ローカル変数とは？プログラミングでの使い方と注意点

ざっくりとローカル変数

ローカル変数とは、使用範囲が限定される変数です。

概要説明

ローカル変数とはスコープが限定された変数である。 なぜならば、この変数は関数やメソッド、for文などのブロック内でしか使えないからだ。例えば、for文でカウントする変数iはfor文の外では使えない。そして、プログラム全体で使いたい変数はグローバル変数と呼ぶ。つまり、ローカル変数はその場その場で使う変数である。だから、コードが読みやすく、バグも少なくなる。

ローカル変数の例

def my_function():
    local_variable = "私はローカル変数です"
    print(local_variable)

my_function()

# この行でlocal_variableを呼び出すとエラーが出る
# print(local_variable)

この例では、local_variableはmy_function関数内で定義されているので、関数の外からはアクセスできない。

グローバル変数の例

global_variable = "私はグローバル変数です"

def my_function():
    print(global_variable)

my_function()

# この行でもglobal_variableは使える
print(global_variable)

この例では、global_variableは関数の外で定義されているので、どこからでもアクセスできる。

ローカル変数とグローバル変数を一緒に使う例

global_variable = "私はグローバル変数です"

def my_function():
    local_variable = "私はローカル変数です"
    print(global_variable)
    print(local_variable)

my_function()

# この行でもglobal_variableは使える
print(global_variable)

# この行でlocal_variableを呼び出すとエラーが出る
# print(local_variable)

この例では、my_function関数内でローカル変数とグローバル変数の両方を使用している。関数の外では、グローバル変数のみが使用可能。

ローカル変数とグローバル変数の違い

ローカル変数

ローカル変数の定義

ローカル変数は、プログラム内の特定の関数やブロックで定義され、そのスコープ内でのみアクセス可能。

スコープ

ローカル変数は、定義された関数やブロック内でのみ存在し、外部からはアクセスできない。

ライフタイム

関数やブロックが実行されている間のみ存在し、そのスコープを抜けると消滅する。

グローバル変数

グローバル変数の定義

グローバル変数は、プログラムのどの部分からでもアクセスできる変数で、通常はプログラムの外部または最上位レベルで定義される。

スコープ

グローバル変数は、プログラム全体でアクセス可能であり、どの関数やブロックからも利用できる。

ライフタイム

プログラムが実行されている間、常に存在し続ける。

ローカル変数の目的

ローカル変数のメリット

変数の衝突を防ぐ

同じ名前の変数が別のスコープで使用されていても、ローカル変数はそのスコープ内でのみ有効なため、変数の名前の衝突を避けることができる。

メモリ効率の向上

ローカル変数は、それが必要な関数やブロックが実行されている間のみメモリを占有し、不要になれば解放されるため、メモリの効率的な使用が可能。

プログラムの可読性と保守性の向上

ローカル変数を使用することで、コードの可読性が向上し、特定の機能やロジックに関連する変数が局所的に管理されるため、プログラムの保守が容易になる。

ローカル変数のデメリット

ローカル変数は、定義された特定のスコープ内でのみ利用可能であり、他の関数やブロックからはアクセスできないため、柔軟性が制限される。

スコープ外での不アクセシビリティ

変数がスコープ外で必要になった場合、新たに引数や戻り値として渡すなどの追加のコーディングが必要になることがある。

状態の保持が困難

ローカル変数は関数やブロックの実行終了と共に消滅するため、状態を持続させるためには追加の方法（例えば、静的変数やグローバル変数の使用）が必要になる場合がある。

職業職種

プログラマー

ローカル変数は、コードを効率的にするために使う。なぜなら、変数のスコープを限定することで、バグを減らせるからだ。例えば、関数内で一時的なデータを保存する場合。

データアナリスト

ローカル変数は、データ処理スクリプトで使う。なぜなら、一時的な計算結果を保存するためだ。例えば、平均値を求める際の合計値を保存する場合。

学生・教育者

ローカル変数は、プログラミングを学ぶ際に使う。なぜなら、基本的なプログラミングの概念を理解するためだ。例えば、for文で繰り返し処理をする際にカウント変数として使う。

ローカル変数は、名前の由来は「Local」であり、これは「地域的な、局所的な」という意味があります。だから、この変数は特定の「場所」（スコープ）でしか使えないということです。

ローカル変数の手順例

関数を定義する

関数内でローカル変数を使う。なぜなら、ローカル変数は関数内でしか使えないからだ。例えばdef my_function():。

変数を宣言する

関数内で変数を宣言する。なぜなら、その変数がローカル変数になるからだ。例えばlocal_var = 10。

変数を使う

関数内で変数を自由に使う。なぜなら、その範囲内でしか影響を与えないからだ。例えばprint(local_var)。

関数を呼び出す

関数を呼び出して、ローカル変数を使う。なぜなら、関数を呼び出さないとローカル変数は動かないからだ。例えばmy_function()。

関数外で使わない

関数外でローカル変数を使おうとしない。なぜなら、エラーが出るからだ。例えば、関数外でprint(local_var)とするとエラー。

類似語

スコープ変数

スコープ変数は、ローカル変数の類似語である。なぜなら、有効範囲（スコープ）が限られているからだ。例えば、関数内で使われる変数。

一時変数

一時変数は、ローカル変数の類似語である。なぜなら、一時的に値を保持するために使われるからだ。例えば、計算の途中結果を保存する変数。

内部変数

内部変数は、ローカル変数の類似語である。なぜなら、特定のブロック内でのみ使用されるからだ。例えば、forループ内で使われるカウンタ変数。

反対語

グローバル変数

グローバル変数は、ローカル変数の反対語である。なぜなら、プログラム全体で使えるからだ。例えば、関数外で宣言された変数。

定数

定数は、ローカル変数の反対語である。なぜなら、値が変わらないからだ。例えば、const PI = 3.14;。

環境変数

環境変数は、ローカル変数の反対語である。なぜなら、システム全体で使えるからだ。例えば、PATHやHOME。

ローカル変数の注意点