第14回.関数内関数（関数のネスト）とスコープ
関数は一連の処理をまとめることで再利用可能にした、プログラム内の小さなプログラムのようなものです。
Pythonでの関数の記述方法は多彩です。
今回は、関数内関数とスコープについて解説します。
また、関数を使う上ではスコープについてもしっかり理解しておく必要があります。
目次
関数内関数（関数のネスト）
def文をネスト出来るという事です。
def 外側の関数():
def 内側の関数():
内側の関数の処理
・・・
内側の関数の呼び出し
外側の関数の処理関数の中には複数の関数を定義できます。
さらに内側の関数の中にも関数を入れることもできます。
外側の関数では内側の関数を普通に呼び出して使います。
記述についてはこれだけです。
難しいものではありません。
どのような場面で使えば良いかは一概に言えるものではないと思います。
実践の中で、徐々に使いこなせれば良いと思います。
これについては後々説明しますが、
クロージャは、この関数内関数の応用になります。
def fn():
return "Python def"
print(fn())def fn_outer():
def fn_inner():
return "Python def"
print(fn_inner())
fn_outer()モジュールトップレベルのメインの処理では、printを意識する必要がなくなり、関数を呼ぶだけに変わっています。
そもそも関数とは、一連の処理をまとめることで再利用可能にしたものです。
関数の作成では、このまとめる単位をどうするかが問題になります。
まとめる大きな単位の中に、小さい単位でまとめたものを入れることが出来る、それが関数内関数です。
内側の関数は、外側の関数の外からは呼び出すことができません。
これは、関数内で定義した変数を外から参照出来ない事と同じです。
スコープについては次節で詳しく解説します。
スコープとは
Pythonのスコープには以下の4つがあります。
・エンクロージングスコープ（Enclosing scope）
・グローバルスコープ（Global Scope）
・ビルトインスコープ（Built-in scope）
上に行くほど範囲が狭く、より強くなります。
ローカル→エンクロージング→グローバル→ビルトイン
この順で探していき、見つかった時点の変数が適用されます。
ローカルスコープ（Local scope）
ローカル変数は、定義した関数内でしか使用できません。
つまり、スコープはローカルに限定されているという事です。
関数が違えば、同じ変数名であっても、それぞれ完全に独立した変数になります。
エンクロージングスコープ（Enclosing scope）
エンクロージング変数は、内側の関数から参照はできますが、そのままでは書き換えることはできません。
エンクロージング変数を書き換えるには、nonlocal文でその変数を定義する必要があります。
def fn():
def fn_inner():
print(s)
s = "Enclosing scope"
fn_inner()
fn()
def fn():
def fn_inner():
s = "write Enclosing"
print(s)
s = "Enclosing scope"
fn_inner()
print(s)
fn()
これでは、新たに内側の関数でローカル変数を定義したことになってしまいます。
def fn():
def fn_inner():
print(s) #エンクロージング変数を参照
s = "write Enclosing" #これはエラー
print(s)
s = "Enclosing scope"
fn_inner()
print(s)
fn()
def fn():
def fn_inner():
nonlocal s #ローカル変数ではない
s = "write Enclosing"
print(s)
s = "Enclosing scope"
fn_inner()
print(s)
fn()
多用すべきではなく、使用する場合は慎重になるべきだと思います。
グローバルスコープ（Global Scope）
グローバルスコープとは、モジュールのトップレベルのスコープです。
グローバル変数とは、モジュールのトップレベルで定義された変数です。
グローバル変数を書き換えるには、global文でその変数を定義する必要があります。
def fn():
def fn_inner():
print(s)
fn_inner()
print(s)
s = "Global scope"
fn()
def fn():
s = "write Global"
print(s)
s = "Global scope"
fn()
print(s)
これでは、新たに関数内でローカル変数を定義したことになってしまいます。
def fn():
print(s)
s = "write Global"
print(s)
s = "Global scope"
fn()
print(s)
def fn():
global s #グローバル変数であると宣言
s = "write Global"
print(s)
s = "Global scope"
fn()
print(s)
多用すべきではなく、使用する場合は慎重になるべきだと思います。
ビルトインスコープ（Built-in scope）
組み込み関数は、ビルトインスコープです。
特に意識することなく使用しているものです。
ミュータブルのコンテナオブジェクトの値は書き換えられる
エンクロージング変数は、内側の関数から参照はできますが、そのままでは書き換えることはできません。
グローバル変数は、モジュール内のどの関数からでも参照できますが、そのままでは書き換えることはできません。
変数がミュータブルのコンテナオブジェクトの場合は、その要素の値は書き換えができます。
その要素として入っているミュータブルのコンテナオブジェクトは同様に書き換えできます。
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