7. 유효 범위(scope): 지역 vs 전역

먼저, 다정하게 상기시켜 본다:

.. important::

규칙 # 1

컴퓨터 프로그램을 배우는 것은 마치 음악 악기를 배우는 것과 같습니다: 단지 읽는 것만으로는 부족하고, 여러분이 직접 프로그램을 작성 해봐야 합니다.

여러분의 주의를 끌었기 때문에, 더 진도를 나가기 전에 스스로 프로그램을 직접 실행해보는 것이 중요하다.

다음 프로그램을 실행한다

먼저, 다음 프로그램을 실행한다:

# 첫번째 프로그램
a = 2

def test():
    a = 3
    print("inside test: ", a)

test()

그리고 나서, 다음을 실행한다:

# 두번째 프로그램
a = 2

def test():
    print("inside test", a)

test()
print("after test", a)

그리고, 또다른 프로그램을 실행한다:

# 세번째 프로그램
a = 2

def test():
    print("inside test", a)
    a = 3

test()
print("after test", a)

그리고, 하나더 프로그램을 실행한다:

# 네번째 프로그램
a = 2

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

test()
print("after test", a)

무슨 일이 진행되고 있는거죠? ...

7.1. 유효 범위에 대한 필요

저자가 리보그 프로그램을 작성할 때, 리보그 세상을 구동시키는 자바스크립트 핵심 프로그램 파일이 거의 6,000줄이다, https://github.com/aroberge/reeborg/blob/master/src/js/reeborg_dev.js. 역자가 변역한 시점은 7,000줄이다: 여러분이 지금까지 작성한 프로그램보다도 아마 훨씬 더 길 것이다! (물론, 파이썬으로 작성된 코드를 포함하는 일부 부가적인 프로그램 파일도 있다.) 공동으로 사람들이 작업할 때, 수백만줄은 아니더라도 수십만줄로 구성된 프로그램을 작성하다. 여러분이 상상하듯이, 전체 프로그램을 통해서 유일무이한 의미를 갖는 변수에 기억이 잘되고 유의미한 변수를 찾아내는 것은 불가능하다. 여러분과 저자가 정말로 긴 프로그램을 공동으로 작성한다고 가정하자. 저자가 length 변수를 정의해서 32 값을 할당하고, 여러분이 어딘가에 동일한 명칭을 갖는 변수를 정의하고 45 라는 값을 부여하면, length 변수를 사용할 때 문제가 모두에게 생긴다.

파이썬을 비롯한, 거의 대부분의 다른 프로그램 언어는 이런 문제에 대한 해결책을 갖고 있다: 함수 내부에 정의된 변수는 해당 함수내부에서만 쓸 수 있다. 따라서, 여러분이 함수를 작성하고 그 함수 내부에 length 라는 변수를 사용하고, 저자가 또다른 함수를 작성하고 그 함수 내부에 length 변수를 동일하게 사용하면, 파이썬은 이를 다른 변수로 처리한다.

이런 변수를 해당 함수에 지역(local) 이라고 하고, 지역 범위(local scope) 를 갖는다고 한다.

상기에 나온 첫번째 프로그램으로 되돌아 가자. test() 함수 내부에 a 라는 변수를 정의한다. 이 변수는 해당 함수에 지역(local) 으로 간주된다; 함수 내부 변수에 값을 부여하는 것이 해당 함수 외부 에 있는 a 변수값에는 영향을 주지는 않는다: 두 변수는 다른 것으로 간주된다.

두번째 프로그램에서, test() 함수 내부에서 a 변수를 정의하지 않았다. ; 즉, 다음과 같은 코드 라인이 해당 함수 내부에는 없다:

a = something

변수값을 print 출력할 때, (파이썬에서 전역 유효범위로 알려진) 함수 외부에서 정의된 변수로 파이썬이 인지하고, 전역 유효범위에서 검색을 하고, 해당 명칭을 갖는 변수를 찾아, 사용한다.

주석

믿든 믿지 않든, 여기에 나온 기술된 것은 단순화한 것이다. 또다른 파이썬 키워드 nonlocal 이 있는데, 지역 과 전역 의 중간적인 유효범위를 나타낸다. 하지만, 저자가 금번 사용설명서를 작성할 때, 리보그 세상과 관련되어 nonlocal 키워드를 유용하게 사용할 수 있는 어떤 예제도 찾아낼 수 없었다.

세번째 프로그램에서, 파이썬이 다음 한줄 코드가 있어, a 지역 변수가 함수에 있음(함수 내부에 정의가 됨을 의미)을 알 수 있다:

a = something   # 상기 예제에서는 3과 같은 것이 됨.

그래서, 파이썬은 함수 내부에서, a 가 항상 지역 변수를 지칭하는 것으로 판단한다. 변수에 값을 할당하기 전에 변수값을 출력하려고 하기 때문에, 파이썬은 스스로 출력을 할 수 없다는 사실을 알려준다.

마지막으로, 네번째 프로그램에서 코드 한줄을 추가했다:

global a

global 은 파이썬 키워드로, 함수 내부에 사용된 변수 a 가 함수 외부에 정의(전역 유효범위로)된 것과 동일함을 파이썬에 일러준다. 그래서, 다음 코드가 실행될 때, 변수는 이미 값을 알고 있게 된다:

print("inside test", a)

a = 3 코드 다음줄은 이미 a 변수 값을 변경했다. 그래서, test() 함수를 실행한 뒤에, a 는 새로운 값을 갖게 된다.

중요

경험많은 프로그래머는 global 전역 문장으로 등재된 변수명을 하나 혹은 그 이상 마주할 때마다, 걱정이 시작된다: 해당 함수를 이해하는 대신에, 해당 변수가 그밖의 장소에서 다른 값으로 할당되었는지, 그리고 전역변수가 함수 동작에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 알아내야만 한다.

7.2. 혼동되시죠?

많은 사람들이 처음으로 유효범위 개념을 마주할 때 혼동을 느낀다. 상기 프로그램 4개를 다시 실행하고(필요하면 그 이상!) 몇번이고 설명을 읽는다.

그리고 나면, 설사 완전히 명확하지는 않더라도, 안전하게 다음 학습으로 넘어갈 수 있다. 더 많은 프로그램을 작성하면서, 유효범위 개념은 이해하기 더 쉬워질 것이다.