Python の Global 変数(の使い方と挙動について，纏めてみた．
グローバル変数の使い方
そもそもグローバル変数とは，プログラム内にて複数の関数が共通して使うことのできる変数．
あまりよく分からないという方は，挙動をみてからの方が理解しやすいでしょう．
関数の外側で定義したものはグローバル変数となり，関数内からグローバル変数にアクセスする場合は「これはグローバル変数だ」と宣言します．
グローバル変数は以下のように宣言します．
global 変数名関数の外側にて，グローバル変数 a を宣言し，関数 add_func 内からアクセスする場合は以下のようになります．
a=0 #グローバル変数
def add_func(x):
global a
a+=xadd_func は x を引数に取り，a に x を足し合わせる関数です．
x=4 として関数を呼び出す前と後での a の変化を見てみます．
a=0
def add_func(x):
global a
a+=x
print(a) # 0
add_func(4)
print(a) # 4a は最初 0 で初期化しているので，最初の print 文では 0 が出力されます．
その後 add_func(4) で 4 を足す操作をすることで，2回目の print 文では 4 が出力されます．
まあ，基本的にはこれだけではあるのですが，ここからは色々な挙動を見て性質を理解してみます．
関数内からの参照とローカル変数との違い
変数を操作するには，グローバル宣言が必要ですが，参照するだけなら特に宣言は必要ありません．
b = 134
def print_b():
print(b)
print_b() #134print_b() は単純に b という名前の変数をプリントするという関数ですが，グローバル変数 b がプリントされます．
グローバル変数 b は 134 で初期化されてるので，関数 print_b() を呼び出すと 134 がプリントされます．
同様な，少し違う例だと．．
b = 134
def calc_c():
c = b +16
print(c)
calc_c() # 150
print(c) # NameError:name 'c' is not definedcalc_c() は関数内でローカル変数 c を定義して，それをプリントする関数です．
ローカル変数 c は，b という名前の何かしらの変数を参照し，それに 16 を足した値で定義されます．
ここでは，グローバル変数 b の 134 が参照され，それに 16 を足した 150 が ローカル変数 c となり，プリントされます．
c はローカル変数なので，当然，プリントしようとしても未定義だというエラーが出ます．
では，関数内でグローバル変数と同じ名前のローカル変数を定義するとどうなるでしょうか．
b = 134
def print_b():
b = 1566
print(b)
print_b() #1566
print(b) #134print_b() は，関数内で，ローカル変数 b を定義して，b という変数をプリントする関数です．
print_b() を呼ぶと，「1566」 がプリントされます．
これは，同じ名前の グローバル変数 b が元々「134」と定義されていますが，ローカル変数 b の方が参照されてプリントされているということです．
関数外で print(b) とすると，グローバル変数 b が参照され，グローバル変数 b には何も操作が加えられていないので，初期化した値の「134」がプリントされます．
では，このようにするとどうでしょうか．先の関数 print_b() 内の 1 行目と 2 行目を入れ替えただけの場合です．
b =134
def print_b():
print(b) # Error箇所
b = 1566
print_b() # UnboundLocalError: local variable 'b' referenced before assignment
print(b)print_b() という関数は，まずグローバル変数 b をプリントしたのち，ローカル変数 b を「1566」で初期化する，と読めます．
このように，同じ名前のグローバル変数とローカル変数が混在する関数を呼ぶとエラーが出てしまいます．
「 local variable 'b' referenced before assignment 」，「ローカル変数 b が定義される前に参照されている」ということ．
エラーになる理由は以下のような感じ．
関数 print_b() が定義された時点で「b = 1566」という一行があることで， print_b() 内では「b という変数はローカル変数として扱う」とされるのです．
そして，print_b() を呼び出すと，まず最初に print(b) つまり，「ローカル変数 b をプリントしてくれ」という指示がきます．
変数 b は，確かにこの変数内では「ローカル変数として扱われる」ことだけは決定していますが，まだその詳細は定義されていません．
なので，それをプリントしろという指示に対しては「ローカル変数 b が定義される前に参照されている」というエラーが吐かれるのです．
あまり内部処理に詳しいわけではないのですが，「b = 1566」という一行のようにローカル変数たらしめる操作があることで，関数が定義された時点で，それはローカル変数となるみたいですね．
逆に関数内で一度でもグローバル宣言を行えば，その関数内では全てグローバル変数として扱われます．
例をあげると
u=0
def plus(x):
if x==1:
global u
u+=1
elif x==2:
u+=2
else:
print(u)グローバル変数 u に，引数 x が 1 か 2 なら，1 または 2 を足す，それ以外の引数の時は 変数 u をプリント，という関数 plus(x)
一見，一つ目の条件分岐のみでしかグローバル宣言されていないように見えますが，関数全体でグローバル宣言されていることになります．
この関数を定義した上で，plus(2)，plus(5) と順に呼び出すと，
plus(2)
plus(5) # 2
print(u) # 2という結果に．plus(2) でグローバル変数 u = 0 に 2 が足され，plus(5) でグローバル変数 u がプリントされます．
もう一度確認のために，print(u) をすると，グローバル変数 u にしっかりと 2 が足される操作がされていたことがわかります．
一見，グローバル宣言がされている一つ目の条件分岐を通らなくとも，u は関数内でグローバル変数として扱われていることになります．
では，今度は，2番目の条件分岐でグローバル宣言するとどうなるか．
u=0
def plus(x):
if x==1:
u+=1
elif x==2:
global u
u+=2
SyntaxError: name 'u' is assigned to before global declarationこれは関数の定義時にエラーが出ます．「name 'u' is assigned to before global declaration」，つまり，「変数 u がグローバル宣言される前に，(ローカル変数っぽく) 割り当てられてますよ」といったエラー．
詳しい内部処理はわかりませんが，plus() という関数定義時にまず，上から順に読んでるのでしょう，
その際まず，「u+=1」という行が読まれます．これにより，「u はローカル変数っぽいな」という判断がなされます．
その後，「global u」という一行により，「あれ？ローカルじゃなかったん？」というエラーが「name 'u' is assigned to before global declaration」なんだと思います．
先の，一つ目の条件分岐にグローバル宣言があった例では，関数定義時にコンパイラが上から順に読み，「global u」があったその時点で，条件分岐とかも関係なしに，その関数内では「uはグローバル変数だ」という処理になるのだと思います．
つまり，条件分岐を入れようとも，関数内で同じ名前のローカル変数とグローバル変数は共存出来ないのです．
まとめ
基本的なグローバル変数の使い方を紹介しました．
その後挙動に関して見てみました．
関数内で同じ名前のローカル変数とグローバル変数は共存出来ないということをみました．
この判断基準は，関数を定義時に上から一行ずつ読み，ローカル変数たらしめる操作が先にあった場合，その関数内ではローカル変数に．
グローバル宣言が先にあった場合は，その関数内ではグローバル変数として扱われるのです．
拙い，かつ，当たり前のようなことを纏めてみましたが，自分自身はグローバル変数をより理解する機会となりました．