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打倒、Pythonのグローバル宣言

Last updated at Posted at 2020-03-06

global宣言

テーマはPython3のglabal宣言のスコープについて。
定義の部分が曖昧な理解だったため数時間無駄にしてしまったが、いろいろ調べて勉強になったので記録に残しておきます。

失敗した例

すごく簡単に書くとこんなコード。あくまでサンプルです。

sample.py
def func():
    global x
    x = 20
    print(f'funcのx={x}')

def main():
    x = 10
    func()
    print(f'mainのx={x}')

if __name__ == '__main__':
    main()

どちらも20が出力されるかと思いきや。

bash
$ python3 sample1.py 
funcのx=20
mainのx=10

なんで??!!global宣言しとるやんけ!!とか思い数時間あれこれ調べたが解決。↓↓の通り。

大事なのはスコープ

global xでの宣言は下記2つを意味する。

  • グローバルスコープにオブジェクトxがあれば、そのコードブロック内でグローバル変数xとして扱える(=同一identityを参照)
  • グローバルスコープにオブジェクトxがなければ、新しくグローバル変数xとして宣言(グローバルスコープからもこのxは扱える

先ほどのコードだと実はxはグローバルスコープではなく、main()(=ローカルスコープ)内に存在していた。つまりfunc()内で宣言したグローバル変数xはmain()内のローカル変数xとは全く別物だった。

解決策

main()というローカルスコープ内ではなく、グローバルスコープ内でxを宣言しておきます。

sample.py
def func():
    global x
    x = 20
    print(f'funcのx={x}')

def main():
    # x = 10 ここはローカルスコープ
    func()
    print(f'mainのx={x}') #グローバル変数の参照はできる(詳細は本記事下部)

if __name__ == '__main__':
    x = 10 #グローバルスコープでxを定義
    main()
bash
$ python3 test.py 
funcのx=20
mainのx=20

def main & if __name__ == ‘__main__’:なんてやり方をせずに、単純にmain()部分の命令を書き込んでおけば、このトラブルは起こらなかっただろう・・・。

global宣言はそのコードブロック内だけで有効

sample.py
def func():
    #global x ここではglobal宣言しない場合
    x = 20
    print(f'funcのx={x}')

def main():
    global x
    func()
    print(f'mainのx={x}')

if __name__ == '__main__':
    x = 10 #グローバルスコープでxを定義
    main()
bash
$ python3 sample1.py
funcのx=20
mainのx=10

main()内でglobal宣言しているので、そこから呼び出されるfunc()内でglobal宣言は要らないかと思いきや、そんなことはなかった。

理由を考えるにあたり、ドグマである公式ドキュメントを参照。改めて読むと結構わかりやすいのね。

global 文は、現在のコードブロック全体で維持される宣言文です。 global 文は、列挙した識別子をグローバル変数として解釈するよう指定することを意味します。 global を使わずにグローバル変数に代入を行うことは不可能ですが、自由変数を使えばその変数をグローバルであると宣言せずにグローバル変数を参照することができます。

「現在のコードブロック全体」で宣言は維持されるということは、逆に言うとコードブロック外には効果は及ばないということか。
func()内でx = 20が代入(定義)された瞬間、グローバル変数が書き換わるのではなく、ローカル変数xが定義されたのだと考えられる。

解決策

sample.py
def func():
    global x #func()内でもグローバル宣言
    x = 20
    print(f'funcのx={x}')

def main():
    global x
    func()
    print(f'mainのx={x}') 

if __name__ == '__main__':
    x = 10 #グローバルスコープでxを定義
    main()
bash
$ python3 test.py 
funcのx=20
mainのx=20

main()内でもfunc()内でもglobal宣言しておけば、どちらも同一にグローバルスコープのxをグローバル変数xとして扱えるようになる。

global宣言がなくても参照はできる。

参考まで。
global宣言しなくてもグローバルスコープのオブジェクトならば参照はできる。書き換えはもちろんできない。値を代入した瞬間、ローカル変数として定義される

sample.py
def func():
    x = 20
    print(f'funcのx={x}')

def main():
    func()
    print(f'mainのx={x}') 

if __name__ == '__main__':
    x = 10 #グローバルスコープでxを定義
    main()
bash
$ python3 test.py 
funcのx=20
mainのx=10

どちらもglobal宣言していない。global変数の参照だけならできるのでmain()はグローバルスコープのxを参照できる。func()は中でx = 20を実行した瞬間にローカル変数xが定義され、グローバルスコープのグローバル変数xとは全く別物として扱われるようになる。

まとめ

慣れないことをやると色んなところで詰まるね。解決のためにドキュメント読んだりする中で学びが深まる(と信じたい)のでよしとしましょう。

以下、今回勉強する中で分かりやすかった記事など(本文中にもリンク張ってますが)

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