[JavaScript_DeepDive] 13. 스코프(scope)

스코프(유효범위)는 자바스크립트를 포함한 모든 프로그래밍 언어의 기본적인 중요한 개념이다. 

-var키워드로 선언한 변수와 let또는 const키워드로 선언한 변수의 스코프는 다르게 동작한다.

 

-변수는 코드의 가장 바깥 영역뿐 아니라 코드 블록이나 함수 몸체 내에서도 선언할 수 있다. 

var var1 = 1;	//코드의 가장 바깥 영역에서 선언한 변수

if(true){
	var var2 = 2;	//코드블록 내에서 선언한 변수
    if(true){
    	var var3 = 3;	//중첩된 코드 블록 내에서 선언한 변수
    }
}

function foo(){
	var var4 = 4;	//함수 내에서 선언한 변수
    
    function bar(){
    	var var5 = 5;	//중첩된ㄷ 함수 내에서 선언한 변수
    }
}

console.log(var1);	//1
console.log(var2);	//2
console.log(var3);	//3
console.log(var4);	//ReferenceError: var4 is not defined
console.log(var5);	//ReferenceError: var5 is not defined

모든 식별자(변수이름, 함수이름, 클래스이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 하고 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

 

var x = 'global';

function foo(){
	var x = 'local';
  	console.log(x);	//①
}
foo();
console.log(x);	//②

코드의 바깥 영역과 함수 내부에 같은 이름을 갖는 변수를 선언했고 ①,②에서 참조할 때 자바스크립트 엔진은 이름이 같은 두 개의 변수 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정하는데 이를 식별자 결정(identifier resolution)이라 한다. js엔진은 코드의 문맥을 고려해서 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지에 따라 다른 결과를 만들어낸다.

 

코드의 가장 바깥에 선언된 x변수는 어디서든 참조할 수 있지만 foo()안에 선언된 x변수는 외부에서 참조할 수 없다. 이때 두개의 x변수는 식별자 이름이 동일하지만 자신의 유효한범위, 스코프가 다른 별개의 변수다.

-스코프라는 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다.

-식별자는 어떤 값을 구별할 수 있어야 하므로 중복될 수 없고 유일해야 한다. 하나의 값은 유일한 식별자에 연결되어야 변수 이름의 충돌을 막을 수 있다.

-식별자인 파일 이름을 중복해서 사용할 수 있는 폴더(디렉토리)라는 개념이 있기 때문이다. 폴더가 없다면 컴퓨터 전체에 하나의 파일 이르만 사용해야 하느데 그렇게 되면 이름을 만드는 것이 번거로워진다.

 

＠코드의 문맥과 환경

"코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지"를 렉시컬 환경(lexical environment)라고 부른다. 즉, 렉시컬 환경으로 이루어지는데 이를 구현한 것이 실행 컨텍스트(execution context)이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다. 스포크프는 실행 컨텍스트와 깊은 관련이 있다.

 

@var키워드로 선언된 변수의 중복선언

var키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다. 이는 의도치 않게 변수값이 재할당되여 변경되는 부작용을 발생시킨다. 하지만 let이나 const키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

 

#스코프의 종류

구분	설명	스코프	변수
전역	코드의 가장 바끝 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수 모체 내부	지역 스코프	지역 변수

※전역과 전역스코프

-전역 : 코드의 가장 바깥 영역

-전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수(gloabl variable)가 된다. 전역변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

-지역 : 함수 몸체 내부

-지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수(local variable)가 된다. 지역변수는 자신의 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다

전역 스코프와 지역 스코프

 

#스코프 체인

함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다 이는 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 중첩 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 갖는다. 이 때 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라고 한다.

스코프 체인

-모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역스코프다. 이렇게 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인(scope chain)이라 한다.

-변수를 참조할 때 js엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색(identifier resolution한다. 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서 참조 할 수 있다.

-js엔진은 코드를 실행하기 위해 렉시컬 환경(Lexical Environment)을 실제로 생성한다. 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조(렉시컬 환경)에 키로등록되구, 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다. 

 

@렉시컬 환경(Lexical Environment)

스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결(chaining)한 것이다. 전역 렉시켤 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬은 홤수가 호출되면 곧바로 생성된다.

 

※스코프 체인에 의한 변수 검색

-전역스코프와 지역스코프 이미지에서 4, 5, 6을 보면 js엔진이 스코프 체인을 통해 어떻게 변수를 찾아내느지 이해할 수 있다.

-상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미한다. 

-스코프 체인으로 연결된 스코프의 계층 구조는 부자 관계로 이루어진 상속처럼 자식이 부모의 자산을 자유롭게 사용할 수 있지만 부모가 자식의 자산을 사용할 수 없다.

 

※스코프 체인에 의한 함수 검색

-함수도 식별자에 할당되어 스코프를 갖고, 식별자에 함수 개체가 할당된 것 외에는 변수와 다를 바 없다. 

-스코프는 "번수를 사용하는 규칙"보다는 "식별자를 검색하는 규칙"이라고 표현하는 것이 적합하다.

 

#함수 레벨 스코프

-자바스크립트에서 var키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프(function level scope)라 한다.

var x = 1;

if(true){
	//var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
    //함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
    //따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x변수는 중복 선언된다.
    //이는 의도치 않게 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다. 
    var x = 10;
}

console.log(x);	//10

-var키워드로 선언된 변수는 함수 레벨 스코프만 인정하기 때문에 함수  밖에서 var키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역변수다. 따라서 위의 코드의 전역변수 var x는 중복 선언되고 값이 재할당된다.

var i = 10;
//for 문에서 선언한 i는 전역변수다. 이미 선언된 전역변수 i가 있으므로 중복 선언된다
for(var i =0;i<5;i++){
	console.log(i);//0,1,2,3,4
}

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

-위 코드도 for문에서 전역변수 i가 중복 선언되어 재할당되었으므로 첫번째줄의 i값이 아닌 for문안에서 나온 i값으로 재할당된다.

 

#렉시컬 스코프

※동적 스코프(dynamic scope) : 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정

-함수를 정의하는 시점에는 어디서 호출될지 알 수 없으므로 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 불린다.

 

※렉시컬 스코프(lexical scope)/정적스코프(static scope) : 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정

-상위스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다.

-자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

 

-자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상의 스코프를 결정한다. 

-함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지않는다.

-함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

-함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다.

-함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표헌식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다.

-함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문