7. Portée: local vs global

Voici un petit rappel.

Important

Régle # 1

Apprendre la programmation informatique est comme apprendre à jouer d’un instrument de musique: il faut le faire et non pas se contenter de lire à ce sujet.

Maintenant que j’ai votre attention, il est important que vous essayez ces programmes sans lire plus loin.

Excécutez ces programmes

Comencez par celui-ci:

# Premier programme
a = 2

def test():
    a = 3
    print("intérieur de test: ", a)

test()

Ensuite celui-ci:

# Deuxième programme
a = 2

def test():
    print("intérieur de test", a)

test()
print("après test", a)

Et encore:

# Troisième programme
a = 2

def test():
    a = 3
    print("intérieur de test", a)

test()
print("Après test", a)

Et pour finir:

# Quatrième programme
a = 2

def test():
    global a
    a = 3
    print("intérieur de test", a)

test()
print("après test", a)

Que se passe-t-il? ...

7.1. Besoin de la portée

Au moment où j’écris ceci, le fichier du programme principal écrit en Javascript qui implémente le monde de Reeborg, https://github.com/aroberge/reeborg/blob/master/src/js/reeborg_dev.js, contient environ 16000 lignes de code: C’est un peu plus que ce que vous avez écrit jusqu’à présent ! Quand les gens travaillent en collaboration, ils écrivent des programmes qui contiennet des centaines de milliers de lignes de code. Comme vous pouvez vous l’imaginer, il est impossible il est impossible de trouver des noms de variables qui gardent le même sens durant tout le programme.

Imaginez que vous collaborez pour écrire un très, très long programme. Si je définis une variable longueur égale à 32 et vous définissez la même variable avec le même nom ailleurs avec la valeur 45, nous risquons d’avoir un problème en utilisant ces variables.

Python et la pluparts des langages de programmation ont une solution pour ce genre de problème: les variables qui sont définies à l’intérieur d’une fonction ne sont connues qu’à l’intérieur de cette fonction. Donc si vous définissez une variable longueur et que je définis dans une autre fonction une variable longueur, celles-ci seront traitées comme deux variables différentes par Python.

On dira que ces variables sont locales à la fonction ou qu’elles ont une portée locale.

Regardons le premier programme ci-dessus. On définie une variable nommée a à l’intérieur de la fonction test(). Cette variable est considérée comme locale pour cette fonction. Lui donner une valeur n’affecte pas la valeur de la variable a en dehors de la fonction. Les deux variables sont considérées comme différentes.

Dans le second programme, on ne définie pas de variable a à l’intérieur de la fonction test(), c’est-à-dire que nous avons pas quelque chose du type:

a = qqc

à l’intérieur de la fonction. Lorsque l’on affiche (print) la valeur de la variable, Python reconnait que c’est une variable qui a sûrement été définie en dehors de la fonction (une variable dite globale ou de portée globale) et il regarde dans son environnement global s’il trouve une variable avec ce nom et l’utilise.

Note

Croyez-le ou non, la description ici est une simplication de la réalité. Il y a une autre instruction Python nonlocal qui se réfère à une portée entre local et global ! Mais en écrivant ce tutoriel, je n’ai pas trouvé d’exemple pertinent pour illustrer cette notion dans le monde de Reeborg.

Dans le troisième programme, Python trouve une variable a localeà la fonction (donc définie à l’întérieur de la fonction) car il y a une ligne:

a = qqc   # avec qqc égal à 3 ici...

Alors Python détermine qu’à l’intérieur de la fonction a se réfère toujours à la variable locale. Comme on essaye d’afficher (print) sa valeur avant que celle-ci ne soit assignée (définie), Python nous informe, à sa manière, qu’il ne peut pas le faire.

Enfin, dans le quatrième programme, on a ajouté la ligne:

global a

global est une instruction Python qui l’informe que la variable a qui est utilisée à l’intérieur de la fonction est la même que celle qui est définie à l’extérieur de la fonction (dans l’environnement global).

Donc la variable a a une valeur connue quand la ligne

print("intérieur de test", a)

est exécutée. La ligne suivante, a = 3, change la valeur de a si bien qu’après l’exécution de test(), a a partout une nouvelle valeur.

Important

Quand un programmeur expérimenté voit une fonction dans laquelle une ou plusieurs variables sont précédées du l’instruction global, celui-ci commence à s’inquiéter. Au lieu d’essayer de comprendre la fonction, le programmeur cherche où des valeurs sont assignées à ces variables et comment cela va affecter comment la fonction va fonctionner.

Pour cette raison, un programmeur expérimenté essaye toujours d’utiliser d’autres outils (que vous ne connaissez pas encore) afin d’éviter de devoir utiliser des variables globales. Il est cependant important de savoir comment utiliser des variables globales et surtout de savoir quand elles sont indispensables.

7.2. Perturbé?

Beaucoup de gens trouve le concept de portée perturbant au premier abord. Prenez du temps à excéter les quatre programmes pour bien comprendre ce qui se passe.

7.3. Ressources supplémentaires

Rendez-vous à l’adresse https://cscircles.cemc.uwaterloo.ca/1-fr/ pour quelques explications et exercices supplémentaires.