4장. 변수

변수란 무엇인가? 왜 필요한가?

컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

메모리는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀의 집합체다. 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트(8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기, 즉 1바이트 단위로 데이터를 저장하거나 읽어들인다.

각 셀은 고유의 메모리 주소를 갖는다. 이 메모리 주소는 메모리 공간의 위치를 나타내며, 0부터 시작해서 메모리 크기만큼 정수로 표현된다.

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

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 ‘변수’라는 메커니즘을 제공한다.

변수의 정의를 내려보면 다음과 같다.

변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다.

간단히 말하자면 변수는 프로그래밍 언어에서 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로, 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름이다. 상징적 이름인 변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 메모리 공간의 주소로 치환되어 실행된다. 따라서 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.

변수에 값을 저장하는 것을 ‘할당(대입, 저장)’이라고 하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 ‘참조’라고 한다.

변수 이름은 사람을 위해 사람이 이해할 수 있는 언어로 값이 저장된 메모리 공간에 붙인 상징적인 이름이다. 변수 이름을 사용해 참조를 요청하면 자바스크립트 엔진은 변수 이름과 매핑된 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근해서 저장된 값을 반환한다.

식별자

변수 이름을 ‘식별자’라고도 한다. 식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말한다.

값은 메모리 공간에 저장되어 있다. 따라서 식별자는 메모리 공간에 저장되어 있는 어떤 값을 구별해서 식별해낼 수 있어야 한다. 이를 위해 식별자는 어떤 값이 저장되어 있는 메모리 주소를 기억(저장)해야 한다.

즉, 식별자로 값을 구별해서 식별한다는 것은 식별자가 기억하고 있는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 저장된 값에 접근할 수 있다는 의미이다. 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있겠다.

단지 변수 이름만 식별자인 것이 아니라 함수 이름, 클래스 이름 등 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부른다.

변수, 함수, 클래스 등의 이름과 같은 식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며, 선언에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알린다.

변수 이름을 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.

변수 이름과 변수 값은 실행 컨텍스트 내에 키/값 형식인 객체로 등록되어 관리된다.

변수 선언

‘변수 선언’이란, 변수를 생성하는 것을 말한다. 좀 더 자세히 말하면 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것이다. 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제되기 전까지 누구도 확보된 메모리 공간을 사용할 수 없도록 보호되므로 안전하게 사용할 수 있다.

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용한다. 단, var 키워드에는 여러 단점이 있다. 그 중 가장 대표적인 것이 블록 레벨 스코프가 아닌 함수 레벨 스코프를 지원한다는 것이다. 이 때문에 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 심각한 부작용이 발생하기도 한다.

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같은 2단계에 거쳐 수행한다.

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

var 키워드를 사용한 변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행된다.

일반적으로 초기화란, 변수가 선언된 이후 최초로 값을 할당하는 것을 말한다. var 키워드로 선언한 변수는 undefined로 암묵적인 초기화가 자동 수행된다.

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수뿐만 아니라 모든 식별자가 그렇다. 만약 선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError가 발생한다. 이 참조 에러는 식별자를 통해 값을 참조하려 했으나 자바스크립트 엔진이 등록된 식별자를 찾을 수 없을 때 발생한다.

변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(score);
var score;

이 경우 앞서 봤던 참조 에러가 발생할 것 같다. 하지만 에러는 발생하지 않고 undefined가 출력된다.

그 이유는, 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아닌 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 이때 소스코드 평가 과정에서 모든 선언문을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행한다. 소스코드 평가 과정이 끝나면 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다.

즉, 자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드 어디에 위치해있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행한다. 이처럼 선언문이 코드의 선두로 끌어올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 ‘호이스팅’이라고 한다.

값의 할당

변수에 값을 할당할 때는 할당 연산자 =를 이용한다.

var score;
score = 80;

var score = 80;

두 코드는 정확히 동일하게 동작한다. 단축하여 표현해도 결국 변수 선언, 값 할당 두 가지로 나누어 각각 실행한다는 것이다.

단, 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점은 엄연히 다르다. 변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만, 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다.

값의 재할당

재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경한다. 만약 값을 재할당할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아니라 상수라고 한다.

재할당 시 이전 값이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값을 새롭게 저장하는 것이 아니라, 새로운 메모리 공간을 확보하여 그곳에 재할당 값을 저장하고 식별자가 가리키는 메모리 주소 값을 이 공간의 주소 값으로 바꾼다.

그렇게 된다면 어떤 식별자와도 연결되지 않은 메모리 공간이 생기기 마련이다. 자바스크립트에서 이런 불필요한 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제된다. 이를 통해 메모리 누수를 방지한다.

식별자 네이밍 규칙

식별자는 특수문자를 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 달러 기호($)를 포함할 수 있다.
단, 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어(_), 달러 기호($)로 시작해야 한다. 숫자로 시작하는 것은 허용하지 않는다.
예약어는 식별자로 사용할 수 없다.

[참고] 권장하지 않는 변수 선언법

한번에 여러 개의 변수 선언하기

var person, $elem, _name, first_name, val1;

알파벳 외의 유니코드 문자를 식별자로 사용하기
```
var 이름, なまえ;
```
이름의 의미가 없는 변수
```
var a = 3;
```