Pythonの名前空間とは？仕組みとスコープの関係をわかりやすく解説

Pythonにおける名前空間の基本

名前空間（namespace）とは、変数名とオブジェクトを対応付ける仕組みであり、スコープ（名前の有効範囲）を実現するための基盤となるものです。Pythonでは、パッケージ、モジュール、クラス、関数、メソッドなど、それぞれが独自の「名前空間」を持ち、その中で変数名が解決されます。

名前空間の生成と破棄

関数やモジュール、パッケージが評価されて実行が始まると、そのための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」と捉えると理解しやすいでしょう。そして、関数などの実行が終了すると、その名前空間は破棄され、そこに含まれていた変数も一緒に消えます。

さらに、ローカルな名前空間に目的の名前が存在しない場合に備えて、プログラム全体で共有される「グローバル名前空間」も用意されています。

名前解決の順序

Pythonが変数名を参照する際には、まずローカルな名前空間（関数の本体やモジュールなど）を調べ、そこで見つからなければグローバルな名前空間へと探索範囲を広げます。

より正確には、Pythonは「LEGBルール」に従って名前を解決します。すなわち、Local（ローカル）→ Enclosing（外側の関数）→ Global（グローバル）→ Built-in（組み込み）の順に名前空間を検索し、最初に見つかった名前を採用します。

コード例

x = 10  # グローバル名前空間

def func():
    y = 5  # ローカル名前空間
    print(x + y)  # xはグローバル、yはローカルから解決される

func()  # 出力: 15

変数はどこに作られるのか

通常、変数はローカルな名前空間の中にのみ作成されます。そのため、関数内で代入した変数は、その関数の実行終了とともに失われます。

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したり、既存の変数を再束縛したりすることが可能です。global文はモジュールレベル（グローバル名前空間）の変数を操作し、nonlocal文は外側の関数のローカル変数を操作します。

counter = 0

def increment():
    global counter
    counter += 1  # global文によりグローバル変数を更新

increment()
print(counter)  # 出力: 1

まとめ

名前空間はPythonのスコープ機構の中核です。「実行の開始とともに生成され、終了とともに破棄される」「名前はローカルからグローバルへと順に検索される」「通常はローカルに変数が作られるが、global／nonlocal文で制御できる」というポイントを押さえておくと、変数の挙動で混乱することが少なくなります。