모던 자바스크립트 27장 배열

27.1 배열이란

배열은 여러개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다.

 

자바스크립트에 배열이라는 타입은 존재하지 않는다. 배열은 객체 타입이다.

 

27.2 자바스크립트 배열은 배열이 아니다.

자료구조에서 말하는 배열은 동일한 크기의 메모리 공간이 빈틈없이 연속적으로 나열된 자료구조를 말한다. 즉, 배열의 요소는 하나의 데어터 타입으로 통일되어 있으며 서로 연속적으로 인접해 있다. 이러한 배열을 밀집 배열(dense array)이라 한다.

 

하지만 자바스크립트 배열은 일반적인 의미의 배열과 다르다.

즉, 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있다. 이렇게 배열의 요소가 연속적으로 이어져 있지 않은 배열을 희소 배열(sparse array)이라 한다.

 

 

27.3 length 프로퍼티와 희소 배열

length 프로퍼티의 값은 0과 2^32-1(4,294,967,296 - 1) 미만의 양의 정수다. 즉 배열은 요소를 최대  2^32-1(4,294,967,295)개 가질 수 있다.

 

희소 배열은 연속적인 값의 집합이라는 배열의 기본적인 개념과 맞지 않으며, 성능에도 좋지 않은 영향을 준다.

배열에는 같은 타입의 요소를 연속적으로 위치시키는 것이 최선이다.

 

27.4 배열 생성

27.4.1 배열 리터럴

객체와 마찬가지로 배열도 다양한 생성 방식이 있는데 배열 리터럴은 가장 일반적이고 간편한 배열 생성 방식이다.

 

27.4.3 Array.of

ES6에서 도입된 Array.of 메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.

 

27.4.4 Array.from

ES6에서 도입된 Array.from 메서드는 유사 배열 객체 또는 이터러블 객체를 인수로 전달받아 배열로 변환하여 반환한다. 

 

27.5 배열요소의 참조

 

27.6 배열요소의 삭제

배열은 사실 객체이기 때문에 배열의 특정 요소를 삭제하기 위해 delete 연산자를 사용할 수 있지만 이때 배열은 희소 배열이 되며 length 프로퍼티 값은 변하지 않는다. 

 

따라서 배열의 요소를 완전히 삭제하려면 Array.prototype.splice 메서드를 사용한다. 

 

 

27.8 배열 메서드 

배열 메서드는 결과물을 반환하는 패턴이 두 가지이므로 주의가 필요하다. 배열에는 원본 배열(배열 메서드를 호출한 배열, 즉 배열 메서드의 구현체 내부에서 this가 가리키는 객체)을 직접 변경하는 메서드와 원본 배열을 직접 변경하지 않고 새로운 배열을 생성하여 반환하는 메서드가 있다. 

 

ES5부터 도입된 배열 메서드는 대부분 원본 배열을 직접 변경하지 않지만 초창기 배열 메서드는 원본 배열을 직접 변경하는 경우가 많다. 원본 배열을 직접 변경하는 메서드는 외부 상태를 직접 변경하는 부수 효과(side effect)가 있으므로 사용할 때 주의해야 한다.  따라서 가급적 원본배열을 직접 변경하지 않는 메서드를 사용하는 것이 좋다

 

 

27.8.1 isArray

Array.isArray 메서드는 전달된 인수가 배열이면 true, 배열이 아니면 false를 반환한다.

 

27.8.2 Array.prototype.indexOf

indexOf 메서드는 원본 배열에서 인수로 전달된 요소를 검색하여 인덱스를 반환한다.

• 중복된 요소가 여러개 있다면 첫 번째로 검색된 요소의 인덱스를 반환한다.
• 요소가 존재하지 않으면 -1을 반환한다.

indexOf 메서드 대신 ES7에서 도입된 Array.prototype.includes 메서드를 사용하면 가독성이 더 좋다.

 

 

27.8.3 Array.prototype.push

push메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 마지막 요소로 추가하고 변경된 length프로퍼티 값을 반환한다. 

push 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.

 

push 메서드는 원본 배열을 직접 변경하는 부수효과가 있다.  따라서 push 메서드보다는 ES6의 스프레드 문법을 사용하는 편이 좋다.

 

 

27.8.4 Array.prototype.pop

pop 메서드는 원본 배열에서 마지막 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다.

원본 배열이 비어있으면 undefined를 반환한다.

pop 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.

 

push와 pop을 사용하면 스택을 구현할 수 있다.

 

스택을 클래스로 구현한 예제

 

 

27.8.6 Array.prototype.shift

shift 메서드는 원본 배열에서 첫 번째 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다.

원본 배열이 빈 배열이면 undefined 반환.

shift 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.

 

 

shift와 push메서드를 사용하여 클래스로 큐를 구현한 예제

 

 

27.8.7 Array.prototype.concat

concat 메서드는 인수로 전달된 값들을 원본 배열 마지막 요소로 추가한 새로운 배열을 반환한다.

인수로 전달한 값이 배열인 경우 새로운 배열의 요소로 추가한다.

 

unshift, push와 concat의 차이

 

 

27.8.8 Array.prototype.splice 

push, pop, unshift, shift는 모두 원본 배열을 직접 변경하는 메서드이다.

원본 배열의 중간에 요소를 추가하거나 중간에 있는 요소를 제거하는 경우 splice 메서드를 사용한다.

splice 메서드는 3개의 매개변수가 있으며 원본 배열을 직접 변경한다.

arr.splice(start, deleteCount, items);

• start : 원본 배열의 요소를 제거하기 시작할 인덱스. start만 지정하면 start로부터 모든 요소를 제거한다.  start가 음수인 경우 배열의 끝에서의 인덱스를 나타낸다. (-1이면 마지막 요소)
• deleteCount : 원본 배열의 요소를 제거하기 시작할 인덱스인 start부터 제거할 요소의 개수.
•  items : 제거한 위치에 삽입할 요소들의 목록이다. 생략할 경우 원본 배열에서 요소들을 제거하기만 한다.

 

특정 요소 제거

 

indexOf예제

 

filter 메서드 예제

특정 요소가 중복된 경우 모두 제거.

 

 

27.8.9 Array.prototype.slice 

slice 메서드는 인수로 전달된 범위의 요소들을 복사하여 배열로 반환

원본 배열은 변경되지 않는다.

arr.slice(start,end);

• start : 복사를 시작할 인덱스
• end : 복사를 종료할 인덱스. 이 인덱스에 해당하는 요소는 복사되지 않고 end 생략시 기본값은 length프로퍼티 값이다.

 

slice 메서드의 인수를 모두 생략하면 원본 배열의 복사본을 생성하여 반환하는데 이때 생성된 복사본은 얕은 복사를 통해 생성된다.

※객체를 프로퍼티 값으로 갖는 객체의 경우 얕은 복사는 한 단계까지만 복사하는 것을 말하고 깊은 복사는 객체에 중첩되어있는 객체까지 모두 복사하는 것을 말한다.

slice, 스프레드 문법, Object.assign 메서드는 모두 얕은 복사를 수행한다.

 

 

27.8.10 Array.prototype.join 

join 메서드는 원본 배열의 모든 요소를 문자열로 변환한 후 인수로 전달받은 문자열, 즉 구분자로 연결한 문자열을 반환한다. 구분자는 생략가능하며 기본 구분자는 콤마(',')다.

 

 

27.8.11 Array.prototype.reverse

reverse 메서드는 원본 배열의 순서를 반대로 뒤집는다. 이때 원본 배열이 변경된다. 

 

27.8.12 Array.prototype.fill

ES6에서 도입된 fill 메서드는 인수로 전달받은 값을 배열의 처음부터 끝까지 요소로 채운다.

fill 메서드는 원본 배열을 직접 변경하며 변경된 원본 배열을 반환한다.

 

 

27.8.13 Array.prototype.includes 

ES7에서 도입된 includes 메서드는 배열 내에 특정 요소가 포함되어 있는지 확인하여 true 또는 false를 반환

 

 

27.8.14 Array.prototype.flat

ES10에서 도입된 flat 메서드는 인수로 전달한 깊이만큼 재귀적으로 배열을 평탄화한다.

 

 

27.9 배열 고차 함수

고차 함수는 함수를 인수로 전달받거나 함수를 반환하는 함수를 말한다.

고차 함수는 외부 상태의 변경이나 가변 데이터를 피하고 불변셩을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다.

 

함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하고 변수의 사용을 억제하여 상태 변경을 피하려는 프로그래밍 패러다임이다.

조건문이나 반복문은 로직의 흐름을 이해하기 어렵게 하여 가독성을 해치고, 변수는 누군가에 의해 언제든지 변경될 수 있어 오류 발생의 근본적 원인이 될 수 있다.

 

함수형 프로그래밍은 결국 순수 함수를 통해 부수효과(side effect)를 최대한 억제하여 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환이라고 볼 수 있다.

 

27.9.1 Array.prototype.sort 

sort 메서드는 배열의 요소를 정령한다.

원본 배열을 직접 변경하며 정렬된 배열을 반환한다.

기본적으로 오름차순으로 요소를 정렬한다.

 

sort의 예시

 

숫자 요소 정렬

sort메서드의 기본 정렬 순서는 유니코드 코드 포인트의 순서를 따르는데 배열 요소가 숫자 타입이라 할지라도 배열의 요소를 일시적으로 문자열로 변환한 후 유니코드 포인트의 순서를 기준으로 정렬한다.

위 예시의 경우 100이 25보다 유니코드 포인트가 앞서므로 25보다 100을 앞으로 둔채로 정렬한다

 

따라서 숫자 요소를 정렬할 때는 sort 메서드에 정렬 순서를 정의하는 비교 함수를 인수로 전달해야 한다.

 

객체를 요소로 갖는 배열을 정렬하는 예제

 

sort 메서드의 정렬 알고리즘

sort 메서드는 quicksort 알고리즘을 사용했다. quicksort 알고리즘은 동일한 값의 요소가 중복되어 있을 때 초기 순서와 변경될 수 있는 불안정한 정렬 알고리즘으로 알려져있다. ECMA Script 2019에서는 timesort 알고리즘을 사용하도록 바뀌었다.

 

 

27.9.2 Array.prototype.forEach

앞서 살표보았듯이 함수형 프로그래밍은 순수 함수와 보조 함수의 조합을 통해 로직 내에 존재하는 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하고 변수의 사용을 억제하여 상태 변경을 피하려는 프로그래밍 패러다임이다.

특히 for문은 반복을 위한 변수를 선언해야하며 조건식과 증감식으로 이루어져 있어서 함수형 프로그래밍이 추구하는 바와 맞지 않는다.

 

forEach는 for문을 대체할 수 있는 고차함수다.

forEach 메서드는 반복문을 추상화한 고차 함수로서 내부에서 반복문을 통해 자신을 호출한 배열을 수행하면서 수행해야 할 처리를 콜백 함수로 전달받아 반복 호출한다.

 

위 예제의 경우 forEach 메서드는 numbers 배열의 모든 요소를 순회하며 콜백 함수를 반복 호출한다.

또  forEach메서드는 콜백 함수를 호출할 때 3개의 인수, 배열의 요소값과 인덱스 forEach 메서드를 호출한 배열을 순차적으로 전달한다. 

 

forEach 메서드는 원본 배열을 변경하지 않지만 콜백 함수를 통해 변경은 가능하다.

forEach 메서드는 undefined를 반환한다.

 

forEach의 콜백 함수 내부의 this와 multiply 메서드 내부의 this를 일치시키려면 위와 같이 forEach 메서드의 두 번째 인수로 forEach 콜백 함수 내부에서 this로 사용할 객체를 전달한다.

 

이는 아래와 같이 화살표 함수로 나타내는 것이 용이하다.

화살표 함수는 함수 자체의 this바인딩을 갖지 않아서 함수 내부에서 this를 참조하면 상위 스코프 즉, multiply 메서드 내부의 this를 그대로 참조한다.

 

forEach 메서드는 중간에 순회를 중단 할 수 없고 모든 요소를 빠짐없이 순회한다.

forEach 메서드는 for 문에 비해 성능은 좋지 않지만 가독성이 더 좋다.

높은 성능이 필요한 것이 아닌경우 forEach 메서드를 사용할 것을 권장한다.

 

 

27.9.3 Array.prototype.map

map 메서드는 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다.

그리고 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다.

map 메서드는 요소값을 다른 값으로 매핑한 새로운 배열을 생성하기 위한 고차 함수다.

 

콜백함수 내부에서 this참조를 위해 화살표 함수를 사용하는 것이 좋다.

 

 

27.9.6 Array.prototype.filter

filter 메서드는 자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값이 true인 요소로만 구성된 새로운 배열을 반환한다.

 

filter메서드는 자신을 호출한 배열에서 특정 요소를 제거하기 위해 사용할 수도 있다.

 

27.9.5 Array.prototype.reduce

reduce메서드는 자신을 호출한 배열을 모든 요소를 순회하며 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값을 다음 순회시에 콜백 함수의 첫 번째 인수로 전달하면서 콜백 값을 호출하여 하나의 결과를 만들어 반환한다.

 

reduce의 다양한 사용법

평균 구하기

 

최대값구하기

 

요소의 중복 횟수 구하기

 

중첩 배열 평탄화( flat 메서드 권장)

 

중복 요소 제거 (filter 메서드 권장)

Set을 사용해 중복 제거

 

객체의 특정 프로퍼티 값 합산

 

 

27.9.6 Array.prototype.some

some 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다.

이때 some 메서드는 콜백 함수의 단 한번이라도 참이면 ture, 모두 거짓이라면 false를 반환한다.

 

27.9.7 Array.prototype.every

every 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다.

 이때 콜백 함수 반환값이 모두 참이면 true, 단 한번이라도 거짓이라면 false를 반환한다.

빈배열일 경우언제나 true를 반환한다.

 

27.9.8 Array.prototype.find

ES6에서 도입된 find 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫번째 요소를 반환한다. true인 요소가 존재하지 않는다면 undefined를 반환한다.

 

filter 메서드의 반환값은 언제나 배열이고 find의 결과값은 해당 요소값이다.

 

 

27.9.9 Array.prototype.findIndex

ES6에서 도입된 findIndex 메서드는 자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫번째 요소의 인덱스를 반환한다. true인 요소가 존재하지 않으면 -1을 반환한다.

 

 

27.9.10 Array.prototype.flatMap

ES10에서 도입된 flatMap 메서드는 map을 통해 새로운 배열을 평탄화한다. 

즉 map 메서드와 flat 메서드를 순차적으로 실행하는 효과가 있다.