Python Variable Scope (Global and Local), and its lifetime

Global and Local vars. in function

basics

作った変数が関数の外であってもその関数の上で宣言されていればその変数にはアクセス可能

x = 1
def k():
    print(x)
k() # 1

「中は中、外は外」といったところでしょうか。

def k():
    t = "I love Tokio"
    print(t)

t = "I love Osaka"

k() #I love Tokio 
print(t) #I love Osaka

白黒はっきりさせたいのがpythonだそうです。

# スクリプト#1
 
>>> def k():
...     print(t)
...     t = "I love Tokio"
...     print(t)

>>> t = "I love Osaka"
>>> k() # Error 
>>> print(t) # I love Osaka

もし関数内でglobalとlocalではっきりさせたいのであれば、global varと先に宣言する。基本的に関数内で作られた変数はlocal

# スクリプト#2

def k():
    global t
    print(t)
    t = "I love Tokio"
    print(t)

t = "I love Osaka"
k() # I love Osaka I love Tokio
print(t) # I love Tokio

スクリプト#1のようにglobal宣言しないとprint(t)はglobal var.であるI love Osakaを持ってくるのに対して、宣言を行った真上のスクリプトではprint(t)はlocal var.であるI love Tokioになっている。

def k():
    s = "I love Tokio"
    print(s)

k() # I love Tokio
print(s) # Error

Local var.は関数の外から持ってこれない。

Pop quiz

それぞれの変数の値は何になるでしょうか？答えはここ。

def foo(x, y):
    global a
    a = 42
    x,y = y,x
    b = 33
    b = 17
    c = 100
    print(a,b,x,y)

a,b,x,y = 1,15,3,4
foo(17,4)
print(a,b,x,y)

ちなみに

# スクリプトa

def foo(x, y):
    global a
    a = 42
    x,y = y,x
    b = 33
    b = 17
    c = 100
    print(a,b,x,y)

a,b,x,y = 1,15,3,4
foo(17,4)
print(a,b,x,y)

と

# スクリプトb

def foo(x, y):
    global a
    a = 42
    x,y = y,x
    b = 33
    b = 17
    c = 100
    print(a,b,x,y)

a,b,x,y = 1,15,3,4
print(a,b,x,y)

ではprint(a,b,x,y)の結果が若干異なる。スクリプトaではfoo関数を読んでいるためaがglobal宣言され42という数値を渡されている。スクリプトbではその関数を呼ばないためaは1のまま。

追記

Pythonのデコレータを理解するための12Stepをdecoratorについて調べていたら偶然見かけたので一応。

>>> text = "I am global!"
>>> def foo():
...     text = "I am local!" #2
...     print locals()
...
>>> foo()
{'text': 'I am local!'}
>>> text
'I am global!'

oo()が呼ばれた時にはtextの内容として関数内で代入した値がセットされていますが, 外側のグローバル変数のtextの値は変わっていません. #2では実際のところグローバル変数を探しに行かず, 関数foo内に新しいローカル変数textが作られているのです.
つまり関数の内側ではグローバル変数は参照はできるものの代入はできない, ということになります。

変数のライフタイム

また上と同じ記事の引用だがライフタイムについては全く認識がなかったので引用させていただくことにした。

>>> def foo():
...     x = 1
...
>>> foo()
>>> print x #1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'x' is not defined

ここでエラーが起こっているのは, 上述のスコープの問題だけではありません. 名前空間は関数fooが呼ばれる都度作られ, 処理が終わると無くなってしまいます.つまり上の例では#1のタイミングでは文字通りxという変数はどこにも存在していない, ということです.

引用がちょっと多めな投稿になってしまいました。。