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Ao começar a estudar Rust percebi o quão a relação deste dois são próxima, porém primeiro precisamos rever unions e enums.

Union​

Se trata de utilizar o mesmo espaço de memória para armazenar um entre diversos tipos.

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

union Content content;

Nesse exemplo eu declarei um union que pode conter um dos seguintes valores: int, float, char.

Então eu posso escrever qualquer um dos tipos nele:

content.i = 10;
content.f = 5.0;
content.c = 'a';

O valor final de content vai ser a pois foi o último valor que botamos.

Porém a parte importante é justamente o fato de usarmos o mesmo espaço de memória para armazenar qualquer um destes tipos.

content.c = 'a';

printf("%c\n", content.c); // print "a"
printf("%c\n", content.i); // print "a"

Quando você declara uma union, o tamanho dela é definido pelo maior tamanho entre os tipos que ela precisa conseguir armazenar.

No nosso caso o melhor tamanho seria 4 bytes, pois com ele você consegue armazenar o char também.

Nada impede de armazenarmos um char e tentarmos ler aquele espaço da memória como um int.

content.c = 'a';

printf("%c\n", content.c); // print "a"
printf("%c\n", content.i); // print "a"

// O character 'a' é nada mais que o número 97 na memória.
printf("%i\n", content.c); // print "97"
printf("%i\n", content.i); // print "97"

Resta a nós utilizar corretamente o valor daquele espaço de memória.

Afinal não queremos armazenar um char na union e mais tarde no código tentar utilizar como um int, né?

content.c = 'a';

// ...

printf("%i\n", content.i + 5); // print "102"

Não só isso como quando você armazena um valor naquele espaço de memória, ele apenas escreve no espaço que ele usaria.

content.c = 'a';

printf("%i\n", content.c); // print "97"
printf("%i\n", content.i); // print "97"

content.i = -10;
content.c = 'a';

printf("%i\n", content.c); // print "97"
printf("%i\n", content.i); // print "-159"

O que aconteceu aqui?

• Início do programa os 4 bytes de content estão com zero
• Content recebeu no primeiro byte o valor 97 (pois a == 97)
• Printamos utilizando content.c
  • Isto nos faz utilizar um byte
• Printamos utilizando content.i
  • Isto nos faz utilizar 4 bytes
• Content recebeu encheu os 4 bytes para formar o valor de -10
• Content recebeu no primeiro byte o valor 97
• Printamos utilizando content.c
  • Isto nos faz utilizar um byte (primeiro byte está com o valor de 97)
• Printamos utilizando content.i
  • Isto nos faz utilizar 4 bytes (primeiro byte + os outros 3 bytes que não foram limpos)

Podemos confirmar isto settando para zero antes de preenchermos.

content.c = 'a';

printf("%i\n", content.c); // print "97"
printf("%i\n", content.i); // print "97"

content.i = -10;
content.i = 0;
content.c = 'a';

printf("%i\n", content.c); // print "97"
printf("%i\n", content.i); // print "97"

Como podemos ver, é essencial termos uma maneira de identificar qual é o tipo atual na union.

Enum​

Se trata de ligar um identificador a um número único dentro de um agrupamento.

enum Type {
    Integer,
    Floating,
    Character,
};

enum Type type;

Neste caso está ligando:

Isto poupa trabalho de criarmos manualmente uma variável para cada valor, por exemplo:

int Integer = 0;
int Floating = 1;
int Character = 2;

Além de deixarmos claro o tipo de variável durante a criação dela (como um valor dentro daquele agrupamento).

enum Type type = Integer;

printf("%i\n", type); // print "0"

Enfim, a essa altura você pode já ter notado a importância de enum para unions.

Com eles podemos criar ligar um identificador a um tipo, como se fosse uma tag para aquele union.

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

enum Types {
    Integer,
    Floating,
    Character,
} type;

content.f = 5.0;
type = Floating;

Note que precisamos atualizar type sempre que mudarmos o tipo de content, porém ganhamos a capacidade de tratar corretamente a union.

if (type == Floating) {
    printf("%f\n", content.f);
} else if (type == Character) {
    printf("%c\n", content.c);
} else {
    printf("%i\n", content.i);
}

Este tipo de estrutura é tão comum que tem o nome de Tagged Union.

Rust Enum​

Acredito que o enum do Rust seja nada mais que um tagged union.

#[derive(Debug)]
enum Type {
    Integer,
    Floating,
    Character,
}

println!("{:#?}", Type::Integer);

Em outras lugares enum ligaria apenas identificadores a números, porém em Rust você pode armazenar estrutura/tipos juntos aos enums.

#[derive(Debug)]
enum Type {
    Integer(i32),
    Floating(f32),
    Character(char),
}

let content: Type = Type::Floating(5.0);

println!("{:#?}", content);

Isso nos da uma estrutura só que possue a capacidade de fazer o mesmo que tagged union e com menos chance do desenvolvedor cometer um erro.

Por exemplo, não precisamos mais atualizar o tipo armazenado na variável toda vez que alteramos:

// C
content.f = 5.0;
type = Floating;

// Rust
let content: Type = Type::Floating(5.0);

Rust é linguagem que preza bastante segurança, então faria sentido tratar como se fosse uma única estrutura para evitar os problemas de union (embora Rust tenha o tipo union).

Comparison​

C​

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

enum Types {
    Integer,
    Floating,
    Character,
} type;

content.f = 5.0;
type = Floating;

if (type == Floating) {
    // Fazer algo com float
} else if (type == Character) {
    // Fazer algo com char
} else {
    // Fazer algo com int
}

Rust​

#[derive(Debug)]
enum Type {
    Integer(i32),
    Floating(f32),
    Character(char),
}

let content: Type = Type::Floating(5.0);

match content {
    Type::Floating(f) => // Fazer algo com float
    Type::Character(c) => // Fazer algo com char
    Type::Integer(i) => // Fazer algo com int
}