先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「Pythonで変数を使っていたら、関数の中で値が変わらないことがありました。これってどうしてですか？」

先生

「それは『スコープ』と関係があります。Pythonには、ローカル変数とグローバル変数という考え方があって、それぞれの変数には使える範囲が決まっているんですよ。」

生徒

「ローカル変数とグローバル変数って何ですか？どう使い分ければいいんですか？」

先生

「では、Pythonのスコープ（変数の有効範囲）について、基本からやさしく解説していきましょう！」

1. スコープとは？

Python（パイソン）におけるスコープとは、「変数がどこで使えるか」という有効範囲のことを指します。変数（へんすう）というのは、数や文字などの情報を一時的に記憶してくれる箱のようなものでしたね。

プログラムではこの「箱（変数）」を、どこからでも自由に使えるようにしたい場合もあれば、一部だけで使いたいこともあります。スコープを理解すると、どこでどの変数が使えるのかがわかりやすくなり、プログラムのエラーも減らせます。

2. ローカル変数とは？

ローカル変数とは、関数（かんすう）の中で作られた変数のことです。関数の外では使うことができません。

たとえば以下のようなコードを見てください。


def greet():
    message = "こんにちは"
    print(message)

greet()
# print(message) ← これはエラーになります

この例では、messageという変数はgreet()という関数の中で作られています。このように関数の中で作られた変数は、その関数の中でしか使えません。

3. グローバル変数とは？

グローバル変数は、関数の外で作られた変数です。この変数は、関数の中でも読み取ることができます。


message = "やあ！"

def greet():
    print(message)

greet()


やあ！

このコードでは、関数の外でmessageを作っているので、関数の中でも使えています。これがグローバル変数の特徴です。

4. グローバル変数を関数内で書き換えるには？

グローバル変数は読み取るだけなら関数の中でもOKですが、書き換える（代入する）には特別な操作が必要です。

それにはglobalというキーワードを使います。これは「この変数はグローバル変数ですよ」とPythonに伝えるためのものです。


count = 0

def add_one():
    global count
    count += 1

add_one()
print(count)

global countと書くことで、関数の中でもcountを更新できるようになります。

5. なぜローカル変数とグローバル変数を使い分けるの？

すべてグローバル変数にしてしまえば便利そうに見えるかもしれませんが、実はそれはバグの原因になりやすいです。

たとえば、いろんな場所で同じ変数名を使っていたら、うっかり値を上書きしてしまうかもしれません。ローカル変数を使うことで、関数の中だけで完結するので安全で分かりやすいコードになります。

6. スコープのイメージを図で理解しよう

スコープは、「部屋」のようなものだと考えてみましょう。グローバル変数は「家全体」にあるもので、どの部屋（関数）からも見えます。一方、ローカル変数は「その部屋だけの私物」なので、他の部屋からは見えません。

つまり、ローカル変数は関数の中でしか見えない「自分専用のノート」のようなもの、グローバル変数は家族みんなで使う「カレンダー」のようなものです。

7. 同じ名前の変数があるときは？

関数の中で、グローバル変数と同じ名前のローカル変数を作ると、ローカル変数が優先されます。これを変数の上書きではなく、隠れる（シャドーイング）と言います。


message = "こんにちは"

def greet():
    message = "やあ"
    print(message)

greet()
print(message)


やあ
こんにちは

このように、関数の中ではローカル変数が使われ、外ではグローバル変数がそのまま残っています。

8. スコープを正しく理解してコードを安全に！

Pythonのプログラムを書くとき、ローカル変数とグローバル変数の違いを理解しておくと、思わぬエラーや不具合を防げます。小さなプログラムではあまり問題にならなくても、プログラムが大きくなればなるほど、スコープの理解が重要になります。

特に初心者のうちは、基本的には関数の中で使う変数はローカル変数として定義し、グローバル変数は必要なときだけにするのがおすすめです。

まとめ

Pythonにおけるスコープの仕組みは、プログラム全体の見通しや安全性を高めるためにとても重要な知識です。とくにローカル変数とグローバル変数の違いを理解することで、思わぬエラーを避けるだけでなく、整理された読みやすいコードを書くための基礎となります。スコープを正しく使い分けることで、コードの役割や処理の流れがより自然に見えるようになり、複雑な処理を扱う際にも混乱を生みにくくなる点が大きなメリットです。

また、関数内で値を管理したいときにはローカル変数を使い、全体で共有したいときや複数の関数から参照したいときにはグローバル変数が役立ちます。しかし、グローバル変数を多用しすぎると値の管理が難しくなり、意図しない上書きやバグにつながりやすくなります。そのため、基本的にはローカル変数を中心に据えてプログラムを書くことが安心で、安全性の高い設計につながっていきます。

さらに、関数内でグローバル変数を書き換える場合にはglobalキーワードが必要であり、これを忘れると更新したつもりの値が変わらないという問題が起こります。こうした仕組みを理解しておくことで、関数が扱う値の範囲や変数の扱われ方を正しくイメージでき、スコープの仕組みがより身近なものとして感じられるでしょう。

スコープは単なる理屈ではなく、実際のプログラムの動きに直結する大切な概念であり、使い分けを学ぶことでコード全体の品質が向上します。特に大規模な開発や複数人で作業するときには、変数の管理が明確であることは非常に大切です。どの範囲でどの変数が使われているのかを示しておくことで、読み手にも理解しやすい構造になります。

ここでは、今回の学習内容を振り返るために Python のローカル変数・グローバル変数を用いたサンプルコードも示します。変数の扱われ方をより深く理解するための補足として活用してください。

サンプルプログラム（ローカル変数とグローバル変数の復習）


# グローバル変数の定義
counter = 0

# ローカル変数を使う関数
def show_message():
    message = "ローカル変数のメッセージ"
    print(message)

# グローバル変数を書き換える関数
def update_counter():
    global counter
    counter += 1

show_message()
update_counter()
print("グローバル変数 counter の値：", counter)

先生と生徒の振り返り会話

生徒

「今日の内容で、ローカル変数とグローバル変数の違いがすごく分かりやすくなりました！スコープが分からないと値が変わらない理由も理解できませんでした。」

先生

「そうですね。スコープは初心者がつまずきやすい部分ですが、一度理解するとコードの考え方がぐっと広がりますよ。」

生徒

「関数の中で値が変わらないのは、ローカル変数として新しく作られていたからなんですね。」

先生

「その通りです。同じ名前でもスコープが違えば別の変数になります。だから書き換えるときはglobalの指定が必要なんです。」

生徒

「これでスコープの仕組みも理解できたので、今後は意図しない上書きも減らせそうです！」

先生