[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 13. 스코프

스코프 (Scope)

식별자가 유효한 범위. 유효 범위라고도 한다. 

• 식별자를 검색하는 규칙
• 모든 식별자 (변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 

function add(x, y){
	// 매개 변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다. 
    // 즉, 매개 변수의 스코프는 함수 몸체 내부이다.
    console.log(x, y); // 2 5
    return x + y;
}

add(2, 5);
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

var var1 = 1; // 코드의 가장 바깥 영역에서 선언한 변수

if (true) {
  var var2 = 2; // 코드 블록 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; // 중첩된 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: var4 is not defined

 

• 스코프 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다. 
  • 식별자는 어떤 값을 구별할 수 있어야 하므로 유일(Unique)해야한다. 
  • 따라서 식별자인 변수 이름은 중복될 수 없고, 하나의 값은 유일한 식별자에 연결(Name Binding)되어야 한다. 

• 프로그래밍 언어에서는 스코프를 통해 식별자인 변수 이름의 충돌을 방지하여 같은 이름의 변수를 여러 개 사용할 수 있다. 
• 스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용할 수 있다. 
• 즉, 스코프는 네임스페이스이다. 

function foo() {
	var x = 1;
    // var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용한다.
    // 아래 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작한다.
    var x = 2;
    console.log(x); // 2
}
foo();

// 그러나 let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다. 
function bar() {
	let x = 1;
    // let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.
    let x = 2; // SyntaxError: Identifier 'x' has already been declared
}
bar();

✅ 식별자 결정 (Identifier Resolution)

자바스크립트 엔진이 이름이 같은 두 개의 변수 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지를 결정하는 것

• 자바스크립트 엔진은 스코프를 통해 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정한다.
• 즉, 코드를 실행할 때 코드의 문맥(Context)을 고려한다. 

🔥코드의 문맥과 환경
✨ 렉시컬 환경 (Lexical Environment) - 코드가 어디에서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지

코드의 문맥은 렉시컬 환경으로 이루어진다.
이를 구현한 것이 "실행 컨텍스트(Execution Conext)"이며 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다.  

• 따라서 스코프란 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있다. 

 

스코프의 종류

• 코드는 전역(Global)과 지역(Local)으로 구분할 수 있다. 

구분	설명	스코프	변수
전역 Global	코드의 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역 Local	함수 몸체 내부	지역 스코프	지역 변수

• 변수는 자신이 선언된 위치(전역 or 지역)에 의해 자신이 유효한 범위인 스코프가 결정된다.
  • 전역에서 선언된 변수 == 전역 스코프를 갖는 전역 변수
  • 지역에서 선언된 변수 == 지역 스코프를 갖는 지역 변수
• 전역에서 선언된 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다. 
• 지역에서 선언된 지역 변수는 자신이 선언된 지역과 하위 지역 (중첩 함수)에서만 참조할 수 있다. 
  • 즉, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

스코프 체인 (Scope Chain)

스코프가 계층적으로 연결된 것

✅함수의 중첩

함수 몸체 내부에서 함수가 정의된 것

• 중첩 함수(Nested Function) : 함수 몸체 내부에서 정의한 함수
• 외부 함수(Outer Function) : 중첩 함수를 포함하는 함수
• 함수가 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다.
  • 스코프는 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다.
  • 즉, 중첩 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 갖는다. 
  • 이때 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라 한다. 

• 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결된다.
• 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프이다.
• 위 그림에서 스코프 체인은 아래와 같은 구성으로 이루어진다.
  • 최상위 스코프인 전역 스코프
  • 전역에서 선언된 outer 함수의 지역 스코프
  • outer 함수 내부에서 선언된 inner 함수의 지역 스코프 
• 변수를 참조할 때 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다. 
  • 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있다. 
  • 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서는 참조할 수 없다. 
  • 부자 관계로 이루어진 상속(Inheritance)과 유사하다.
• 스코프 체인은 물리적인 실체를 가진다.   
  • 자바스크립트 엔진이 코드를 실행하기에 앞서 위 그림과 유사한 자료구조인 렉시컬 환경을 실제로 생성한다.
  • 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 렉시컬 환경에 키(Key)로 등록된다.
  • 변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다. 
  • 변수의 검색도 렉시컬 환경에서 이루어진다. 

✨ 스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결(Chaining)한 것이다. 
✨ 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

함수 레벨 스코프 (Function Level Scope)

var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록 (함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정

• 지역은 함수 몸체 내부를 의미하고, 이는 지역 스코프를 만든다.
• 즉, 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다. 

var x = 1;
var i = 10

if (true) {
  // var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록만을 지역스코프로 인정한다.
  // 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역변수이다.
  // 따라서 x는 전역 변수이다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다. 
  // 이는 의도치않게 변수의 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다. 
  
  var x = 10;
}

console.log(x); // 10

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

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

✅ 블록 레벨 스코프 (Block Level Scope)

C나 자바 등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어에서는 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록 (if, for, while, try/catch, 등)이 지역 스코프를 만든다. 

• var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정하지만 ES6에서 도입된 let. const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다. 

렉시컬 스코프 (Lexical Scope)

상위 스코프를 결정하는 방식 

✅ 동적 스코프 (Dynamic Scope)

함수를 어디에서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다. 

• 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디에서 호출될지 알 수 없다. 
• 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 부른다. 

✅ 정적 스코프 (Static Scope) == 렉시컬 스코프

함수를 어디에서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다. 

• 상위 스코프가 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 스코프에 따라 함수를 어디에서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 
• 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다. 
• 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프이다. 
• 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.