Pythonの変数のスコープを徹底解説！グローバル変数とローカル変数の違い

Pythonの変数のスコープとは

プログラム内で宣言されたすべての変数が、どこからでもアクセスできるわけではありません。変数にアクセスできるかどうかは、その変数をどこで宣言したかによって決まります。

変数の「スコープ」とは、特定の識別子（変数名）にアクセスできるプログラム上の範囲のことです。Pythonには、大きく分けて以下の2種類のスコープが存在します。

• グローバル変数（Global variables）
• ローカル変数（Local variables）

グローバル変数とローカル変数の違い

関数の内部で定義された変数はローカルスコープを持ち、関数の外部で定義された変数はグローバルスコープを持ちます。

つまり、ローカル変数は宣言された関数の中でのみアクセス可能である一方、グローバル変数はプログラム全体のあらゆる関数からアクセスできます。関数を呼び出すと、その内部で宣言された変数がスコープに入ります。

サンプルコード

次の例では、同じ名前の total 変数が、グローバルとローカルの両方で使われています。

#!/usr/bin/python3

total = 0  # これはグローバル変数です

# 関数の定義
def sum(arg1, arg2):
    # 引数を加算して返します
    total = arg1 + arg2  # ここでのtotalはローカル変数です
    print("関数内のローカルtotal :", total)
    return total

# sum関数を呼び出します
sum(10, 20)
print("関数外のグローバルtotal :", total)

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような結果が出力されます。

関数内のローカルtotal : 30
関数外のグローバルtotal : 0

実行結果の解説

一見すると同じ total という名前ですが、これらはまったく別の変数として扱われます。関数内で代入された total はローカル変数であり、関数の外にあるグローバル変数の total には一切影響しません。

そのため、関数内では引数の合計値「30」が表示され、関数の外では初期値のままの「0」が表示されるのです。

globalキーワードでグローバル変数を操作する

関数の中からグローバル変数そのものを書き換えたい場合は、global キーワードを使用します。

#!/usr/bin/python3

total = 0  # グローバル変数

def sum(arg1, arg2):
    global total  # グローバル変数を使用することを宣言
    total = arg1 + arg2
    print("関数内のtotal :", total)

sum(10, 20)
print("関数外のtotal :", total)

実行結果：

関数内のtotal : 30
関数外のtotal : 30

global を宣言することで、関数内での代入がグローバル変数に対して行われるため、関数の外でも変更が反映されます。ただし、グローバル変数の乱用はコードの可読性や保守性を下げる原因になるため、必要最小限にとどめるのが良い設計とされています。