13.스코프

2022.03.14.

제로베이스 네카라쿠배 온라인스쿨 1기 과정(2021. 11 ~ 2021. 12)에서 공부했던 Javascript Deepdive 교재의 내용 요약 및 필자의 생각을 정리한 내용입니다. 원서의 내용 챕터의 일부를 요약한 내용으로 보다 자세한 내용은 원서를 참조 바랍니다.

13장 스코프

13.1 스코프란?

스코프(유효범위)는 자바스크립트를 포함한 모든 프로그래밍 언어의 기본적이며 중요한 개념이다. 특히 자바스크립트에는 다른 언어 스코프와 구별되는 특징이 있어 주의가 필요하다.
함수의 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고 함수 몸체 외부에서 참조할 수 없다고 했는데 이러한 매개변수를 참조할 수 있는 유효범위, 즉 매개변수의 스코프가 함수 몸체 내부로 한정되기 때문에 그렇다.
변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위, 즉 다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위가 결정된다.
- 모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정되며 이를 스코프라 한다.
- 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

var x = "global"

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

foo()

console.log(x)

코드 가장 바깥 영역(전역)과 foo 함수 내부(함수)에 같은 이름을 갖는 x 변수를 선언했고, 각각 x 변수를 참조하는 코드에서 자바스크립트는 두 변수중 어떤 변수를 참조해야 할 것인지를 결정하게 되는데 이를 식별자 결정(identifier resolution)이라 한다.
스코프란 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있다.

코드의 문맥과 환경

“코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지”를 렉시컬 환경(Lexical environment)이라 부른다.
코드의 문맥(context)은 렉시컬 환경으로 이뤄지며 이를 구현한 것이 실행 컨텍스트(execution context)이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다.
위 예시 코드에서 2개의 x는 각각의 유효한 범위(스코프)가 다른 별개의 변수다.
식별자는 값을 구별할 수 있어야 하므로 유일해야 한다. 따라서 중복될 수 없다.
하지만 사람이 컴퓨터를 사용하다보면 하나의 파일 이름만 사용하는 것이 아니라 여러 파일을 사용하고 그 때마다 새로운 이름을 또 만들다 보면 번거로울 것이 분명하다. 이런 충돌을 방지하기 위해서 컴퓨터에는 폴더라는 개념이 있고 프로그래밍 언어에는 스코프란 개념이 있는 것이다.
즉 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용할 수 있어, 스코프도 네임스페이스라고 할 수 있다.
var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용되어 의도치 않게 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생시킨다.(let, const는 이를 방지해줌)

13.2 스코프의 종류

코드는 크게 전역(Global)과 지역(Local)로 구분할 수 있다.

코드 구분

13.2.1. 전역과 전역 스코프

전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 말한다. 전역은 전역 스코프를 만들며, 전역에 선언한 변수는 전역 변수가되고, 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

13.2.2 지역과 지역스코프

지역이란 함수 몸체 내부를 말한다. 지역은 지역 스코프를 만들며, 지역에 변수를 선언하면 지역 변수가 된다.
지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

13.3 스코프 체인

함수 몸체 내부에서 함수가 정의된 것을 함수의 중첩이라 하고, 이 함수를 중첩 함수, 중첩 함수를 포함하는 함수를 외부 함수라고 한다.
함수가 중첩이 되는 것처럼 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다.
- 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다.
- 외부 함수의 지역 스코프는 중첩 함수의 상위 스코프가 된다.
스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인(scope chain)이라 한다.
변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하며 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다(identifier resolution).
- 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있다.
자바스크립트 엔진은 코드를 실행하기 앞서 렉시컬 환경(Lexical Environment)를 생성하여 스코프 체인을 만든다.
- 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조(렉시컬 환경)에 키로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.
- 변수 검색 역시 렉시컬 환경에서 이뤄진다.

렉시컬 환경(Lexical Environment)

스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다.
전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고, 함수 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

13.3.1 스코프 체인에 의한 변수 검색

자바스크립트 엔진은 하위 스코프로 내려가면 식별자를 검색하지 않는다. ⇒ 현재 스코프에 변수가 없으면 상위 스코프로 이동하면서 선언된 변수를 검색한다.
상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수는 상위 스코프에서 참조할 수 없다.

Comment: 자바 스코프 개념 배울때도 매우 강조해서 배웠던 부분. 잘 정리해서 말할 수 있도록 기억하자.

13.3.2 스코프 체인에 의한 함수 검색

function foo() {
  console.log("global function foo")
}

function bar() {
  function foo() {
    console.log("local function foo")
  }

  foo()
}

bar()

함수 역시 변수와 동일한 방식으로 작동한다.
스코프는 식별자를 검색하는 규칙이라고 말할 수 있다.

13.4 함수 레벨 스코프

지역 스코프는 코드 블록이 아닌 함수에 의해서 지역 스코프가 생성된다.
C나 자바 등 대부분 언어에서는 함수 몸체 뿐 아니라 모든 코드 블록이 지역 스코프를 만들며, 이를 블록 레벨 스코프(Block lebel scope)라 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.

13.5 렉시컬 스코프

함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

첫번째 방식은 동적 스코프라 하며, 함수가 정의되는 시점에 함수가 어디서 호출될지 알 수 없기 때문에 동적으로 상위 스코프를 결정한다는 의미에서 동적 스코프라 부른다.
두번째 방식은 렉시컬 스코프 혹은 정적 스코프라 하며, 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라 부른다.
- 자바스크립트 포함 대부분 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.
즉, 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
- 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 영향을 주지 않는다.
- 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.
함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정되며, 함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다.

var x = 1

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

function bar() {
  console.log(x)
}

foo()
bar()

위 코드에서 foo가 호출되고, 내부의 bar함수가 호출되면, bar 함수는 자신의 상위 스코프를 찾는데, 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로, bar가 정의된 시점의 상위 스코프인 전역 스코프를 따른다. 따라서 x 값은 전역 변수 x의 값을 따르게 된다.