Pythonにおけるローカル変数、グローバル変数、クラス変数、インスタンス変数の違い

1.ローカル変数

• 定義場所: 関数やメソッドの内部で定義される
• スコープ: 定義された関数やメソッド内でのみ有効。他の関数やメソッドからはアクセスできない
• 特徴: 関数が終了するとメモリから削除される

def example_function():
    local_var = "これはローカル変数です"
    print(local_var)

example_function()  # 出力: これはローカル変数です

2.グローバル変数

• 定義場所: 関数やクラスの外部で定義される
• スコープ: モジュール内で有効。（つまり、そのグローバル変数が定義されたファイル内）
• ただし、関数内で値を変更する場合は global キーワードが必要
• 特徴: プログラムが終了するまで保持される

global_var = "これはグローバル変数です"

def example_function():
    print(global_var)

example_function()  # 出力: これはグローバル変数です

3.クラス変数

• 定義場所: クラスの内部、メソッドの外部で定義される
• スコープ: クラス全体で共有され、全てのインスタンスで共通の値を持つ
• 特徴: インスタンスごとに異なる値を持たず、クラス全体で値を共有する

class SampleClass:
    class_var = "クラス変数"  # クラス変数

print(SampleClass.class_var)  # 出力: クラス変数

4.インスタンス変数

• 定義場所: 各インスタンスごとに保持される変数で、通常 __init__ メソッド内で定義される
• スコープ: 各インスタンス内
• 特徴:インスタンスごとに異なる値を持つ。self.変数名でアクセス可能

class SampleClass:
    def __init__(self, value):
        self.instance_var = value  # インスタンス変数

obj1 = SampleClass("インスタンス1")
obj2 = SampleClass("インスタンス2")

print(obj1.instance_var)  # 出力: インスタンス1
print(obj2.instance_var)  # 出力: インスタンス2

クラス変数とインスタンス変数の相違点

class ExampleClass:
    class_var = "クラス変数"

example_instance1 = ExampleClass()
example_instance2 = ExampleClass()

# クラス変数のアクセス
print(example_instance1.class_var)  # 出力: クラス変数
print(example_instance2.class_var)  # 出力: クラス変数

# クラス変数の変更
ExampleClass.class_var = "インスタンス変数"
print(example_instance1.class_var)  # 出力: 変更されたクラス変数
print(example_instance2.class_var)  # 出力: 変更されたクラス変数

# インスタンス変数の上書き
example_instance1.class_var = "インスタンス変数で上書き"
print(example_instance1.class_var)  # 出力: インスタンス変数で上書き
print(example_instance2.class_var)  # 出力: 変更されたクラス変数

# クラス変数の再変更
ExampleClass.class_var = "再変更されたクラス変数"
print(example_instance1.class_var)  # 出力: インスタンス変数で上書き
print(example_instance2.class_var)  # 出力: 再変更されたクラス変数

まとめ

種類	定義場所	有効範囲	特徴
ローカル変数	関数やメソッド内	定義された関数の内部	外部からアクセス不可、関数終了時に破棄される
グローバル変数	関数やクラスの外部	モジュール内	任意のスコープからアクセス可能、変更には global 必須
クラス変数	クラス内	クラスおよび全インスタンス	クラスで共有され、インスタンスごとに同じ値を持つ
インスタンス変数	__init__ 等のメソッド内	各インスタンス	インスタンスごとに異なる値を持ち、self を介してアクセス

優先順位

関数やクラスメソッド内での優先順位は以下の通りです：
ローカル変数 > クラス変数 > グローバル変数