[JS Q.R 스터디] 배열

최종 수정 : 2024-04-25

27장. 배열

1. 배열이란?

배열(array)은 여러 개의 값을 순차적으로 나열한 자료구조다. 사용 빈도가 매우 높은 가장 기본적인 자료구조다.

const arr ['apple', 'banana', 'orange'];

배열이 가지고 있는 값을 '요소(element)'라고 부른다. 자바스크립트에서 값으로 인정하는 모든 것은 배열의 요소가 될 수 있다.

 

배열의 특징

배열이라는 타입은 존재하지 않는다. 배열은 객체 객체 타입이다. 하지만 일반 객체와는 구별되는 독특한 특징을 갖는다.

구분	객체	배열
구조	프로퍼티 키와 프로퍼티 값	인덱스와 요소
값의 참조	프로퍼티 키	인덱스
값의 순서	X	O
length 프로퍼티	X	O

 

배열의 요소는 인덱스(index)를 갖는다. 이것으로 배열의 요소에 접근할 수 있다. 요소에 접근할 때는 대괄호 표기법을 사용한다. 또한, 배열은 요소의 개수, 즉 배열의 길이를 나타내는 length 프로퍼티를 갖는다.

arr = ['apple', 'banana', 'orange'];
arr[0]; // -> 'apple'
arr[1]; // -> 'banana'
arr[2]; // -> 'orange'

arr.length; // -> 3

인덱스와 length 프로퍼티를 갖기 때문에 for 문을 통해 순차적으로 요소에 접근할 수 있다. 또한 역순으로 요소에 접근할 수도 있으며, 특정 위치부터 순차적으로 요소에 접근할 수 있다.

 

배열은 배열 리터럴, Array 생성자 함수, Array of, Array.from 메서드로 생성할 수 있다.

const arr = [1, 2, 3];

arr.constrictor === Array // -> true
Object.getPrototypeOf(arr) === Array.prototype // -> true

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2. 자바스크립트 배열은 배열이 아니다.

자구조(data structue)에서 말하는 배열은 동일한 크기의 메모리 공간이 빈틉없이 연속적으로 나열된 자료구조를 말한다. 이를, 밀집 배열(dense array)이라 한다. 밀집 배열은 인덱스를 통해 단 한 번의 연산으로 임의의 요소에 접근할 수 있다. 매우 효율적이며, 고속으로 동작하는 이유이다. 하지만 정렬되지 않은 배열에서는 특정 요소를 검색하는 경우에는 차례대로 검색해야 한다. 또한 배열에 요소를 삽입하거나 삭제하는 경우 배열의 요소를 연속적으로 유지하기 위해 요소를 이동시켜야 하는 단점도 있다.

 

이와 달리, 자바스크립트의 배열은 배열의 요소를 위한 각각의 메모리 공간은 동일한 크기를 갖지 않아도 되며, 연속적으로 이어져 있지 않을 수도 있다. 이처럼, 연속적으로 이어져 있지 않는 배열을 희소 배열(sparse array)이라 한다. 사실, 자바스크립트의 배열은 일반적인 배열의 동작을 휼내 낸 특수한 객체다. 인덱스를 나타내는 문자열을 프로퍼티 키로 가지며, length 프로퍼티를 갖는 특수한 객체이다. 즉, 배열의 요소는 사실 프로퍼티 값인 것이다.

 

자바스크립트 배열은 일반 배열보다 느리지만 요소를 삽입 또는 삭제하는 경우에는 일반적인 배열보다 빠르다. 모던 자바스크립트 엔진은 배열을 일반 객체와 구별하여 좀 더 배열처럼 동작하도록 최적화하여 구현했다.

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3. length 프로퍼티와 희소 배열

length 프로퍼티의 값은 배열에 요소를 추가한거나 삭제하면 자동 갱신된다. 이외에도,명시적으로 length 프로퍼티 값을 할당할 수도 있다. 실제 배열의 길이보다 작은 값을 할당하면 배열의 길이가 줄어든다. 하지만 더 큰 값을 할당한다고 해서 배열의 길이가 늘어나지는 않는다. 즉, 메모리 공간을 확보하지 않으며 빈 요소를 생성하지도 않는다. 그러나 의도적으로 비어 있는 배열, 즉 희소 배열을 만들 수는 있다.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
arr.length = 3;
console.log(arr); // [1, 2, 3]

const arr2 = [1];
arr2.length = 3;
console.log(arr2.length); // 3
console.log(arr2); // [1, empty x 2] --> empty x 2는 실제로 추가된 배열의 요소가 아니다.

// 희소배열
const sparse = [, 2, , 4];
console.log(sparse.length); // 4
console.log(sparse); // [empty, 2, empty, 4]

그러나 length와 배열 요소의 개수가 일치하지 않는다. 문법적으로 희소 배열을 허용하지만 사용하지 않는 것이 좋다.

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4. 배열 생성

배열 리터럴

0개 이상의 요소를 쉼표로 구분하여 대괄호([ ])로 묶는다.

const arr = [1, 2, 3];

 

Array 생성자 함수

전달된 인수의 개수에 따라 다르게 동작한다.

// 1. 인수가 1개 일 때
const arr = new Array(10);

console.log(arr); // [empth * 10]
console.log(arr.length); // 10

// 2. 인수가 0개 일 때, 배열 리터럴과 같다.
new Array(); // []

// 3. 인수가 2개 이상이거나 숫자가 아닌 경우
new Array(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]
new Array({}); // -> [{}]

 

Array.of

ES6에서 도입됐다. Array 생성자 함수와 다르게 인수가 1개여도 배열 리터럴처럼 동작한다.

Array.of(1); // -> [1]
Array.of(1, 2, 3); // -> [1, 2, 3]
Array.of('string'); // -> ['string']

 

Array.from

ES6에서 도입됐다. 유사 배열 객체(array-like object) 또는 이터러블 객체(iterable object)를 인수로 전달받아 배열로 변환하여 반환한다.

// 유사 배열 객체를 변환하여 배열을 생성한다.
Array.from({ length: 2, 0: 'a', 1: 'b' }); // ['a', 'b']

// 이터러블을 변환하여 배열을 생성한다.
Array.from('Hello'); // ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

 

두 번째 인수로 전달한 콜백 함수를 통해 값을 만들면서 요소를 채울 수 있다. 첫 번째 인수에 의해 생성된 배열의 요소값과 인덱스를 순차적으로 전달하면서 호출하고, 콜백 함수의 반환값으로 구성된 배열을 반환한다.

Array.from({ length: 3 }); // [undefiend, undefiend, undefined]

Array.from({ length: 3}, (_, i) => i); // -> [0, 1, 2]

 

유사 배열 객체

마치 배열처럼 인덱스포 프로퍼티 값에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖는 객체를 말하며 배열처럼 for 문으로 순회할 수도 있다.

const arrayLike = {
  '0': 'apple',
  '1': 'banana',
  '2': 'orange',
  length: 3
};

이터러블 객체는 Symbol.iterator 메서드를 구현하여 for...of 문으로 순회할 수 있으며, 스프레드 문법과 배열 디스트럭처링 할당의 대상이 될 수 있는 객체를 말한다.

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5. 배열 요소에 대한 접근과 조작

배열의 요소를 참조할 때는 대괄호 표기법을 사용한다. 인덱스는 값을 참조할 수 있다는 의미에서 객체의 프로퍼티 키와 같은 역할을 한다. 또한 인덱스를 사용해 값을 할당하면 새로운 요소가 추가된다. 이때 length 프로퍼티 값은 자동 갱신된다.

const arr = [1, 2];

console.log(arr[0]); // 1
console.log(arr[2]); // undefined

arr[100] = 100;
console.log(arr); // [0, 1, empty * 98, 100]
console.log(arr.length); // 101

 

인덱스는 요소의 위치를 나타내므로 반드시 0이상의 정수(또는 정수 형태의 문자열)를 사용해야 한다. 정수 이외의 값을 인덱스처럼 사용하면 요속 아니라 프로퍼티가 생성된다.

const arr = [];
arr[0] = 1;
arr['1'] = 2;
console.log(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

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6. 배열 요소의 삭제

배열은 사실 객체이기 때문에 delete 연산자를 사용할 수 있다. 하지만 희소 배열을 만들기 때문에 사용하지 않는 것이 좋다. 그보다는 Array.proptotype.slice 메서드를 사용하여 요소를 삭제한다.

const arr = [1, 2, 3];
delete arr[1];
console.log(arr); // [1, empty, 3]
console.log(arr.length); // 3

const arr2 = [1, 2, 3];
app.splice(1, 1);
console.log(arr); // [1, 3]
console.log(arr.length); // 2

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7. 배열 메서드

배열에는 원본 배열을 직접 변경하는 메서드(mutator method)와 원본 배열을 직접 변경하지 않고 새로운 배열을 생성하여 반환하는 메서드(accessor method)가 있다.

Array.isArray()

Array 생성자 함수의 정적 메서드이다. 전달된 인수가 배열이면 true, 아니면 false를 반환한다.

Array.isArray([]);
Array.isArray([1, 2]);
Array.is(new Array());

 

Array.prototype.indexOf()

indexOf 메서드는 원본 배열에서 인수로 전달된 요소를 검색하여 인덱스를 반환한다. 붕복되는 요소가 여러 개 있다면, 첫 번째 인덱스를 반환하고 존재하지 않으면 -1을 반환한다. 따라서, indexOf 메서드는 배열에 특정 요소가 존재하는지 확인할 때 유용하다.

const arr = [1, 2, 2, 3];
arr.indexOf(2); // 1
arr.indexOf(4); // -1

// 두 번째 인수는 검색을 시작할 인덱스다. 두 번째 인덱스를 생략하면 처음부터 검색한다.
arr.indexOf(2, 2); // 2

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

 

Array.prototype.includes()

배열 내에 특정 요소가 포함되어 있는지 확인하여 boolean 값을 반환한다.

const arr = [1, 2, 3];

arr.includes(2); // true
arr.includes(100); // false

// 배열에 요소 1이 포함되어 있는지 인덱스 1부터 확인한다.
arr.inceludes(1, 1); // false

// 배열에 요소 3이 인덱스(-1)부터 확인한다.
arr.includes(3, -1); // true

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mutator method

push / pop / unshift / shift /

 

Array.prototype.push()

원본 배열을 직접 변경하며, 인수로 전달받은 모든 값을 원본 배열의 마지막 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다.

 

push 메서드는 성능 면에서 좋지 않다. 마지막으로 추가할 요소가 적거나 많지 않다면, length 프로퍼티를 사용하여 배열의 마지막에 요소를 직접 추가할 수 있다. 또한 이 방법이 push 메서드보다 빠르다.

const arr = [1, 2];
arr[arr.length] = 3;
console.log(arr); // [1, 2, 3]

 

혹은 스프레드 문법을 사용하여 마지막에 요소를 추가할 수 있으며 부수 효과도 없다.

const arr = [1, 2];
const newArr = [...arr, 3];
console.log(newArr); // [1, 2, 3]

 

Array.prototype.pop()

원본 배열을 직접 변경하며, 마지막 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다. 원본 배열이 빈 배열일 경우에는 undefined를 반환한다.

const arr = [1, 2];
let result = arr.pop();
console.log(result); // 2

console.log(arr); // [1]

 

Array.prototype.unshift()

원본 배열을 직접 변경하며, 모든 값을 원본 배열의 선두에 요소로 추가하고 변경된 length 프로퍼티 값을 반환한다. 원본 배열을 직접 변경하므로 스프레드 문법을 사용하는 것이 좋다.

const arr = [1, 2];
let result = arr.unshift(3, 4);
console.log(result); // 4
console.log(arr); // [3, 4, 1, 2]

const arr2 = [1, 2];
const newArr = [3, ...arr];
console.log(newArr); // [3, 1, 2]

 

Array.prototype.shift()

원본 배열을 직접 변경하며, 첫 번째 요소를 제거하고 제거한 요소를 반환한다.

const arr = [1, 2];
let result = arr.shift();
console.log(result); // 1
console.log(arr); // [2]

 

Array.prototype.splice()

3개의 매개변수가 있으며, 원본 배열을 변경한다.

splice(start, deleteCount, items)

 

const arr = [1, 2, 3, 4];
const result = arr.splice(1, 2, 20, 30);

console.log(result); // [2, 3]
console.log(arr); // [1, 20, 30, 4]

// -----
const arr = [1, 2, 3, 4];
const result = arr.solice(1);

console.log(arr); // [1]
console.log(result); // [2, 3, 4]

 

Array.prototype.join()

원본 배열의 모든 요소를 문자열로 변환한 후, 인수로 전달받은 문자열(구분자, separator)로 연결한 문자열을 반환한다. 기본 구분자는 콘마( , )다.

const arr = [1, 2, 3, 4];

arr.join(); // '1, 2, 3, 4'
arr.join(''); // '1234'
arr.join(':'); // '1:2:3:4'

 

Array.prototype.reverse()

원본 배열의 순서를 반대로 뒤집는다.

const arr = [1, 2, 3];
const result = arr.reverse();

console.log(arr); // [3, 2, 1]
console.log(result); // [3, 2, 1]

 

Array.prototype.fill()

인수로 전달받은 값을 배열의 처음부터 끝까지 요소로 채운다. 주로, 배열을 생성한 다음 활용된다.

// 배열의 요소 변경
const arr = [1, 2, 3];
arr.fill(0); // [0, 0, 0]
-----------
// 인수로 전달받은 값 0을 인덱스 1번부터 채운다.
const arr = [1, 2, 3];
arr.fill(0, 1); // [1, 0, 0]
-----------
// 인수로 전달받은 값을 특정 구간만 채운다.
const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
arr.fill(0, 1, 3); // [1, 0, 0, 4, 5]
-----------
// 배열 생성 후, 요소 채우기
const arr = new Array(3);
const result = arr.fill(1);

console.log(arr); // [1, 1, 1]
console.log(result); // [1, 1, 1]

 

Array.prototype.flat()

ES10에서 도입됐으며, 인수로 전달한 깊이만큼 재귀적으로 배열을 평탄화한다.

[1, [2, [3, [4]]]].flat(); // [1, 2, [3, [4]]]
[1, [2, [3, [4]]]].flat(2); // [1, 2, 3, [4]]
[1, [2, [3, [4]]]].flat(Infinity); // [1, 2, 3, 4]

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accossor array새로운 배열 반환

concat / splice

Array.prototype.concat()

인수로 전달된 값들을 원본 배열의 마지막 요소로 추가한 새로운 배열을 반환한다.

const arr1 = [1, 2];
const arr2 = [3, 4];

let result1 = arr1.concat(arr2);
let result2 = arr2.concat(arr1);

console.log(result1); // [1, 2, 3, 4]
console.log(result2); // [3, 4, 1, 2]

// 원본 배열은 변경되지 않는다.
console.log(arr1); // [1, 2]
console.log(arr2); // [3, 4]

 

concat 메서드는 push와 unshift 메서드를 대체할 수 있으며, 스프레드 문법으로 대체할 수 있다.

let result = [1, 2].concat([3, 4]);
console.log(result); // [1, 2, 3, 4]

result = [...[1, 2], ...[3, 4]];
console.log(result); // [1, 2, 3, 4]

 

Array.prototype.slice()

인수로 전달된 범위의 요소들을 복하여 배열로 반환한다.

slice(start, end)

const arr = [1, 2, 3];
arr.slice(0, 1); // [1]
arr.slice(1, 2); // [2]

console.log(arr); // [1, 2, 3]

// -------
const arr = [1, 2, 3];
arr.slice(1); // [2, 3]

const arr2 = [1, 2, 3];
arr2.slice(-1); // [3]
arr2.slice(-2); // [2, 3]

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8. 배열 고차 함수

자바스크립트의 함수는 일급 객체이므로 함수를 값처럼 인수로 전달할 수 있으며 반환할 수도 있다.  이를, 고차 함수(Higher-Order Function, HOF)라 하며, 불변성(immutability)을 지향하는 함수형 프로그래밍에 기반을 두고 있다.

 

함수형 프로그래밍은 순수 함수(pure function)와 보조 함수의 조합을 통해 조건문과 반복문을 제거하여 복잡성을 해결하고 변수의 사용을 억제하여 상태 변경을 피하려는 프로그래밍 패러다임이다. 결국 순수 함수를 통해 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이려는 노력의 일환인 셈이다.

Array.prototype.some()

자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다. 콜백 함수의 반환값이 단 한 번이라도 참이면 true, 모두 거짓이면 false를 반환한다.

[5, 10, 15].some(item => item > 10); // true
[5, 10, 15].some(item => item < 0); // false

 

Array.prototype.every()

자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출한다. 콜백 함수의 반환값이 모두 참이면 true, 단 한 번이라도 거짓이면 false를 반환한다.

[5, 10, 15].every(item => item > 3); // true
[5, 10, 15].every(item => item > 10); // false

 

Array.prototype.find()

자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫 번째 요소를 반환한다.

const users = [
  { id: 1, name: 'Lee' },
  { id: 2, name: 'Kim' },
  { id: 2, name: 'Choi' },
  { id: 3, name: 'Park' },
];

users.find(user => user.id === 2); // {id: 2, name: 'Kim'}

users.filter(item => item === 2); // [{id: 2, name: 'Kim"}, {id: 2, name: "Choi"}]

 

Array.prototype.findIndex()

자신을 호출한 배열의 요소를 순회하면서 인수로 전달된 콜백 함수를 호출하여 반환값이 true인 첫 번째 요소의 인덱스를 반환한다.

const users = [
  { id: 1, name: 'Lee' },
  { id: 2, name: 'Kim' },
  { id: 2, name: 'Choi' },
  { id: 3, name: 'Park' },
];

users.findIndex(user => user.id === 2); // 1
users.findIndex(user => user.name === 'Park'); // 3

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원본 배열 변경

Array.prototype.sort()

원본 배열을 직접 변경하며 정렬된 배열을 반환한다. 기본저긍로 오른차순으로 요소를 정렬한다. 숫자 요소를 정렬할 때는 sort 메서드에 정렬 순서를 정의하는 비교 함수를 인수로 전달해야 한다.

const points = [40, 100, 1, 5, 2, 25, 10];
// 오름차순 정렬
points.sort((a, b) => a - b); // [1, 2, 5, 10, 25, 40, 100]

// 내림차순 정렬
poinst.sort((a, b) => b - a); // [100, 40, 25, 10, 5, 2, 1]

 

Array.prototype.flatMap()

map 메서드를 통해 생성된 새로운 배열을 평탄화한다. 즉, map 메서드와 flat 메서드를 순차적으로 실행하는 효과가 있다. 단, 평탄화 깊이를 지정할 수 없고 1단계만 평탄화한다.

const arr = ['hello', 'world'];

arr.map(x => x.split('')).flat();
// -> ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

arr.flatMap(x => x.split(''));
// -> ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

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새로운 배열 반환

Array.prototype.forEach()

for 문은 반복을 위한 변수를 선언해야 하며, 조건식과 증감식으로 이루어져 있어서 함수형 프로그래밍이 추구하는 바와 맞지 않는다. 따라서 forEach 고차 함수를 통해 for 문을 대체한다. 반복문을 추상화한 고차 함수로서 내부에서 반복문을 통해 자신을 호출한 배열을 순회하면서 수행해야 할 처리를 콜백 함수로 전달받아 반복 호출한다.

const numbers = [1, 2, 3];
const pows = [];

numbers.forEach(item => pows.push(item ** 2));
console.log(pows); // [1, 4, 9]

 

forEach 메서드의 콜백 함수는 forEach 메서드를 호출한 배열의 요소값과 인덱스, forEach 메서드를 호출한 배열 자체, 즉 this를 순차적으로 전달받을 수 있다. 또한, 기본적으로 원본 배열을 변경하지 않지만 콜백 함수를 통해 원본 배열을 변경할 수는 있다. forEach 메서드의 반환값은 함수와 같이 언제나 undefined다.

[1, 2, 3].forEach((item, index, arr) => {
  console.log(`요소값: ${item}, 인덱스: ${index}, this: ${JSON.stringify(arr)}`);
});
/*
요소값: 1, 인덱스: 0, this: [1, 2, 3]
요소값: 2, 인덱스: 1, this: [1, 2, 3]
요소값: 3, 인덱스: 2, this: [1, 2, 3]
*/

const numbers = [1, 2, 3];
numbers.forEach((item, index, arr) => { arr[index] = item ** 2; });
console.log(numbers); // [1, 4, 9]

const result = [1, 2, 3].forEach(console.log);
console.log(result); // undefined

 

forEach 메서드도 내부에서는 반복문(for 문)을 통해 배열을 순회할 수밖에 없다. 단, 반복문을 메서드 내부로 은닉하여 로직의 흐름을 이해하기 쉽게 하고 복잡성을 해결한다. break, continue 문을 사용할 수 없어, 배열의 모든 요소를 빠짐없이 모두 순회해야 한다는 점에서 for 문에 비해 성능이 좋지 않지만 가독성은 더 좋다. 따라서, for 문 대신 forEach 메서드를 사용할 것을 권장한다.

 

forEach 메서드는 언제나 undefined를 반환하지만, map 메서드는 콜백 함수의 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다. 즉, forEach 메서드는 단순히 반복문을 대체하기 위한 고차 함수이고, map 메서드는 요소값을 다른 값으로 매핑(mapping)한 새로운 배열을 생성하기 위한 고차 함수다.

 

Array.prototype.map()

자신을 호출한 배열의 모든 요소를 순회하면서 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 그리고 반환값들로 구성된 새로운 배열을 반환한다. map 메서드를 호출한 배열과 map 메서드가 생성하여 반환한 배열은 1:1 매핑한다.

const numbers = [1, 4, 9];
const roots = numbers.map(item => Math.sqrt(item));

console.log(roots); // [1, 2, 3];
console.log(numbers); // [1, 4, 9]

 

Array.prototype.filter()

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

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const odds = numbers.filter(item => item % 2);
console.log(odds); // [1, 3, 5]

 

Array.prototype.reduce()

자신을 호출한 배열을 모든 요소를 순회하며 인수로 전달받은 콜백 함수를 반복 호출한다. 콜백 함수의 반환값을 다음 순회 시에 콜백 함수의 첫 번째 인수로 전달하면서 콜백 함수를 호출하여 하나의 결과값을 만들어 반환한다.

(추후 추가 예정)

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참고 자료

모던 자바스크립트 p.492-551)