היקף משתנים ושמות טובים ב-Python

ה-scope (היקף) של משתנה הוא החלק בתוכנית שבו אפשר להשתמש בשם שלו. בגללו משתנה יכול “להיעלם” בפונקציה אחת ולעבוד מצוין באחרת.

כל דוגמה הורצה עם Python 3.13 ונבדקה מול המדריך על היקפים, ההפניה למילה global ו-PEP 8.

איפה Python מחפש שם

כשמשתמשים בשם, Python מחפש לפי הסדר הבא: הפונקציה הנוכחית (מקומי), אחר כך הפונקציות שמקיפות אותה, אחר כך המודול (גלובלי), ולבסוף השמות המובנים כמו print ו-len. התיעוד מתאר את זה כך: “ההיקף הפנימי ביותר, שמחפשים בו קודם, מכיל את השמות המקומיים”.

x = "global"

def show_local():
    x = "local"
    print("inside:", x)

show_local()
print("outside:", x)

inside: local
outside: global

בתוך הפונקציה, x = "local" יוצר משתנה מקומי חדש, וה-x הגלובלי לא משתנה. לפי התיעוד, בלי מילה global או nonlocal, “השמה לשם תמיד נכנסת להיקף הפנימי ביותר”.

קריאה של משתנה גלובלי מותרת

פונקציה יכולה לקרוא משתנה גלובלי בלי שום מילה מיוחדת:

def read_only():
    print("read:", x)

read_only()

read: global

רק השמה לשם בתוך הפונקציה הופכת אותו למקומי.

המילה global

כדי לשנות משתנה גלובלי מתוך פונקציה, מצהירים עליו:

def with_global():
    global x
    x = "changed by global"

with_global()
print("now:", x)

now: changed by global

שם שהוצהר כ-global נכנס להיקף המודול בכל ההשמות שלו. משתמשים בזה בזהירות: פונקציות שמשנות מצב גלובלי קשות לבדיקה ולמעקב, ובדרך כלל עדיף להעביר את הערך פנימה ולהחזיר את התוצאה.

המילה nonlocal

לפונקציה שנמצאת בתוך פונקציה אחרת, nonlocal משנה משתנה של הפונקציה המקיפה:

def outer():
    y = "outer"
    def inner():
        nonlocal y
        y = "changed by nonlocal"
    inner()
    print("outer y:", y)

outer()

outer y: changed by nonlocal

בלי nonlocal, inner היה יוצר y משלו, ו-outer היה מדפיס outer.

שם חייב להיות מוצהר לפני השימוש

בתוך פונקציה, משתנה הוא מקומי לכל גוף הפונקציה. אם משתמשים בו לפני ההשמה, מקבלים שגיאה:

def bad_count():
    print(total)
    total = 5

bad_count()

UnboundLocalError: cannot access local variable 'total' where it is not associated with a value

total הוא מקומי בגלל ההשמה שמופיעה למטה, ולכן ה-print מחפש ערך מקומי שעדיין לא קיים. אותו כלל חל על global: היא חייבת להופיע לפני כל שימוש בשם באותה פונקציה. אחרת מקבלים SyntaxError:

counter = 0

def bump():
    counter += 1
    global counter

SyntaxError: name 'counter' is assigned to before global declaration

הסתרת שם מובנה

ההיקף מסביר גם מה קורה כשנותנים למשתנה שם של פונקציה מובנית:

print(len("abc"))
len = 3
print(len)

3
3

אחרי len = 3, ה-len של המודול מסתיר את הפונקציה המובנית, וכל קריאה מאוחרת ל-len(...) בקובץ תיכשל. זו הסתרה (shadowing).

בחירת שמות טובים

PEP 8 נותן את הכללים לשמות. העיקריים:

• משתנים ופונקציות: אותיות קטנות, עם קווים תחתונים. total_price, ולא totalPrice או TP.
• קבועים (ערכים שלא משתנים, בדרך כלל ברמת המודול): אותיות גדולות. MAX_RETRIES = 3.
• להימנע מ-l, O ו-I. לפי PEP 8, בחלק מהגופנים הם נראים כמו הספרות אחת ואפס.
• להימנע משמות מובנים. list, str, sum, max, id ו-len הן טעויות נפוצות.

השוו בין שתי גרסאות של אותו קוד:

def f(l, d):
    return l * d

def calculate_total_price(unit_price, quantity):
    return unit_price * quantity

השנייה אומרת לקורא מה המספרים מייצגים, וזו מטרת השם. ‏d יכול להיות תאריך, מילון או כלב.

ל-Python יש גם מילים שמורות, שאי אפשר להשתמש בהן כשמות. class היא אחת מהן:

import keyword
print(keyword.iskeyword("class"), keyword.iskeyword("name"))

True False

הניסיון class = 1 מחזיר SyntaxError: invalid syntax.

מה הלאה

הצעד הבא בסדרה: TypeError, השגיאה הנפוצה ביותר כשלערך יש טיפוס לא נכון, ואיך בודקים טיפוסים.