データ構造における異種配列の実現方法

配列は定義上、同種（同一データ型）の要素のみを格納できるデータ構造です。そのため、通常は同じ型のデータをまとめて扱うことになります。しかし、異なる型のデータをひとつの配列に格納したい場合はどうすればよいのでしょうか。本記事では、そのための代表的なテクニックを2つ紹介します。

C言語におけるunion（共用体）を活用した方法

C言語のような古典的な言語では、union（共用体）を使って複数の型を人工的にひとつの型へとまとめる手法が用いられます。この新しい型に対して配列を定義すれば、見かけ上は異種のデータを同じ配列で管理できます。実際に配列の各要素がどのオブジェクトを保持しているかは、「タグ」と呼ばれる識別子によって判定します。

例えば、次のような構造体を考えてみましょう。

struct Vehicle{
    int id;
    union {
        Bus b;
        Bike c;
        Car d;
    }
};

この場合、プログラマーはidタグの使い方についてあらかじめ規約を決めておく必要があります。例えば「idが0のときは、そのVehicleが表すのはBusである」といった具合です。なお、unionはBus・Bike・Carの中で最もサイズの大きい型に合わせてメモリを確保するため、各オブジェクトのサイズ差が大きい場合にはメモリが無駄になるという欠点があります。

オブジェクト指向言語における継承を活用した方法

一方、オブジェクト指向言語では継承（インヘリタンス）の概念を利用できます。例えばVehicleという基底クラスを用意し、Bus・Bike・Carなどをそのサブクラスとして定義します。すると、Vehicle型の配列を定義すれば、そのすべてのサブクラスのオブジェクトも同じ配列に格納できるようになります。

このアプローチなら、タグによる手動の判別が不要になり、ポリモーフィズムによって各オブジェクトの振る舞いも自然に扱えるため、より安全で拡張性の高い設計が可能になります。これにより、複数の型のデータをひとつの配列で効率的に管理できるのです。