【マイクロビット入門】（１１）グローバル変数とローカル変数

　「グローバル変数」とか「ローカル変数」という名前がついている、ということは、変数にも種類があるということですか？

　ウム、その通りだ。ある「関数」の内部だけで有効なのが「ローカル変数」、プログラム全体で有効なのが「グローバル変数」ということなのだが・・・

　何を言っているのか、全く分かりまセーン！

　やはりそうなるネ。では、詳しく説明しよう。

ある関数の内部だけで有効な「ローカル変数」

　では、初めに「ローカル変数」について説明しよう。先ほど「ローカル変数は関数の内部だけで有効」と説明したが、「関数」については覚えているかな？

　「def」文で名前を決めて、「def」文に続くブロックで中身を書くのでしたね？

　ウム、その通りだ。関数の内部とは、ここでいう関数の中身、すなわち「def」文に続くブロックのことなのだ。（忘れてしまった人は以下を見てね。新しいタブで開きます。）

【マイクロビット入門】（８）関数を作ってみよう。

　そして、関数の中身を表すブロック内で定義された変数が「ローカル変数」ということなのだよ。

ローカル変数の作り方

　「ローカル変数」はどうやって作るのですか？

　簡単な実例を使って説明しよう。例えば下のようなプログラムを考えてみる。

• １行目 from microbit import *
• ２行目
• ３行目 def test_a():
• ４行目  a = 1
• ５行目  display.scroll(a)
• ６行目
• ７行目 while True:
• ８行目  if button_a.get_presses():
• ９行目   test_a()

　「ａ」ボタンを押すと、関数「test_a」が呼び出されるプログラムですね？

　その通りだ。そして、このプログラムの４行目では、変数「ａ」に１を入れることで、変数「ａ」を用意している。これを、「変数ａを定義する。」というように表現する。

　変数「ａ」に１を入れるので、次の５行目によってマイクロビットの表示部分に１が表示されるのですね。

　ここで重要なのは、４行目が「インデント」されている、ということなのだ。

• ３行目 def test_a():
• ４行目  a = 1
• ５行目  display.scroll(a)

　確かに！ということは、４行目は関数「test_a」の内部ということになりますね！！

　イエース！これ、すなわち・・・

　変数「ａ」は、ローカル変数！・・・ってことですね！

　・・と、いうことなのだ！

「ローカル変数が関数の内部だけで有効」とは？

　でも、「ローカル変数が関数の内部だけで有効」というのはどういうことですか？

　これを説明するために、プログラムを次のように改造してみよう。

• １行目 from microbit import *
• ２行目
• ３行目 def test_a():
• ４行目  a = 1
• ５行目  display.scroll(a)
• ６行目
• ７行目 while True:
• ８行目  if button_a.get_presses():
• ９行目   test_a()
• 10行目   display.scroll(a)

　１０行目に変数「ａ」の中身を表示する文を追加してみたのだ。マイクロビットで実行するとどうなるかな？

　パイソンエディターの「Flash」ボタンでマイクロビットに書き込んで、マイクロビットのＡボタンを押すと・・・あれ、エラーになっちゃった！

　今回のプログラムでは、関数「test_a」の中身は４行目と５行目の２行というのは分かるかな？

　はい。ということは、１０行目は関数「test_a」の外なので、変数「ａ」は有効ではない、ということですか？

　よく分かったね。その通りなのだ。そして、１０行目で有効ではない変数「ａ」を表示しようとしたので、エラーとなってしまった、という訳なのさ。

　そういうことなのかぁ。

プログラム全体で有効なグローバル変数

　ところで、最初に「プログラム全体で有効なのがグローバル変数」と言っていましたね？

　ウム。確かにそんなことを言ったような気がするが・・・（嫌な予感がするぞ）

　ということは、変数「ａ」を「グローバル変数」にすれば、さっきのプログラムの１０行目はエラーにならない、ということですか？

　おぉ、そこに気が付いたのか！なかなか鋭いね。（セーフなのだ）

　でも、どうやったら変数「ａ」が「グローバル変数」になるのですか？

グローバル変数の作り方

　「ローカル変数」は、「関数」の内部で変数を定義（変数を用意して初期値を入れる）したね。

　そうでした。さっきやりましたね。

　「グローバル変数」は、「関数」の外で変数を定義すればよいのだ。先ほどの例で考えると、次のようになる。

• １行目 from microbit import *
• ２行目
• ３行目 a = 1
• ４行目
• ５行目 def test_a():
• ６行目  display.scroll(a)
• ７行目
• ８行目 while True:
• ９行目  if button_a.get_presses():
• 10行目   test_a()
• 11行目   display.scroll(a)

　関数「test_a」の中にあった「a = 1」が３行目に移動しましたね。インデントもなくなっている。

　すなわち、変数「ａ」は関数の外で定義され、「グローバル変数」になったのだ。

　マイクロビットにプログラムを書き込んで、Ａボタンを押すと・・・１が二回表示されましたね！

　変数「ａ」は、「グローバル変数」なので、１１行目でも有効に使える、ということなのだ。

　６行目の「display.scroll(a)」で１回表示されて、１１行目の「display.scroll(a)」でもう１回表示されたのですね。

関数内でグローバル変数の値を変えるには？

　ところで赤トマト君、関数「test_a」の中でグローバル変数「ａ」の値を変更するには、どうすればよいと思うかい？

　う～ん、と言いますと？

　例えば、関数「test_a」の中でグローバル変数「ａ」を１増やすことで、Ａボタンが押された回数を表示するようにプログラムを改造するには、どうする？

　こんなふうにプログラムを改造してみてはどうでしょうか？

• １行目 from microbit import *
• ２行目
• ３行目 a = 0
• ４行目
• ５行目 def test_a():
• ６行目  a = a + 1
• ７行目  display.scroll(a)
• ８行目
• ９行目 while True:
• 10行目  if button_a.get_presses():
• 11行目   test_a()

　３行目でグローバル変数「ａ」に０を入れて置きます。Ａボタンが押されると、５行目の関数「test_a」が呼び出されて、６行目で「ａ」が１増えて、７行目で表示されます。

　おぉ、頑張ったね！では、動かしてごらん。

　了解です！・・・あれ、６行目でネームエラーになってしまいましたね。

　実は、６行目は、「ローカル変数ａを用意して、ａ＋１を格納する」という意味になってしまうのだ。

• ５行目 def test_a():
• ６行目  a = a + 1
• ７行目  display.scroll(a)

　なんですって！

　関数の内部で変数に値を代入するのは、ローカル変数の定義を行う、と解釈されてしまうのだ。

　確かに、ローカル変数の定義の書き方と同じですね。

　そして、ローカル変数「ａ」の宣言に「ａ」を使おうとしたので、ネームエラーになってしまったという訳なのョ。

　では、関数の内部でグローバル変数の値を変えるには、どうすればよいのですか？

　その場合は、「global」文を使って、あらかじめ変数「ａ」がグローバル変数であることを明記すればよい。

• ５行目 def test_a():
• ６行目  global a
• ７行目  a = a + 1
• ８行目  display.scroll(a)

　では、マイクロビットで動かしてみます。「Flash」ボタンで書き込んで・・・おぉ、確かにエラーにならなくなりました！Ａボタンを押した回数が表示されるようになりましたよ！

今回のまとめ

　今回説明した「グローバル変数」と「ローカル変数」の違いを以下にまとめてみたョ。

1. ローカル変数は関数の内部のみで有効。
2. グローバル変数はプログラム全体で有効。
3. ローカル変数内でグローバル変数の値を変更する場合は「global」文を用いる。

　またね～