[모던 자바스크립트 Deep Dive] 11장 원시 값과 객체의 비교

서론

자바스크립트는 7가지 데이터 타입을 제공하며, 이는 크게 원시 타입과 객체 타입으로 구분할 수 있다. 원시 타입에는 숫자, 문자열, 불리언, null, undefined, 심벌이 있으며, 나머지는 객체 타입에 속한다. 이 두 타입은 세 가지 주요 측면에서 차이를 보인다.

 

변경 가능성: 원시 값은 변경 불가능한(immutable) 값이다. 반면, 객체는 변경 가능한(mutable) 값이다.

 

변수 할당: 원시 값을 변수에 할당하면 변수에는 실제 값이 저장된다. 객체를 변수에 할당하면 참조 값이 저장된다.

 

값의 전달: 원시 값을 갖는 변수를 다른 변수에 할당하면 값에 의한 전달(pass by value)이 일어난다. 객체를 가리키는 변수를 다른 변수에 할당하면 참조에 의한 전달(pass by reference)이 일어난다.

 

원시값

원시 값은 변경 불가능한 값이다. 변경 불가능하다는 것은 메모리 영역에서의 변경이 불가능하다는 뜻이다. 원시 값은 읽기 전용 값으로 재할당 외에 변경할 수 있는 방법이 없다. 원시 값은 언제든지 재할당으로 새로운 값으로 교체가 가능하지만, 변수가 참조하는 메모리 공간의 주소가 변경될 뿐 이전 값이 변경되는 것은 아니다.

 

변경 불가능한 값

한번 생성된 원시 값은 읽기 전용 값으로서 변경할 수 없다. 여기서 주의할 점은 "변경 불가능하다"는 것이 변수가 아니라 값에 대한 진술이라는 것이다. 변수는 언제든 재할당을 통해 변수 값을 변경할 수 있다. 즉, 원시 값 자체를 변경할 수 없다는 것이지 변수 값을 변경할 수 없다는 것이 아니다.

 

const o = {};

// const 키워드를 사용해 선언한 변수에 할당한 원시 값은 변경할 수 없다.
// 하지만 객체는 변경할 수 있다.
o.a = 1;
console.log(o); // {a: 1}

 

변수에 새로운 원시 값을 재할당하면, 메모리 공간에 저장된 재할당 이전의 원시 값을 변경하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 재할당한 원시 값을 저장한 후, 변수가 참조하던 메모리 공간의 주소를 변경한다. 이러한 특성을 불변성(immutability)이라고 한다.

 

불변성을 갖는 원시 값을 할당한 변수는 재할당 이외에 변수 값을 변경할 수 있는 방법이 없다. 이는 데이터의 신뢰성을 보장한다.

 

문자열과 불변성

문자열은 0개 이상의 문자로 이루어진 집합으로, 1개의 문자는 2바이트의 메모리 공간에 저장된다. 따라서 문자열의 길이에 따라 필요한 메모리 공간의 크기가 달라진다.

 

자바스크립트의 문자열은 원시 타입이며, 변경 불가능하다. 이는 문자열이 생성된 이후에는 변경할 수 없음을 의미한다.

 

var str = 'Hello';
str[0] = 'h';
console.log(str); // 'Hello'

문자열은 유사 배열 객체이면서 이터러블이므로 배열과 유사하게 각 문자에 접근할 수 있다. 하지만 문자열의 한 문자를 변경하려고 해도 반영되지 않는다. (에러는 발생하지 않는다)

 

값에 의한 전달

변수에 원시 값을 갖는 변수를 할당하면 할당받는 변수(copy)에는 할당되는 변수(score)의 원시 값이 복사되어 전달된다. 이를 값에 의한 전달(pass by value)이라고 한다.

 

var score = 80;
var copy = score;

console.log(score); // 80
console.log(copy);  // 80

score = 100;

console.log(score); // 100
console.log(copy);  // 80

score 변수와 copy 변수는 숫자 값 80을 갖는다는 점에서는 동일하지만, score 변수와 copy 변수의 값 80은 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이다. 따라서 score 변수의 값을 변경해도 copy 변수의 값에는 어떠한 영향도 주지 않는다.

 

주의할 점은 "값에 의한 전달"이라는 용어가 자바스크립트를 위한 용어가 아니라는 것이다. 엄격하게 표현하면 변수에는 값이 전달되는 것이 아니라 메모리 주소가 전달된다. 변수와 같은 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있기 때문이다.

 

두 변수의 원시 값은 서로 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이 되어 어느 한쪽에서 재할당을 통해 값을 변경하더라도 서로 간섭할 수 없다는 것이 중요한 포인트이다.

 

객체

객체는 프로퍼티의 개수가 정해져 있지 않고 동적으로 추가되고 삭제할 수 있다. 또한 프로퍼티의 값에도 제약이 없기 때문에 객체는 원시 값과 달리 확보해야 할 메모리 공간의 크기를 사전에 정해둘 수 없다.

 

따라서 자바스크립트 엔진은 객체를 효율적으로 관리하기 위해 프로퍼티 키를 인덱스로 사용하는 해시 테이블과 유사한 자료구조를 사용한다. 이는 일반적인 해시 테이블보다 높은 성능을 위해 최적화된 방식으로 구현되어 있다.

 

변경 가능한 값

객체(참조) 타입의 값, 즉 객체는 변경 가능한 값(mutable value)이다. 객체를 할당한 변수가 기억하는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근하면 참조 값(reference value)에 접근할 수 있다. 참조 값은 생성된 객체가 저장된 메모리 공간의 주소 그 자체를 말한다.

 

var person = {
  name: 'Lee'
};

console.log(person); // {name: "Lee"}

이 코드에서 person 변수에 저장되어 있는 참조 값으로 실제 객체에 접근한다.

객체는 변경 가능한 값이므로 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"}

객체는 변경 가능한 값으로 설계되어 있는데, 이는 메모리를 효율적으로 사용하고 성능을 향상시키기 위함이다. 객체를 원시 값처럼 변경 불가능한 값으로 동작하게 만들면, 객체를 변경할 때마다 이전 객체를 복사해서 새로운 객체를 생성해야 한다. 이는 크기가 매우 클 수 있는 객체의 경우 많은 비용이 들어 비효율적이다.

 

그러나 이러한 구조적 단점으로 인해 여러 개의 식별자가 하나의 객체를 공유할 수 있다는 부작용이 있다. 객체의 복사와 관련하여 얕은 복사(shallow copy)와 깊은 복사(deep copy)의 개념이 있다.

 

참조에 의한 전달

객체를 가리키는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 참조 값이 복사되어 전달된다. 이를 참조에 의한 전달(pass by reference)이라고 한다.

 

var person = {
  name: 'Lee'
};

var copy = person;

이 예제에서 원본 person과 사본 copy는 저장된 메모리 주소는 다르지만 동일한 참조 값을 갖는다. 즉, 두 변수 모두 동일한 객체를 가리키게 된다.

 

이는 두 개의 식별자가 하나의 객체를 공유한다는 것을 의미한다. 따라서 원본 또는 사본 중 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 서로 영향을 주고받는다.

 

var person = {
  name: 'Lee'
};

var copy = person;

console.log(copy === person); // true

copy.name = 'Kim';
person.address = 'Seoul';

console.log(person); // {name: "Kim", address: "Seoul"}
console.log(copy);   // {name: "Kim", address: "Seoul"}

값에 의한 전달과 참조에 의한 전달은 식별자가 기억하는 메모리 공간에 저장되어 있는 값을 복사해서 전달한다는 면에서 동일하다. 다만 식별자가 기억하는 메모리 공간, 즉 변수에 저장되어 있는 값이 원시 값이냐 참조 값이냐의 차이만 있을 뿐이다.

 

따라서 자바스크립트에는 참조에 의한 전달은 존재하지 않고 값에 의한 전달만이 존재한다고 말할 수 있다. 엄격하게 표현하면 모든 값의 전달은 값에 의한 전달이며, 참조에 의한 전달은 참조 값을 전달하는 값에 의한 전달의 한 종류라고 볼 수 있다.

 

 

복사

얕은 복사(shallow copy)와 깊은 복사(deep copy)는 객체를 복사하는 두 가지 방식이다.

얕은 복사

let obj1 = { a: 1, b: { c: 2 } };
let obj2 = obj1; // 얕은 복사

obj2.a = 3;
console.log(obj1.a); // 3

• 얕은 복사(Shallow Copy)는 객체를 복사할 때, 객체의 참조 값(메모리 주소)만 복사하는 것을 말한다.
• 복사된 객체와 원본 객체는 같은 참조를 공유하므로, 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 다른 쪽에도 영향을 미친다.
• 자바스크립트에서 객체를 할당하거나 함수의 매개변수로 전달할 때, 기본적으로 얕은 복사가 이루어진다.
• Object.assign(), 전개 연산자 {...obj}

 

깊은 복사

let obj1 = { a: 1, b: { c: 2 } };
let obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1)); // 깊은 복사

obj2.b.c = 3;
console.log(obj1.b.c); // 2

• 깊은 복사는 객체를 복사할 때, 객체의 구조와 속성까지 모두 복사하여 완전히 새로운 객체를 생성하는 것을 말한다.
• 복사된 객체와 원본 객체는 별개의 메모리 공간에 존재하므로, 어느 한쪽에서 객체를 변경해도 다른 쪽에는 영향을 미치지 않는다.
• 자바스크립트에는 기본적으로 깊은 복사를 수행하는 내장 메서드가 없으므로, 직접 구현하거나 외부 라이브러리를 사용해야 한다.
• JSON.parse(JSON.stringify(obj)), lodash의 _.cloneDeep()

 

 

예상 문제

동적 타이핑을 지원하는 자바스크립트에서 데이터의 타입을 크게 2개로 나누는 이유가 있을까요?

• 자바스크립트에서 데이터 타입을 원시 타입과 객체 타입으로 구분하는 이유는 다음과 같습니다.
• 첫째, 원시 타입은 immutable value로 변경 불가능한 값이지만 객체 타입은 mutable value로 변경 가능한 값입니다. 이러한 특성 차이로 인해 각 타입에 맞는 메모리 할당 방식과 해제 방식이 다르기 때문에 구분이 필요합니다.
• 둘째, 메모리 사용의 효율성 때문입니다. 원시 타입은 크기가 작고 고정되어 있어 상대적으로 적은 메모리를 소비하지만, 객체 타입은 크기가 클 수 있고 동적으로 변할 수 있어 메모리 사용량이 클 수 있습니다. 이를 구분함으로써 메모리를 더욱 효율적으로 사용할 수 있습니다.
• 셋째, 데이터의 복사 방식이 다르기 때문입니다. 원시 타입은 값 자체가 복사되어 전달되는 값에 의한 전달방식을 사용하지만, 객체 타입은 참조 값이 복사되어 전달되는 참조에 의한 전달방식을 사용합니다.

 

값에 의한 전달이 뭔가요?

• 원시 값을 다른 변수에 할당하거나 함수의 인자로 전달할 때 값 자체가 복사되어 전달되는 것을 의미합니다.
• 복사된 값은 완전히 독립적이므로, 한 쪽에서 값을 변경해도 다른 쪽에 영향을 주지 않습니다.
• 예를 들어, let a = 5; let b = a;라고 할 때 b의 값을 변경해도 a의 값은 변하지 않습니다.
• 엄밀히 말하면 변수에는 값이 저장되는 게 아니라 값이 저장되어 있는 메모리 주소가 저장됩니다. 그래서 변수는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하는 것이죠. 하지만 원시 값의 경우 변수에 저장되는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근하면 원시 값 자체에 접근하게 됩니다.

 

참조에 의한 전달이 뭔가요?

• 객체를 다른 변수에 할당하거나 함수의 인자로 전달할 때 객체의 참조(메모리 주소)가 전달되는 것을 의미합니다.
• 참조가 복사되므로, 동일한 객체를 가리키는 변수들은 같은 객체를 공유하게 됩니다.
• 따라서 한 쪽에서 객체의 속성을 변경하면 다른 쪽에서도 변경된 내용을 볼 수 있습니다.
• 예를 들어, let obj1 = { x: 1 }; let obj2 = obj1;이라고 할 때 obj2.x의 값을 변경하면 obj1.x의 값도 함께 변경됩니다.