27. 배열

 

27.1 배열이란?

배열_array 은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다.

배열이 가지고 있는 값을 요소_element 라고 부른다. 자바스크립트의 모든 값은 배열의 요소가 될 수 있다.

즉, 원시값은 물론 객체, 함수, 배열 등 자바스크립트에서 값으로 인정하는 모든 것은 배열의 요소가 될 수 있다.

자바스크립트에 배열이라는 타입은 존재하지 않는다. 배열은 객체 타입이다.

 

배열은 배열 리터럴, Array 생성자 함수, Array.of, Array.from 메서드로 생성할 수 있다. 배열의 생성자 함수는 Array이며, 배열의 프로토타입 객체는 Array.prototype이다. Array.prototype은 배열을 위한 빌트인 메서드를 제공한다.

배열은 객체지만 일반 객체와는 구별되는 독특한 특징이 있다.

일반 객체와 배열을 구분하는 가장 명확한 차이는 값의 순서와 length 프로퍼티다. 

인덱스로 표현되는 값의 순서와 length 프로퍼티를 갖는 배열은 반복문을 통해 순차적으로 값에 접근하기 적합한 자료구조다.

27.2 자바스크립트 배열은 배열이 아니다

자료구조_data structure 에서 말하는 배열은 동일한 크기의 메모리 공간이 빈틈없이 연속적으로 나열된 자료구조를 말한다.

배열의 요소는 하나의 데이터 타입으로 통일되어 있으며 서로 연속적으로 인접해 있다. 이러한 배열을 밀집 배열_dense array 이라 한다.

이처럼 일반적인 의미의 배열은 각 요소가 동일한 데이터 크기를 가지며, 빈틈없이 연속적으로 이어져 있으므로 다음과 같이 인덱스를 통해 단 한 번의 연산으로 임의의 요소에 접근(임의 접근_random access, 시간 복잡도 O(1))할 수 있다. 이는 매우 효율적이며, 고속으로 동작한다.

 

하지만 정렬되지 않은 배열에서 특정한 요소를 검색하는 경우 배열의 모든 요소를 처음부터 특정 요소를 발견할 때까지 차례대로 검색(선형 검색linear search, 시간 복잡도 O(n))해야 한다.

 

배열에 요소를 삽입하거나 삭제하는 경우 배열의 요소를 연속적으로 유지하기 위해 요소를 이동시켜야 하는 단점도 있다.

 

자바스크립트의 배열은 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있다. 배열의 요소가 연속적으로 이어져 있지 않는 배열을 희소 배열_sparse array 이라 한다.

자바스크립트의 배열은 일반적인 배열의 동작을 흉내 낸 특수한 객체다.

자바스크립트 배열의 요소는 사실 프로퍼티 값이다. 자바스크립트에서 사용할 수 있는 모든 값은 객체의 프로퍼티 값이 될 수 있으므로 어떤 타입의 값이라도 배열의 요소가 될 수 있다.

 

자바스크립트 배열은 인덱스로 배열 요소에 접근하는 경우에는 일반적인 배열보다 느리지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에는 일반적인 배열보다 빠르다. 자바스크립트 배열은 인덱스로 접근하는 경우의 성능 대신 배열 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우의 성능을 선택한 것이다.

인덱스로 배열 요소에 접근할 때 일반적인 배열보다 느릴 수밖에 없는 구조적인 단점을 보완하기 위해 대부분의 모던 자바스크립트 엔진은 배열을 일반 객체와 구별하여 좀 더 배열처럼 동작하도록 최적화하여 구현했다.

27.3 length 프로퍼티와 희소 배열

length 프로퍼티 값은 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 바탕으로 결정되지만 임의의 숫자 값을 명시적으로 할당할 수도 있다.

현재 length 프로퍼티 값보다 작은 숫자 값을 할당하면 배열의 길이가 줄어든다. 

주의할 것은 현재 length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 할당하는 경우다. 이때 length 프로퍼티 값은 변경되지만 실제로 배열의 길이가 늘어나지는 않는다.

자바스크립트는 희소 배열을 문법적으로 허용한다. 위 예제는 배열의 뒷부분만 비어 있어서 요소가 연속적으로 위치하는 것처럼 보일 수 있으나 중간이나 앞부분이 비어 있을 수도 있다.

최적화가 잘 되어 있는 모던 자바스크립트 엔진은 요소의 타입이 일치하는 배열을 생성할 때 일반적인 의미의 배열처럼 연속된 메모리 공간을 확보하는 것으로 알려져 있다.

배열을 생성할 경우에는 희소 배열을 생성하지 않도록 주의하자. 배열에는 같은 타입의 요소를 연속적으로 위치시키는 것이 최선이다.

27.4 배열 생성

27.4.1 배열 리터럴

27.4.2 Array 생성자 함수

Array 생성자 함수는 new 연산자와 함께 호출하지 않더라도, 즉 일반 함수로서 호출해도 배열을 생성하는 생성자 함수로 동작한다. 이는 Array 생성자 함수 내부에서 new.target   을 확인하기 때문이다.

27.4.3 Array.of

27.4.4 Array.from

유사 배열 객체_array-like object 또는 이터러블 객체_iterable object 를 인수로 전달받아 배열로 변환하여 반환한다.

Array.from 메서드는 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수에 첫 번째 인수에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.

유사 배열 객체와 이터러블 객체 

유사 배열 객체_array-like object 는 마치 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말한다. 유사 배열 객체는 마치 배열처럼 for 문으로 순회할 수도 있다.

이터러블 객체_iterable object는 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 for...of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상으로 사용할 수 있는 객체를 말한다.

27.5 배열 요소의 참조

인덱스는 값을 참조할 수 있다는 의미에서 객체의 프로퍼티 키와 같은 역할을 한다. 

27.6 배열 요소의 추가와 갱신

만약 현재 배열의 length 프로퍼티 값보다 큰 인덱스로 새로운 요소를 추가하면 희소 배열이 된다. 

27.7 배열 요소의 삭제

 

delete 연산자는 객체의 프로퍼티를 삭제한다. 따라서 위 예제의 delete arr[1]은 arr에서 프로퍼티 키가 '1' 인 프로퍼티를 삭제한다. 이때 배열은 희소 배열이 되며 length 프로퍼티 값은 변하지 않는다. 따라서 희소 배열을 만드는 delete 연산자는 사용하지 않는 것이 좋다.

 

희소 배열을 만들지 않으면서 배열의 특정 요소를 완전히 삭제하려면 Array.prototype.splice 메서드 를 사용한다.

27.8 배열 메서드

배열에는

원본 배열(배열 메서드를 호출한 배열, 즉 배열 메서드의 구현체 내부에서 this가 가리키는 객체)을 직접 변경하는 메서드_mutator method

와

원본 배열을 직접 변경하지 않고 새로운 배열을 생성하여 반환하는 메서드_accessor method

가 있다.

27.8.1 Array.isArray

27.8.2 Array.prototype.indexOf

indexOf 메서드는 배열에 특정 요소가 존재하는지 확인할 때 유용하다.

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

27.8.3 Array.prototype.push

push 메서드는 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 마지막 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다. push 메서드는 원본 배열을 직접 변경한다.

마지막 요소로 추가할 요소가 하나뿐이라면 push 메서드를 사용하지 않고 length 프로퍼티를 사용하여 배열의 마지막에 요소를 직접 추가할 수도 있다. 이 방법이 push 메서드보다 빠르다.

원본 배열을 직접 변경하는 부수효과가 있는 push 메서드보다는 ES6의 스프레드 문법을 사용하는 편이 좋다.

스프레드 문법을 사용하면 함수 호출 없이 표현식으로 마지막에 요소를 추가할 수 있으며 부수 효과도 없다.

 

27.8.4 Array.prototype.pop

27.8.5 Array.prototype.unshift

27.8.6 Array.prototype.shift

27.8.7 Array.prototype.concat

결론적으로 push/unshift 메서드와 concat 메서드를 사용하는 대신 ES6의 스프레드 문법을 일관성 있게 사용하는 것을 권장한다.

27.8.8 Array.prototype.splice

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

27.8.9 Array.prototype.slice

slice 메서드는 인수로 전달된 범위의 요소들을 복사하여 배열로 반환한다. 원본 배열은 변경되지 않는다. 

 

얕은 복사와 깊은 복사

slice 메서드, 스프레드 문법, Object.assign 메서드는 모두 얕은 복사를 수행한다. 깊은 복사를 위해서는 Lodash 라이브러리의 cloneDeep   메서드를 사용하는 것을 추천한다.

slice 메서드가 복사본을 생성하는 것을 이용하여 arguments, HTMLCollection, NodeList 같은 유사 배열 객체를 배열로 변환할 수 있다.

Array.from 메서드는 더욱 간단하게 유사 배열 객체 또는 이터러블 객체를 배열로 변환한다.

27.8.10 Array.prototype.join

원본 배열의 모든 요소를 문자열로 변환한 후, 인수로 전달받은 문자열, 즉 구분자_separator 로 연결한 문자열을 반환한다.

27.8.11 Array.prototype.reverse

reverse 메서드는 원본 배열의 순서를 반대로 뒤집는다. 이때 원본 배열이 변경된다. 반환값은 변경된 배열이다.

27.8.12 Array.prototype.fill

fill 메서드로 요소를 채울 경우 모든 요소를 하나의 값만으로 채울 수밖에 없다는 단점이 있다.
하지만 Array.from 메서드를 사용하면 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수를 통해 요소값을 만들면서 배열을 채울 수 있다. Array.from 메서드는 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수에 첫 번째 인수에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.

27.8.13 Array.prototype.includes

27.8.14 Array.prototype.flat

27.9 배열 고차 함수

고차 함수Higher-Order Function, HOF는 함수를 인수로 전달받거나 함수를 반환하는 함수를 말한다. 자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 함수를 값처럼 인수로 전달할 수 있으며 반환할 수도 있다.

고차 함수는 외부 상태의 변경이나 가변_mutable 데이터를 피하고 불변성_immutability 을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다. 

27.9.1 Array.prototype.sort

27.9.2 Array.prototype.forEach

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

forEach 메서드의 콜백 함수는 일반 함수로 호출되므로 콜백 함수 내부의 this는 undefined를 가리킨다. this 가 전역 객체가 아닌 undefined 를 가리키는 이유는 클래스 내부의 모든 코드에는 암묵적으로 strict mode가 적용되기 때문이다.

화살표 함수는 함수 자체의 this 바인딩을 갖지 않는다. 따라서 화살표 함수 내부에서 this를 참조하면 상위 스코프, 즉 multiply 메서드 내부의 this를 그대로 참조한다.

27.9.3 Array.prototype.map

콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

forEach 메서드는 언제나 undefined를 반환하고, map 메서드는 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환하는 차이가 있다.

즉, forEach 메서드는 단순히 반복문을 대체하기 위한 고차 함수이고,

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

27.9.4 Array.prototype.filter 

콜백 함수의 반환값이 true인 요소로만 구성된 새로운 배열을 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

27.9.5 Array.prototype.reduce

reduce 메서드는 자신을 호출한 배열을 모든 요소를 순회하며 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 콜백 함수의 반환값을 다음 순회 시에 콜백 함수의 첫 번째 인수로 전달하면서 콜백 함수를 호출하여 하나의 결과값을 만들어 반환한다. 이때 원본 배열은 변경되지 않는다.

 

27.9.6 Array.prototype.some

27.9.7 Array.prototype.every

27.9.8 Array.prototype.find

find 메서드는 콜백 함수의 반환값이 true인 첫 번째 요소를 반환하므로 find의 결과값은 배열이 아닌 해당 요소값이다.

 

27.9.9 Array.prototype.findIndex

27.9.10 Array.prototype.flatMap

map 메서드를 통해 생성된 새로운 배열을 평탄화한다. 즉, map 메서드와 flat 메서드를 순차적으로 실행하는 효과가 있다. 

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