Comprendre les variables globales dans les fonctions Python

Introduction aux variables globales en Python

En Python, une variable déclarée en dehors de la fonction ou dans l’espace global est appelée une variable globale. Cette variable est accessible à toutes les fonctions dans votre code.

Voici un exemple simple :

x = 10  # Ceci est une variable globale

def foo():
    print("La valeur de x à l'intérieur de la fonction : ", x)

foo()
print("La valeur de x à l'extérieur de la fonction : ", x)

Dans cet exemple, nous avons déclaré x comme une variable globale et défini une fonction foo(). À l’intérieur de foo(), nous utilisons la variable globale x. Lorsque vous exécutez ce code, il affiche la même valeur de x à l’intérieur et à l’extérieur de la fonction, ce qui démontre que la fonction foo() a accès à la variable globale x.

Dans le prochain sous-titre, nous verrons comment utiliser les variables globales à l’intérieur des fonctions Python.

Utilisation des variables globales dans les fonctions Python

Comme nous l’avons vu précédemment, une variable globale est accessible à toutes les fonctions de votre code. Cependant, si vous essayez de modifier une variable globale à l’intérieur d’une fonction, vous pourriez rencontrer des problèmes.

Regardons un exemple :

x = 10  # Ceci est une variable globale

def foo():
    x = x + 5  # Nous essayons de modifier la variable globale
    print("La valeur de x à l'intérieur de la fonction : ", x)

foo()
print("La valeur de x à l'extérieur de la fonction : ", x)

Si vous exécutez ce code, vous obtiendrez une erreur. C’est parce que Python pense que x est une variable locale à la fonction foo() puisque vous essayez de la modifier. Cependant, vous n’avez pas déclaré x à l’intérieur de la fonction, donc Python ne sait pas à quoi se réfère x.

Pour résoudre ce problème, vous pouvez utiliser le mot-clé global à l’intérieur de la fonction pour indiquer à Python que vous voulez utiliser la variable globale x, et non une nouvelle variable locale. Nous verrons comment faire cela dans le prochain sous-titre.

Création de variables globales à l’intérieur d’une fonction

Comme nous l’avons vu précédemment, si vous essayez de modifier une variable globale à l’intérieur d’une fonction, Python pense que vous faites référence à une variable locale. Pour indiquer à Python que vous voulez utiliser la variable globale, vous pouvez utiliser le mot-clé global à l’intérieur de la fonction.

Voici comment vous pouvez le faire :

x = 10  # Ceci est une variable globale

def foo():
    global x  # Nous indiquons que nous voulons utiliser la variable globale x
    x = x + 5  # Maintenant, nous pouvons modifier la variable globale
    print("La valeur de x à l'intérieur de la fonction : ", x)

foo()
print("La valeur de x à l'extérieur de la fonction : ", x)

Dans cet exemple, nous utilisons le mot-clé global à l’intérieur de la fonction foo() pour indiquer que nous voulons utiliser la variable globale x. Ensuite, nous modifions x à l’intérieur de la fonction. Lorsque vous exécutez ce code, il affiche la valeur modifiée de x à l’intérieur de la fonction, et la même valeur modifiée de x à l’extérieur de la fonction. Cela démontre que nous avons réussi à modifier la variable globale à l’intérieur de la fonction.

Dans le prochain sous-titre, nous verrons comment la mutabilité affecte les variables globales.

Comment la mutabilité affecte les variables globales

En Python, la mutabilité est une propriété qui détermine si un objet peut être modifié après sa création. Les types de données comme les listes et les dictionnaires sont mutables, tandis que les types comme les entiers et les chaînes de caractères sont immuables.

La mutabilité a un impact sur la façon dont les variables globales fonctionnent en Python. Lorsque vous travaillez avec des variables globales qui sont mutables, vous pouvez les modifier à l’intérieur d’une fonction sans avoir besoin du mot-clé global.

Regardons un exemple :

x = [1, 2, 3]  # Ceci est une variable globale mutable

def foo():
    x.append(4)  # Nous modifions la variable globale sans utiliser le mot-clé global
    print("La valeur de x à l'intérieur de la fonction : ", x)

foo()
print("La valeur de x à l'extérieur de la fonction : ", x)

Dans cet exemple, x est une liste, qui est un type de données mutable. À l’intérieur de la fonction foo(), nous utilisons la méthode append() pour ajouter un élément à x. Lorsque vous exécutez ce code, il affiche la liste modifiée à l’intérieur et à l’extérieur de la fonction, ce qui démontre que nous avons réussi à modifier la variable globale mutable à l’intérieur de la fonction sans utiliser le mot-clé global.

Cependant, il est important de noter que même si vous pouvez modifier des variables globales mutables à l’intérieur d’une fonction sans utiliser le mot-clé global, cela peut rendre votre code plus difficile à comprendre et à déboguer. Il est généralement préférable d’éviter d’utiliser des variables globales lorsque cela est possible, ce que nous discuterons dans le prochain sous-titre.

Éviter l’utilisation de variables globales dans votre code

Bien que les variables globales puissent être utiles dans certains cas, il est généralement préférable d’éviter de les utiliser lorsque cela est possible. Il y a plusieurs raisons à cela :

1. Lisibilité du code : L’utilisation de variables globales peut rendre votre code plus difficile à comprendre. Il peut être difficile de déterminer où une variable globale est modifiée, surtout si votre code est complexe ou si vous travaillez avec d’autres personnes.

2. Débogage : Les variables globales peuvent rendre le débogage plus difficile. Si vous rencontrez un problème avec une variable globale, vous devrez vérifier toutes les parties de votre code où cette variable est utilisée ou modifiée.

3. Évolutivité : Les variables globales peuvent poser des problèmes d’évolutivité. Si vous voulez réutiliser une partie de votre code dans un autre projet, vous devrez vous assurer que toutes les variables globales utilisées dans cette partie du code sont également présentes dans le nouveau projet.

4. Concurrence : Dans un environnement multithread, l’utilisation de variables globales peut conduire à des conditions de course, où plusieurs threads tentent de lire et de modifier une variable globale en même temps.

Au lieu d’utiliser des variables globales, vous pouvez souvent utiliser des arguments de fonction et des valeurs de retour pour passer des données entre différentes parties de votre code. Vous pouvez également utiliser des classes et des objets pour regrouper des données et des comportements associés.

Dans le prochain sous-titre, nous discuterons de l’utilisation de constantes globales, qui sont une exception à la règle générale d’éviter les variables globales.

Utilisation de constantes globales

Une exception à la règle générale d’éviter les variables globales est l’utilisation de constantes globales. En Python, une constante est une variable dont la valeur n’est pas censée changer une fois qu’elle a été assignée.

Les constantes globales sont utiles pour définir des valeurs qui sont utilisées à travers plusieurs fonctions ou fichiers de votre programme. Par exemple, vous pourriez définir une constante globale pour la vitesse de la lumière si vous écrivez un programme qui fait beaucoup de calculs liés à la physique.

Voici comment vous pouvez définir une constante globale en Python :

# Ceci est une constante globale
VITESSE_DE_LA_LUMIERE = 299792458  # en mètres par seconde

def calculer_temps_de_voyage(distance):
    return distance / VITESSE_DE_LA_LUMIERE

Dans cet exemple, VITESSE_DE_LA_LUMIERE est une constante globale qui est utilisée à l’intérieur de la fonction calculer_temps_de_voyage(). Notez que par convention, les constantes sont écrites en majuscules avec des underscores pour séparer les mots.

Cependant, il est important de noter que Python ne supporte pas réellement les constantes au niveau du langage. C’est-à-dire qu’il n’y a rien dans le langage lui-même qui empêche la modification d’une constante. La notion de constantes en Python est plus une convention qu’une règle stricte.

Dans le prochain sous-titre, nous discuterons de la façon de prendre des arguments et de retourner des valeurs dans les fonctions, ce qui est une alternative à l’utilisation de variables globales.

Prendre des arguments et retourner des valeurs dans les fonctions

Une alternative à l’utilisation de variables globales est de passer des données entre différentes parties de votre code en utilisant des arguments de fonction et des valeurs de retour.

Une fonction en Python est définie avec le mot-clé def, suivi du nom de la fonction, des parenthèses () qui peuvent contenir des arguments, et un deux-points :. Le corps de la fonction est indenté et peut contenir une instruction return pour renvoyer une valeur.

Voici un exemple d’une fonction qui prend deux arguments et retourne leur somme :

def somme(a, b):
    return a + b

resultat = somme(5, 3)
print(resultat)  # Affiche : 8

Dans cet exemple, la fonction somme() prend deux arguments, a et b, et retourne leur somme. Nous appelons la fonction avec les arguments 5 et 3, et nous stockons le résultat dans la variable resultat.

L’utilisation d’arguments de fonction et de valeurs de retour de cette manière vous permet de passer des données entre différentes parties de votre code sans avoir besoin de variables globales. Cela peut rendre votre code plus facile à comprendre et à déboguer, et plus facile à réutiliser dans d’autres parties de votre programme ou dans d’autres projets.

Dans le prochain sous-titre, nous discuterons de l’utilisation des classes, des méthodes et des attributs, qui sont une autre alternative à l’utilisation de variables globales.

Utilisation des classes, méthodes et attributs

En Python, une classe est une structure de données qui permet de regrouper des données (appelées attributs) et des fonctions (appelées méthodes) associées. L’utilisation de classes peut rendre votre code plus organisé et plus facile à comprendre, et peut vous aider à éviter l’utilisation de variables globales.

Voici un exemple d’une classe en Python :

class Voiture:
    def __init__(self, marque, modele, annee):
        self.marque = marque
        self.modele = modele
        self.annee = annee

    def afficher_description(self):
        return f"{self.marque} {self.modele}, {self.annee}"

Dans cet exemple, Voiture est une classe qui a trois attributs (marque, modele et annee) et une méthode (afficher_description()). La méthode __init__() est une méthode spéciale appelée constructeur, qui est appelée lorsque vous créez une nouvelle instance de la classe.

Vous pouvez créer une nouvelle instance de la classe et appeler sa méthode comme ceci :

ma_voiture = Voiture("Peugeot", "208", 2020)
print(ma_voiture.afficher_description())  # Affiche : Peugeot 208, 2020

Dans cet exemple, ma_voiture est une instance de la classe Voiture. Nous utilisons les attributs de ma_voiture pour stocker des données, et nous utilisons la méthode afficher_description() pour effectuer une action liée à ces données.

L’utilisation de classes, méthodes et attributs de cette manière vous permet de regrouper des données et des comportements associés, ce qui peut rendre votre code plus organisé et plus facile à comprendre. C’est une alternative à l’utilisation de variables globales qui peut rendre votre code plus modulaire et plus réutilisable.