자바스크립트에서 데이터 타입을 원시 타입과 객체 타입으로 구분하는 이유는 무엇일까?
원시 타입과 객체 타입은 크게 세 가지 측면에서 다르다.
1.
원시 타입의 값은 변경 불가능한 값(immutable value)이다. 이에 비해 객체 타입의 값은 변경 가능한 값(mutable value)이다.
2.
원시 값을 변수에 할당하면 변수에는 실제 값이 저장된다. 이에 비해 객체를 변수에 할당하면 변수에는 참조 값이 저장된다.
3.
원시 값을 갖는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 원시 값이 복사되어 전달된다. 이를 값에 의한 전달(pass by value)이라 한다. 이에 비해 객체를 가리키는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 참조 값이 복사되어 전달된다. 이를 참조에 의한 전달(pass by reference)이라 한다.
11.1. 원시 값
11.1.1. 변경 불가능한 값
원시 타입의 값은 변경 불가능한 값이다. 다시 말해, 한번 생성된 원시 값은 읽기 전용(read only)값으로 변경할 수 없다. 여기서 변경 불가능하다는 것은 변수가 아니라 값에 대한 진술이다. 즉, 원시 값 자체를 변경할 수 없다는 것이지 변수 값을 변경할 수 없다는 것이 아니다. 이게 무슨 의미일까?
4.5절 값의 할당에서 살펴보았듯이 원시 값은 할당한 변수에 새로운 원시 값을 재할당하면 메모리 공간에 저장되어 있는 재할당 이전의 원시 값을 변경하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 재할당한 원시 값을 저장한 후, 변수는 새롭게 재할당한 원시 값을 가리킨다. 이때 변수가 참조하던 메모리 공간의 주소가 바뀐다.
변수가 참조하던 메모리 공간의 주소가 변경된 이유는 변수에 할당된 원시 값이 불가능한 값이기 때문이다. 그래서 자바스크립트는 변수 값을 변경하기 위해 새로운 메모리 공간을 확보하고 재할당한 값을 저장한 후, 변수가 참조하던 메모리 공간의 주소를 변경한다. 값의 이러한 특성을 불변성(immutability)이라 한다.
불변성을 갖는 원시 값을 할당한 변수는 재할당 이외에 변수 값을 변경할 수 있는 방법이 없다. 만약 재할당 이외에 원시 값인 변수 값을 변경할 수 있다면 예기치 않게 변수 값이 변경될 수 있다는 것을 의미한다. 이느 값의 변경, 즉 상태 변경을 추적하기 어렵게 만든다.
상수(const)
변수의 상대 개념인 상수는 재할당이 금지된 변수를 말한다. 상수도 값을 저장하기 위한 메모리 공간이 필요하므로 변수라고 할 수 있다. 단, 변수는 언제든지 재할당을 통해 변수 값을 변경(교체)할 수 있지만 상수는 단 한번만 할당이 허용되므로 변수 값을 변경할 수 없다. 따라서 상수와 변경 불가능한 값을 동일시하는 것은 곤란하다.
// const 키워드를 사용해 선언한 변수는 재할당이 금지된다. 상수는 재할당이 금지된 변수일 뿐이다.
const o = {};
// const 키워드를 사용해 선언한 변수에 할당한 원시값(상수)은 변경할 수 없다.
// 하지만 const 키워드를 사용해 선언한 변수에 할당한 객체는 변경할 수 있다.
o.a = 1;
console.log(o); // {a: 1}
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11.1.2. 문자열과 불변성
C에는 하나의 문자를 위한 데이터 타입(char)만 있을 뿐 문자열 타입은 존재하지 않는다. C에서는 문자열을 문자의 배열로 처리하고 자바에서는 문자열을 String 객체로 처리한다.
자바스크립트는 개발자의 편의를 위해 원시 타입인 문자열 타입을 제공한다. 이는 자바스크립트의 장점 중 하나다. 자바스크립트의 문자열은 원시 타입이며, 변경 불가능하다. 이것은 문자열이 생성된 이후에는 변경할 수 없음을 의미한다. 다음 코드를 보자.
var str = 'Hello';
str = 'world';
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첫 번째 문이 실행되면 문자열 ‘Hello’가 생성되고 식별자 str은 문자열 ‘Hello’가 저장된 메모리 공간의 첫 번째 메모리 셀 주소를 가리킨다. 그리고 두 번째 문이 실행되면 이전에 생성된 문자열 ‘Hello’를 수정하는 것이 아니라 새로운 문자열 ‘world’를 메모리에 생성하고 식별자 str은 이것을 가리킨다. 이때 문자열 ‘Hello’와 ‘world’는 모두 메모리에 존재한다. 식별자 str은 문자열 ‘Hello’를 가리키고 있다가 문자열 ‘world’를 가리키도록 변경되었을 뿐이다.
문자열의 한 문자를 변경해 보자. 문자열은 유사 배열 객체이면서 이터러블이므로 배열과 유사하게 각 문자에 접근할 수 있다.
var str = 'string';
// 문자열은 유사 배열이므로 배열과 유사하게 인덱스를 사용해 각 문자에 접근할 수 있다.
// 하지만 문자열은 원시값이므로 변경할 수 없다. 이때 에러가 발생하지 않는다.
str[0] = 'S';
console.log(str); // string
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이미 생성된 문자열의 일부 문자를 변경해도 반영되지 않는다. 원시 값은 어떤 일이 있어도 불변한다. 따라서 예기치 못한 변경으로부터 자유롭다. 그러나 변수에 새로운 문자열을 재할당하는 것은 물론 가능하다. 이는 기존 문자열을 변경하는 것이 아니라 새로운 문자열을 새롭게 할당하는 것이기 때문이다.
11.1.3. 값에 의한 전달 (pass by value)
다음 예제에서 copy 변수의 값은 어떻게 출력이 될까?
var score = 80;
var copy = score;
console.log(score); // 80
console.log(copy); // 80
score = 100;
console.log(score); // 100
console.log(copy); // ?
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이 질문의 핵심은 “변수에 변수를 할당했을 때 무엇이 어떻게 전달되는가?”다. copy = score에서 score는 변수 값 80으로 평가되므로 copy 변수에도 80이 할당될 것이다. 이때 새로운 숫자 값 80이 생성되어 copy 변수에 할당된다.
이처럼 변수에 원시 값을 갖는 변수를 할당하면 할당받는 변수(copy)에는 할당되는 변수(score)의 원시 값이 복사되어 전달된다. 이를 값에 의한 전달이라 한다. 위 예제의 경우 copy 변수에 원시 값을 갖는 score 변수를 할당하면 할당받는 변수(copy)에는 할당되는 변수(score)의 원시 값 80이 복사되어 전달된다.
var score = 80;
// copy 변수에는 score 변수의 값 80이 복사되어 할당된다.
var copy = score;
console.log(score, copy); // 80 80
console.log(score === copy); // true
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이때 score 변수와 copy 변수는 숫자 값 80을 갖는다는 점에서 동일하다. 하지만 score 변수와 copy 변수의 값 80은 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이다.
이제 score 변수의 값을 변경해 보자.
var score = 80;
// copy 변수에는 score 변수의 값 80이 복사되어 할당된다.
var copy = score;
console.log(score, copy); // 80 80
console.log(score === copy); // true
// score 변수와 copy 변수의 값은 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이다.
// 따라서 score 변수의 값을 변경해도 copy 변수의 값에는 어떠한 영향도 주지 않는다.
score = 100;
console.log(score, copy); // 100 80
console.log(score === copy); // false
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score 변수와 copy 변수의 값 80은 다른 메모리 공간에 저장되어 있기 때문에 score 변수의 값을 아무리 변경해도 copy 변수의 값에는 어떠한 영향도 주지 않는다.
지금까지 “값에 의한 전달”이 무엇을 의미하는지를 설명했다. 하지만 “값에 의한 전달”이라는 용어는 자바스크립트를 위한 용어가 아니므로 사실 오해가 있을 수도 있다. 엄격하게 표현하면 변수에는 값이 전달되는 것이 아니라 메모리 주소가 전달되기 때문이다. 이는 변수와 같은 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있기 때문이다. “값에 의한 전달”도 사실은 값을 전달하는 것이 아니라 메모리 주소를 전달하는 것이기 때문에 “공유에 의한 전달(pass by sharing)”이라고 표현하는 경우도 있다고 한다. 단, 전달된 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근하면 값을 참조할 수 있다.
중요한 것은 변수에 원시 값을 갖는 변수를 할당하면 변수 할당 시점이든, 두 변수 중 어느 하나의 변수에 값을 재할당하는 시점이든 결국은 두 변수의 원시 값은 서로 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이 되어 어느 한쪽에서 재할당을 통해 값을 변경하더라도 서로 간섭할 수 없다는 것이다.
11.2. 객체
객체는 프로퍼티의 개수가 정해져 있지 않으며, 동적으로 추가되고 삭제할 수 있다. 또, 객체는 원시 값과 같이 확보해야 할 메모리 공간의 크기를 사전에 정해둘 수도 없다. 객체는 복잡한 자료구조이므로 객체를 관리하는 방식이 원시 값과 비교해서 복잡하고 구현 방식도 브라우저 제조사마다 다를 수 있다고 한다. 원시 값과의 비교를 통해 객체를 이해해 보자.
11.2.1. 변경 가능한 값
객체 타입의 값은 변경 가능한 값이다. 다음 예제를 살펴보자.
var person = {
name: 'Lee'
};
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원시 값을 할당한 변수는 원시 값 자체를 값으로 갖는다. 하지만 객체는 다르다. 객체를 할당한 변수에는 생성된 객체가 실제로 저장된 메모리 공간의 주소가 저장되어 있다. 이 값을 참조 값이라 한다. 변수는 이 참조 값을 통해 객체에 접근한다.
원시 값은 변경 불가능한 값이므로 원시 값을 갖는 변수의 값을 변경하려면 재할당 외에는 방법이 없다. 하지만 객체는 변경 가능한 값이다. 따라서 객체를 할당한 변수는 재할당 없이 객체를 직접 변경할 수 있다. 즉, 재할당 없이 프로퍼티를 동적으로 추가할 수도 있고 프로퍼티 값을 갱신할 수도 있으며 프로퍼티 자체를 삭제할 수도 있다.
var person = {
name: 'Lee'
};
// 프로퍼티 값 갱신
person.name = 'Kim';
// 프로퍼티 동적 생성
person.address = 'Seoul';
console.log(person); // {name: "Kim", address: "Seoul"}
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객체는 이러한 구조적 단점에 따른 부작용이 있다. 원시 값과는 다르게 여러 개의 식별자가 하나의 객체를 공유할 수 있다는 것이다. 객체를 변경할 때마다 원시 값처럼 이전 값을 복사해서 새롭게 생성한다면 명확하고 신뢰성이 확보되겠지만 객체는 크기가 매우 클 수도 있고, 원시 값처럼 크기가 일정하지도 않으며, 프로퍼티 값이 객체일 수도 있어서 복사(deep copy)해서 생성하는 비용이 많이 든다. 그래서 메모리 사용의 효율성과 성능을 위해 어느 정도의 구조적인 단점을 감안한 설계라고 할 수 있다.
11.2.2. 참조에 의한 전달
여러 개의 식별자가 하나의 객체를 공유할 수 있다는 것이 무엇을 의미하는지, 이로 인해 어떤 부작용이 발생하는지 확인해 보자.
var person = {
name: 'Lee'
};
// 참조값을 복사(얕은 복사)
var copy = person;
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객체를 가리키는 변수(person)를 다른 변수(copy)에 할당하면 원본의 참조 값이 복사되어 전달 된다. 이를 참조에 의한 전달이라 한다.
이때 원본 person과 사본 copy는 저장된 메모리 주소는 다르지만 동일한 참조 값을 갖는다. 이것은 두 개의 식별자가 하나의 객체를 공유한다는 것을 의미한다. 따라서 원본 또는 사본 중 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 서로 영향을 주고받는다.
var person = {
name: 'Lee'
};
// 참조값을 복사(얕은 복사). copy와 person은 동일한 참조값을 갖는다.
var copy = person;
// copy와 person은 동일한 객체를 참조한다.
console.log(copy === person); // true
// copy를 통해 객체를 변경한다.
copy.name = 'Kim';
// person을 통해 객체를 변경한다.
person.address = 'Seoul';
// copy와 person은 동일한 객체를 가리킨다.
// 따라서 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 서로 영향을 주고 받는다.
console.log(person); // {name: "Kim", address: "Seoul"}
console.log(copy); // {name: "Kim", address: "Seoul"}
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결국 “값에 의한 전달”과 “참조에 의한 전달”은 식별자가 기억하는 메모리 공간에 저장되어 있는 값을 복사해서 전달한다는 면에서 동일하다. 다만 식별자가 기억하는 메모리 공간, 즉 변수에 저장되어 있는 값이 원시 값이나 참조 값이냐의 차이만 있을 뿐이다. 따라서 자바스크립트에는 “참조에 의한 전달”은 존재하지 않고 “값에 의한 전달”만이 존재한다고 말할 수 있다.