배열 (1)
모던 자바스크립트 Deep Dive: 자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리 - 27장 배열 (1)
1. 배열이란?
배열은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다.
const arr = ['apple', 'banana', 'orange']
배열이 가지고 있는 값을 요소(element)라고 하며 자바스크립트의 모든 값은 배열의 요소가 될 수 있다.
배열의 요소는 배열에서 자신의 위치를 나타내는 0 이상의 정수인 인덱스(index)를 갖는다.
요소에 접근할 때는 대괄호 [] 표기법을 사용하며 접근하고 싶은 요소의 인덱스를 지정해서 사용할 수 있다.
arr[0] // -> 'apple'
arr[1] // -> 'banana'
arr[2] // -> 'orange'
배열의 요소 개수(길이)를 나타내는 length 프로퍼티를 갖는다.
arr.length // -> 3
자바스크립트에 배열이라는 타입은 존재하지 않는다. 배열은 객체 타입이다.
typeof arr // -> object
배열의 생성자 함수는 Array이며, 배열의 프로토타입은 Array.prototype이다.
const arr = [1, 2, 3];
arr.constructor === Array // -> true
Object.getPrototypeOf(arr) === Array.prototype // -> true
일반 객체와 배열을 구분하는 차이는 값의 순서와 length 프로퍼티다.
2. 자바스크립트 배열은 배열이 아니다.
자료구조에서 말하는 배열은 동일한 크기의 메모리 공간이 빈틈없이 연속적으로 나열된 자료구조를 말한다.
배열의 요소는 하나의 데이터 타입으로 통일되어 있으며 서로 연속적으로 인접해 있는 배열을 밀집 배열이라 한다.
- 각 요소가 동일한 데이터 크기, 빈틈없이 연속적으로 이어져 있으므로 단 한번의 연산으로 임의의 요소에 접근(임의 접근, 시간복잡도O(1)) 할 수 있다.
만약 정렬되지 않은 배열에서 특정한 요소를 검색하는 경우 배열의 모든 요소를 처음부터 특정 요소를 발견할 때까지 차례대로 검색(선형 검색, 시간복잡도(O(n))해야 한다.
// 선형 검색을 통해 배열(array)에 특정 요소(target)가 존재하는지 확인한다.
// 배열에 특정 요소가 존재하면 특정 요소의 인덱스를 반환하고, 존재하지 않으면 -1을 반환한다.
function linearSearch(array, target) {
const length = array.length;
for (let i = 0; i < length; i++) {
if (array[i] === target) return i;
}
return -1;
}
console.log(linearSearch([1, 2, 3, 4, 5, 6], 3)); // 2
console.log(linearSearch([1, 2, 3, 4, 5, 6], 0)); // -1
자바스크립트의 배열은 일반적인 배열이 아니라 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있는 배열을 희소 배열이라 한다.
- 자바스크립트의 배열은 일반적인 배열의 동작을 흉내 낸 특수한 객체다.
자바스크립트 배열은 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 가지며, length 프로퍼티를 갖는 특수한 객체이다.
- 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.
const arr = [
'string',
10,
true,
null,
undefined,
NaN,
Infinity,
[ ],
{ },
function () {}
];
자바스크립트 배열은 해시 테이블로 구현된 객체이므로 인덱스로 요소에 접근하는 경우 일반적인 배열보다 성능적인 면에서 느릴 수 밖에 구조적인 단점이 있다.
- 배열 요소에 접근하는 경우에는 일반적인 배열보다 느리지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에는 일반적인 배열보다 빠르다.
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.
const arr = [];
console.time('Array Performance Test');
for (let i = 0; i < 10000000; i++) {
arr[i] = i;
}
console.timeEnd('Array Performance Test');
// 약 340ms
const obj = {};
console.time('Object Performance Test');
for (let i = 0; i < 10000000; i++) {
obj[i] = i;
}
console.timeEnd('Object Performance Test');
// 약 600ms
3. length 프로퍼티와 희소 배열
length 프로퍼티는 요소의 개수(길이)를 나타내는 0 이상의 정소를 값으로 갖는다.
[].length // -> 0
[1, 2, 3].length // -> 3
length 프로퍼티의 값은 배열의 요소를 추가하거나 삭제하면 자동 갱신된다.
const arr = [1, 2, 3];
console.log(arr.length); // 3
// 요소 추가
arr.push(4);
// 요소를 추가하면 length 프로퍼티의 값이 자동 갱신된다.
console.log(arr.length); // 4
// 요소 삭제
arr.pop();
// 요소를 삭제하면 length 프로퍼티의 값이 자동 갱신된다.
console.log(arr.length); // 3
임의의 숫자 값을 명시적으로 할당할 수도 있다.
const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
// 현재 length 프로퍼티 값인 5보다 작은 숫자 값 3을 length 프로퍼티에 할당
arr.length = 3;
// 배열의 길이가 5에서 3으로 줄어든다.
console.log(arr); // [1, 2, 3]
length 프로퍼티 값보다 큰 숫자 값을 할당하는 경우 프로퍼티 값은 변경되지만 실제로 배열의 길이가 늘어나지 않는다.
const arr = [1];
// 현재 length 프로퍼티 값인 1보다 큰 숫자 값 3을 length 프로퍼티에 할당
arr.length = 3;
// length 프로퍼티 값은 변경되지만 실제로 배열의 길이가 늘어나지는 않는다.
console.log(arr.length); // 3
console.log(arr); // [1, empty × 2]
- length 프로퍼티 값은 변경되지만 실제 배열에는 변화가 없으며, 값 없이 비어 있는 요소를 위해 메모리 공간을 확보하지 않으며 빈 요소를 생성하지도 않는다.
배열의 요소가 연속적으로 위치하지 않고 일부가 비어 있는 배열을 희소 배열이라 한다. (문법적으로 허용)
- 일반적인 배열의 length는 배열의 요소의 개수(길이)와 일치
- 희소 배열은 length와 배열의 요소의 개수(길이)가 불일치 (실제 요소 개수보다 크다.)
희소 배열은 사용하지 않는 것이 좋다. 희소 배열은 연속적인 값의 집합이라는 배열의 기본적인 개념과 맞지 않으며, 성능에도 좋지 않는 영향을 준다.
4. 배열 생성
배열 리터럴
배열 리터럴은 0개 이상의 요소를 쉼표 ,로 구분하여 대괄호 []로 묶는다.
- 프로퍼티 키가 없고 값만 존재한다.
const arr = [];
console.log(arr.length); // 0
배열 리터럴에 요소를 하나도 추가하지 않으면 빈 배열이 된다.
const arr = [];
console.log(arr.length); // 0
배열 리터럴에 요소를 생략하면 희소 배열이 된다.
const arr = [1, , 3]; // 희소 배열
// 희소 배열의 length는 배열의 실제 요소 개수보다 언제나 크다.
console.log(arr.length); // 3
console.log(arr); // [1, empty, 3]
console.log(arr[1]); // undefined
arr[1]이 undefined인 이유는 존재하지 않기 때문에
Array 생성자 함수
Array 생성자 함수를 통해 배열을 생성할 수도 있다.
- 전달된 인수의 개수에 따라 다르게 동작한다.
전달된 인수가 1개이고 숫자인 경우 length 프로퍼티 값이 인수인 배열을 생성한다.
const arr = new Array(10);
console.log(arr); // [empty × 10]
console.log(arr.length); // 10
- 생성된 배열은 희소 배열이다.
배열의 요소를 최대 4,294,967,295개를 가질 수 있다. 전달된 인수가 범위를 벗어나면 RangeError가 발생한다.
// 배열은 요소를 최대 4,294,967,295개 가질 수 있다.
new Array(4294967295);
// 전달된 인수가 0 ~ 4,294,967,295를 벗어나면 RangeError가 발생한다.
new Array(4294967296); // RangeError: Invalid array length
// 전달된 인수가 음수이면 에러가 발생한다.
new Array(-1); // RangeError: Invalid array length
전달된 인수가 없는 경우 빈 배열을 생성한다. (배열 리터럴과 같음)
new Array(); // -> []
전달된 인수가 2개 이상이거나 숫자가 아닌 경우 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
// 전달된 인수가 2개 이상이면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]
// 전달된 인수가 1개지만 숫자가 아니면 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
new Array({}); // -> [{}]
Array 생성자 함수는 new 연산자와 함께 호출하지 않더라도, 배열을 생성하는 생성자 함수로 동작한다.
- Array 생성자 함수 내부에서
new.target을 확인하기 때문이다.
Array(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]
Array.of
ES6에서 도입된 Array.of메서드는 전달된 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
- 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
// 전달된 인수가 1개이고 숫자이더라도 인수를 요소로 갖는 배열을 생성한다.
Array.of(1); // -> [1]
Array.of(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]
Array.of('string'); // -> ['string']
Array.from
ES6에서 도입된 Array.from 메서드는 유사 배열 객체 또는 이터러블 객체를 인수로 전달받아 배열로 반환하여 반환한다.
// 유사 배열 객체를 변환하여 배열을 생성한다.
Array.from({ length: 2, 0: 'a', 1: 'b' }); // -> ['a', 'b']
// 이터러블을 변환하여 배열을 생성한다. 문자열은 이터러블이다.
Array.from('Hello'); // -> ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
두 번째 인수로 전달된 콜백 함수를 통해 값을 만들면서 요소를 채울 수 있다.
- 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수에 첫 번째에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.
// Array.from에 length만 존재하는 유사 배열 객체를 전달하면 undefined를 요소로 채운다.
Array.from({ length: 3 }); // -> [undefined, undefined, undefined]
// Array.from은 두 번째 인수로 전달한 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.
Array.from({ length: 3 }, (_, i) => i); // -> [0, 1, 2]
유사 배열 객체 : 배열처럼 인덱스로 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체
이터러블 객체 : Symbol.iterator 메서드를 구현하여
for...of문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트릭처럼 할당의 대상으로 사용할 수 있는 객체
5. 배열 요소의 참조
배열의 요소를 참조할 때에는 대괄호 [] 표기법을 사용한다.
- 대괄호 안에는 인덱스가 와야 하며 정수로 평가되는 표현식도 가능하다.
const arr = [1, 2];
// 인덱스가 0인 요소를 참조
console.log(arr[0]); // 1
// 인덱스가 1인 요소를 참조
console.log(arr[1]); // 2
존재하지 않는 요소에 접근하면 undefined가 반환된다.
const arr = [1, 2];
// 인덱스가 2인 요소를 참조. 배열 arr에는 인덱스가 2인 요소가 존재하지 않는다.
console.log(arr[2]); // undefined
배열은 사실 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 갖는 객체다. 따라서 존재하지 않는 프로퍼티 키로 객체의 프로퍼티에 접근했을 때 undefined를 반환하는 것처럼 배열도 존재하지 않는 요소를 참조하면 undefined를 반환한다.
6. 배열 요소의 추가와 갱신
객체에 프로퍼티를 동적으로 추가할 수 있는 것처럼 배열에도 요소를 동적으로 추가할 수 있다.
존재하지 않는 인덱스를 사용해 값을 할당하면 새로운 요소로 추가된다.
- length 프로퍼티 값은 자동 갱신된다.
const arr = [0];
// 배열 요소의 추가
arr[1] = 1;
console.log(arr); // [0, 1]
console.log(arr.length); // 2
현재 배열의 length 프로퍼티 값보다 큰 인덱스로 새로운 요소를 추가하면 희소 배열이 된다.
arr[100] = 100;
console.log(arr); // [0, 1, empty × 98, 100]
console.log(arr.length); // 101
- 인덱스로 요소에 접근하여 명시적으로 값을 할당하지 않는 요소는 생성되지 않는다.
이미 요소개 존재하는 요소에 값을 재할당하면 요소값이 갱신된다.
// 요소값의 갱신
arr[1] = 10;
console.log(arr); // [0, 10, empty × 98, 100]
- 정수 이외의 값을 인덱스처럼 사용하면 요소가 생성되는 것이 아니라 프로퍼티가 생성된다. 이때 추된 프로퍼티는 length 프로퍼티 값에 영향을 주지 않는다.
const arr = [];
// 배열 요소의 추가
arr[0] = 1;
arr['1'] = 2;
// 프로퍼티 추가
arr['foo'] = 3;
arr.bar = 4;
arr[1.1] = 5;
arr[-1] = 6;
console.log(arr); // [1, 2, foo: 3, bar: 4, '1.1': 5, '-1': 6]
// 프로퍼티는 length에 영향을 주지 않는다.
console.log(arr.length); // 2
7 배열 요소의 삭제
배열은 사실 객체이기 때문에 배열의 요소를 삭제하기 위해 delete 연산자를 사용할 수 있다.
const arr = [1, 2, 3];
// 배열 요소의 삭제
delete arr[1];
console.log(arr); // [1, empty, 3]
// length 프로퍼티에 영향을 주지 않는다. 즉, 희소 배열이 된다.
console.log(arr.length); // 3
delete 연산자는 객체의 프로퍼티를 삭제한다.
- 이때 배열은 희소 배열이 되며 length 프로퍼티 값은 변하지 않는다.
- 희소 배열을 만들지 않고 완전히 삭제하려면
Array.prototype.splice메서드를 사용한다.
