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関数の名前空間とスコープ

Pythonで変数を検索するルール（LEGB）と名前空間の動作原理を理解します。

中級
|
10分
|
検証済み (2026-07)
namespacescopeLEGBルールglobalnonlocal変数探索
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関数の名前空間とスコープ

このトピックを修了すると

Pythonが変数名をどのような順序で検索するか（LEGBルール）を説明でき、ローカル変数とグローバル変数が競合する状況を適切に処理できるようになります。

同じ名前、異なる値

python
x = 10


def foo():
    x = 20
    print(x)


foo()      # 20
print(x)   # 10

関数の内部のxと、外部のxは、名前は同じですが、異なる変数です。これを理解するためには、名前空間とスコープを知る必要があります。

名前空間とは

名前空間(namespace)は、名前とオブジェクトのマッピングを格納する空間です。Pythonでは、辞書のように{名前: オブジェクト}の形式で動作します。

python
x = 10
name = "철수"
# モジュール名前空間: {"x": 10, "name": "철수", ...}
python
def greet():
    msg = "안녕"
    # 関数名前空間: {"msg": "안녕"}

関数を呼び出すと、新しい名前空間が作成され、関数が終了すると消えます。そのため、関数内で作成した変数は、外部で使用することはできません。

スコープとLEGBルール

スコープ(scope)は、コード内で名前が見える範囲です。Pythonは、変数を検索する際に、LEGBの順序で探索します。

text
L — Local        関数内部
E — Enclosing    囲んでいる関数（ネストされた関数）
G — Global       モジュールの最上位
B — Built-in     Python組み込み（print、lenなど）
python
x = "global"          # G


def outer():
    x = "enclosing"   # E
    
    def inner():
        x = "local"   # L
        print(x)
    
    inner()


outer()  # "local" — Lで見つかったので、それ以上の探索は行わない

最も内側（L）から探し、見つからない場合は外側に移動します。見つかった時点で探索を停止します。

Local — 関数内部の変数

python
def calculate():
    result = 42    # Local変数
    temp = result * 2
    return temp


calculate()
print(result)  # NameError: name 'result' is not defined

関数内で代入（=）した変数は、自動的にLocal変数になります。関数の外部では存在しません。

Global — モジュールの最上位の変数

python
counter = 0      # Global


def increment():
    print(counter)   # ✅ 読み込みは可能（LEGBでGで見つかる）
    
def reset():
    counter = 0      # ⚠️ 新しいLocal変数が作成される！Globalのcounterとは無関係


reset()
print(counter)       # 依然として0（Globalは変更されない）

関数内でGlobal変数を読み込むことは自由にできます。ただし、代入すると、Pythonはそれを新しいLocal変数として認識します。

globalキーワード

Global変数を関数内で変更するには、globalキーワードを使用します。

python
counter = 0


def increment():
    global counter
    counter += 1


increment()
increment()
print(counter)  # 2

global counterは、「この関数内のcounterはLocalではなく、Globalのものである」という宣言です。

ただし、globalを乱用すると、値がどこで変更されているかを追跡するのが難しくなります。可能な限り、関数の引数と戻り値でデータをやり取りすることをお勧めします。

Enclosing — ネストされた関数とnonlocal

python
def outer():
    count = 0
    
    def inner():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    
    print(inner())  # 1
    print(inner())  # 2


outer()

nonlocalは、「この変数はLocalではなく、すぐ外側の関数（Enclosing）のものである」という宣言です。クロージャを作成する際に使用します。

よくある間違い — UnboundLocalError

python
x = 10


def broken():
    print(x)     # ❌ UnboundLocalError！
    x = 20


broken()

エラーが発生します。Pythonは、関数全体を事前に解析し、x = 20がある場合、xをLocal変数として決定します。しかし、print(x)の時点では、まだLocal変数xに値が代入されていないため、エラーが発生します。

解決策：

python
def fixed_1():
    x = 20       # まず代入
    print(x)


def fixed_2():
    global x     # Globalであることを明示
    print(x)
    x = 20

Built-in — Python組み込みの名前

python
print(len([1, 2, 3]))  # 3 — lenはBuilt-in


# 誤って組み込みの名前を上書きすると
list = [1, 2, 3]       # ⚠️ Built-in listを上書き
new_list = list("abc") # TypeError！

list、dict、print、lenなどの名前は、Built-in名前空間にあります。これらの名前を変数として使用すると、Built-inが隠され、元の機能が使用できなくなります。

python
# 復旧
del list  # Local/Globalのlistを削除すると、Built-inが再び表示される

クロージャ — Enclosingの実践的な活用

python
def make_multiplier(factor):
    def multiply(x):
        return x * factor
    return multiply


double = make_multiplier(2)
triple = make_multiplier(3)


print(double(5))   # 10
print(triple(5))   # 15

multiply関数が返された後も、factorを記憶しています。これがクロージャ(closure) — 関数が定義されたスコープの変数を「閉じて保持する」ことです。

python
def make_counter():
    count = 0
    def increment():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return increment


counter = make_counter()
print(counter())  # 1
print(counter())  # 2
print(counter())  # 3

クラスを作成しなくても、状態を維持する関数を作成できます。

名前空間のデバッグ

python
def debug_scope():
    x = 10
    y = 20
    print(locals())   # {'x': 10, 'y': 20}


debug_scope()
print(globals().keys())  # グローバル名前空間のすべての名前

locals()とglobals()は、それぞれ現在のスコープの名前空間を辞書として返します。変数がどこに属しているかを確認したい場合に便利です。

python
import builtins
print(dir(builtins))  # Built-in名前空間のすべての名前

重要なまとめ

キーワード意味
(なし)代入 → Local、参照 → LEGBの順序で探索
global「この変数はGlobalのものである」
nonlocal「この変数はEnclosing関数のものである」
text
探索順序：Local → Enclosing → Global → Built-in
代入規則：関数内で=を使用すると、Localとみなされる

モジュールと名前空間

python
import math
from os import path


# importはモジュール名で名前空間を分離
print(math.pi)       # math名前空間のpi
print(path.exists)   # os.pathのexists


# from import *は名前空間を汚染する
from math import *   # ⚠️ すべての名前が現在のGlobalに流れ込む
print(pi)            # 動作するが、どこから来たのか不明確

import mathは、mathという名前を1つだけGlobalに追加します。from math import *は、数十の名前をGlobalに流し込み、名前の競合のリスクが高まります。

名前空間の競合によって発生するバグは、デバッグが難しい場合があります。「この変数がどこに属しているか」を常に意識することで、このような間違いを避けることができます。

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