Pythonモジュールにおける変数スコープの仕組みを徹底解説

名前空間とは何か

Pythonにおいて、スコープは「名前空間（namespace）」という仕組みによって実現されています。パッケージ、モジュール、クラス、関数、メソッドはそれぞれ独自の名前空間を持ち、その中で変数名が解決されます。

関数やモジュール、パッケージが評価（実行）され始めると、新しい名前空間が作成されます。これは「評価コンテキスト」と考えると理解しやすいでしょう。そして実行が終了すると、その名前空間は破棄され、そこに含まれていた変数も同時に消滅します。

さらに、ローカルの名前空間に目的の名前が見つからない場合に参照される「グローバル名前空間」も存在します。

変数はどこに作成されるのか

通常、変数はローカル名前空間の中にのみ作成されます。ただし、global文やnonlocal文を使用することで、ローカル以外の名前空間に変数を作成することも可能です。

スコープ解決とLEGBルール

変数が使われるとき、その値がどこから取得されるべきかを決定する処理を「スコープ解決」と呼びます。Pythonのスコープ解決は、次のLEGBルールに従って行われます。

L：Local（ローカル）

関数（またはラムダ式）内で何らかの形で代入された名前のうち、その関数内でglobal宣言されていないものを指します。

E：Enclosing-function locals（エンクロージング関数のローカル）

内側から外側へ向かって、静的に囲んでいるすべての関数（またはラムダ）のローカルスコープに存在する名前です。

G：Global（モジュールレベル）

モジュールファイルのトップレベルで代入された名前、またはファイル内のdefブロックの中でglobal文を実行して代入された名前を指します。

B：Built-in（組み込み）

組み込み名前モジュールにあらかじめ定義されている名前です。open、range、SyntaxErrorなどが該当します。

LEGBルールのコード例

実際のコードで確認してみましょう。

x = "global"  # G: グローバルスコープ

def outer():
    y = "enclosing"  # E: エンクロージングスコープ

    def inner():
        z = "local"  # L: ローカルスコープ
        print(z)     # → local（Lが優先）
        print(y)     # → enclosing（Eを参照）
        print(x)     # → global（Gを参照）

    inner()

outer()

このように、Pythonはローカル → エンクロージング → グローバル → 組み込みの順序で名前を探索し、最初に見つかった値を採用します。この仕組みを理解しておくと、変数の意図しない上書きや参照エラーを防ぎ、より安全で読みやすいコードを書けるようになります。