unionとenum ― 領域を共有する型・名前つき定数

導入

構造体はメンバ全部の分だけメモリを使います。一方、union（共用体）は複数のメンバが同じメモリ領域を共有する型で、どれか1つの値だけを保持できます。また enum（列挙型）を使うと、0, 1, 2, ... のような数値に名前をつけて読みやすくできます。

説明

union の定義は struct とまったく同じ書き方ですが、意味が違います。メンバは同じ場所に重なって置かれるので、sizeof はメンバの中で一番大きいものと同じになります。

#include <stdio.h>

union Data {
    int i;
    float f;
    char c;
};

int main(void) {
    union Data d;
    d.i = 65;
    printf("i=%d\n", d.i);
    printf("c=%c\n", d.c);        // 同じ場所を1バイトだけ文字として読む → 'A'（65のASCII文字）
    printf("size=%zu\n", sizeof(d));   // メンバの最大サイズ（構造体なら合計サイズになるところ）
    return 0;
}

flowchart TB
  subgraph S["struct（別々の場所）"]
    direction LR
    s1["i（4バイト）"]
    s2["f（4バイト）"]
  end
  subgraph U["union（同じ場所を共有）"]
    direction LR
    u1["i と f と c が<br/>同じアドレスを指す"]
  end

enum は名前つきの整数定数の集まりです。何も書かなければ 0 から順に振られます。

#include <stdio.h>

enum Color { RED, GREEN, BLUE };   // RED=0, GREEN=1, BLUE=2

int main(void) {
    enum Color c = GREEN;
    printf("%d\n", c);             // 1

    switch (c) {
        case RED:   printf("red\n");   break;
        case GREEN: printf("green\n"); break;
        case BLUE:  printf("blue\n");  break;
    }
    return 0;
}

RED や GREEN は、実際にはただの int（0, 1, 2, …）ですが、名前がついているおかげで switch や if の条件が「何を表しているか」を読みやすくなります。

やってみよう

union Data に d.f = 3.14; を入れてから d.i を表示すると、期待した 3.14 にはならないことを確かめましょう（同じ場所を違う型として読んでいるためです）。enum Color の値を BLUE に変えて switch の結果が変わることも確かめてください。

演習

enum Weekday { SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT }; を定義してください。enum Weekday day = WED; として、まず printf("%d\n", day); で数値を1行表示し、続けて if 文で day が SUN または SAT なら「休日」、それ以外なら「平日」と表示してください（WED なら 3 と 平日 の2行になります）。