 사용해보는 것 밖에 방도가 없다 생각한다.

스코프란?
스코프, 즉 유효범위는 자바스크립트를 포함한 모든 프로그래밍 언어의 기본적이며 중요한 개념이다.
자바스크립트의 스코프는 다른 언어의 스코프와 구별되는 특징이 있으므로 주의가 필요하며, var 키워드로 선언한 변수와 let 또는 const 키워드로 선언한 변수의 스코프도 다르게 동작한다. 스코프는 변수 그리고 함수와 깊은 관련이 있다.

스코프란?

모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정되는데, 이때 식별자가 유효한 범위를 스코프라고 한다.

var x = 'global'; 

function foo() { 
	var x = 'local'; 
    console.log(x); 
} 

foo(); // local 
console.log(x); // global

식별자 결정: 자바스크립트 엔진은 스코프를 통해 이름이 같은 두 개의 변수 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정하는 것을 의미한다.
- 스코프는 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이다.
스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용 가능하다.
스코프는 네임스페이스이다.

❗ 네임스페이스는 프로그램에서 필요로 하는 전역 변수의 개수를 줄이는 동시에 과도한 접두어를 사용하지 않고도 이름이 겹치지 않게 해준다. 자바스크립트의 언어 문법에 내장되어 있지는 않지만, 네임스페이스는 꽤 쉽게 구현할 수 있는 기능입니다.
Javascript에서는 전역 공간(Namespace)이 하나밖에 없어서 변수 이름이 중복되기 쉽지만, 이름없는 랩퍼(Anonymous Wrapper)등을 사용하여 쉽게 처리할 수 있다고 한다.

var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용되어 의도치 않게 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생시키지만, let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

스코프의 종류

구분	설명	스코프	변수
전역	코드의 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수 본체 내부	지역 스코프	지역 변수

전역과 전역 스코프

전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 뜻하며, 전역은 전역 스코프를 만든다.
전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수가 되며, 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

지역과 지역 스코프

지역이란 함수 몸체 내부를 뜻하며, 지역은 지역 스코프를 만든다.
지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수가 되며, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프(중첩 함수)에서 유효하다.
자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 참조할 변수를 검색한다.

스코프 체인

함수 몸체 내부에서 정의한 함수를 중첩 함수, 중첩 함수를 포함하는 함수를 외부 함수라고 한다.
스코프는 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 가지게 되는데,
- 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프이다.
- 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라고 한다.
스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다.
- 자바스크립트 엔진은 코드를 실행하기에 앞서 계층적 구조인 렉시컬 환경을 실제로 생성한다.
- 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 렉시컬 환경에 키로 등록되고 할당이 일어나면 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.

스코프 체인에 의한 변수 검색 방법

자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.
- 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다.
- 절대 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다.

스코프 체인에 의한 함수 검색

// 전역 함수 
function foo() { 
	console.log('global function foo'); 
} 

function bar() { 
	// 중첩 함수 
	function foo() { 
    	console.log('local function foo'); 
    } 
    foo(); // 자바스크립트 엔진은 함수를 호출하기 위해서 우선적으로 식별자 foo를 검색한다.
} 

bar(); // local function foo

함수 선언문으로 함수를 정의하면 런타임 이전에 함수 객체가 먼저 생성된다.
자바스크립트 엔진은 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 암묵적으로 선언하고 생성된 함수 객체를 할당한다.

함수 레벨 스코프

코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다.
함수 레벨 스코프: var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정된다.

var i = 10;

// for문에 선언한 i는 전역 변수가 된다
// 이미 선언된 전역 변수 i가 있으므로 중복 선언된 상태
for (var i = 0; i < 5; i++) {
  console.log(i);	// 0 1 2 3 4
}

// 의도치 않게 변수의 값이 변경된다.
console.log(i);	// 5

let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다.

렉시컬 스코프

상위 스코프를 결정하는 방식은 두 가지 패턴이 있는데,
1. 함수를 어디서 호출했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. => 동적 스코프!!!
2. 함수를 어디에 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다. => 렉시컬 / 정적 스코프!!!
자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다.
- 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프이다!!!
함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정하는데,
- 함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다.
- 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

var x = 1; 

function foo() { 
	var x = 10; 
	bar(); 
} 

// 전역에서 정의된 함수 
// 전역 코드가 실행되기 전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성 
// 이때 bar 함수 객체는 자신이 정의 된 전역 스코프를 기억 
// bar 함수가 호출된 곳이 어디인지 관계없이 언제나 자신이 기억하는 전역 스코프를 상위 스코프로 이용
function bar() { 
	console.log(x); 
} 

// 전역 변수 x의 값 1을 두번 출력 
foo(); // 1 
bar(); // 1

추가(변수 선언 키워드 정리)

var vs. let vs. const

변수 선언에는 기본적으로 const를 사용하고 let은 재할당이 필요한 경우에 한정해 사용하는 것이 좋다. const 키워드를 사용하면 의도치 않은 재할당을 방지하기 때문에 좀 더 안전하다.

Var와 let, const 키워드는 다음과 같이 사용하는 것을 권장한다.

ES6를 사용한다면 var 키워드는 사용하지 않는다.

재할당이 필요한 경우에 한정해 let 키워드를 사용한다. 이때 변수의 스코프는 최대한 좁게 만든다.

변경이 발생하지 않고 읽기 전용으로 사용하는(재할당이 필요 없는 상수) 원시 값과 객체에는 const 키워드를 사용한다. const 키워드는 재할당을 금지하므로 var, let 키워드보다 안전하다.

❗ 변수를 선언하는 시점에는 재할당이 필요할지 아닐지 잘 모르는 경우가 많고, 객체는 의외로 재할당하는 경우가 드물다고 한다.
그렇기 때문에, 변수를 선언할 때는 일단 const 키워드를 사용하자!
반드시 재할당이 필요하다면(반드시 재할당이 필요한지 한번 생각해 볼 일이다) 그때 const 키워드를 let 키워드로 변경해도 절대로 결코 늦지 않다.

참고

모던 자바스크립트 Deep Dive(13장 스코프)

코어 자바스크립트 (2장 실행 컨텍스트)