파이썬 전역 변수, 지역 변수, 클래스 변수 - 변수 Scope 알아보기

 

파이썬에서 변수가 사용 가능한 범위(Scope)는 코드의 구조와 변수 선언 위치에 따라 결정된다.

이를 이해하는 것은 변수의 접근성과 수명을 효과적으로 관리하는 데 중요하다.

본 글에서는 전역 변수, 지역 변수, 클래스 변수의 정의와 사용법, 그리고 각 변수 유형의 활용 사례를 설명한다.

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1. 전역 변수(Global Variable)

정의

전역 변수는 함수나 클래스의 내부가 아닌 모듈의 최상위 레벨에서 선언된 변수로, 코드 전체에서 접근 가능하다.

전역 변수는 프로그램의 전체 실행 시간 동안 존재한다.

특징

• 모든 함수와 클래스에서 접근 가능하다.
• global 키워드를 사용하여 함수 내부에서 수정할 수 있다.

사용 예제

x = 10  # 전역 변수

def modify_global():
    global x
    x += 5
    print(f"전역 변수 수정 후: {x}")

print(f"초기 전역 변수: {x}")
modify_global()
print(f"최종 전역 변수: {x}")

장단점

• 장점: 여러 함수나 클래스에서 공유해야 하는 값을 저장하기 적합하다.
• 단점: 코드의 복잡성을 증가시키고, 디버깅이 어려워질 수 있다.

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2. 지역 변수(Local Variable)

정의

지역 변수는 함수나 메서드 내부에서 선언된 변수로, 해당 함수가 실행되는 동안에만 유효하다.

함수가 종료되면 지역 변수는 사라진다.

특징

• 선언된 함수 외부에서는 접근할 수 없다.
• 메모리 사용이 효율적이다.

사용 예제

def local_example():
    y = 20  # 지역 변수
    print(f"지역 변수: {y}")

local_example()
# print(y)  # 오류 발생: y는 함수 외부에서 접근 불가

장단점

• 장점: 함수 내부에서만 사용되므로 다른 함수와의 충돌이 없다.
• 단점: 값을 함수 외부에서 유지할 수 없다.

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3. 클래스 변수(Class Variable)

정의

클래스 변수는 클래스 전체에서 공유되는 변수로,

클래스 정의 내부에 선언되며 모든 인스턴스에서 접근 가능하다.

특징

• 클래스의 모든 인스턴스가 동일한 값을 공유한다.
• 클래스 이름을 통해 직접 접근하거나 인스턴스를 통해 접근할 수 있다.

사용 예제

class Example:
    class_variable = "공유 변수"  # 클래스 변수

    def __init__(self, value):
        self.instance_variable = value  # 인스턴스 변수

print(Example.class_variable)  # 클래스 이름으로 접근
obj1 = Example("값1")
obj2 = Example("값2")

print(obj1.class_variable)  # 인스턴스를 통해 접근
print(obj2.class_variable)

Example.class_variable = "변경된 공유 변수"
print(obj1.class_variable)  # 변경된 값 확인

장단점

• 장점: 클래스 내 모든 인스턴스에서 공유해야 하는 값을 저장하기 적합하다.
• 단점: 클래스 변수 값을 변경하면 모든 인스턴스에 영향을 미친다.

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4. 변수 Scope의 우선순위

파이썬에서는 변수를 참조할 때 다음과 같은 우선순위 규칙이 적용된다:

1. 지역 변수(Local): 가장 먼저 참조.
2. 함수 내 nonlocal 변수: 함수 중첩 구조에서 가장 가까운 외부 함수 변수.
3. 전역 변수(Global): 모듈 수준에서 선언된 변수.
4. 내장 변수(Built-in): 파이썬의 기본 제공 함수나 변수.

예제

x = "전역 변수"

def outer_function():
    x = "외부 함수 변수"

    def inner_function():
        nonlocal x
        x = "내부 함수에서 수정된 외부 변수"
        print(x)

    inner_function()
    print(x)

outer_function()
print(x)

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5. 변수 Scope 관리 시 고려사항

1. 캡슐화: 전역 변수 사용을 최소화하고, 함수나 클래스 내부에서만 변수의 사용을 제한한다.
2. 명확한 변수명: 변수 이름을 직관적으로 작성하여 코드 가독성을 높인다.
3. 메모리 관리: 지역 변수를 사용하여 불필요한 메모리 사용을 방지한다.
4. 클래스 변수 사용: 클래스 변수는 공유 데이터가 필요한 경우에만 사용하고, 인스턴스 변수와 혼동하지 않도록 주의한다.

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결론

파이썬에서 변수 Scope를 이해하면 코드의 가독성과 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있다.

전역 변수, 지역 변수, 클래스 변수를 적절히 사용하여 코드의 복잡성을 줄이고, 명확하고 효율적인 프로그램을 작성하자.