详解Python与C++引用

在用Python写建二叉树的代码的时候遇到了这个问题，原因就是把Python的“引用”与C++的“引用”搞混了，这两种语言中都有“引用”名词，虽然大部分时候很像，其实还是有区别的。这里记录一下，注意，这里只是我自己的一点个人理解，在找到更好的理解之前，先这样理解吧！

例子，这是我的两段根据先序序列创建二叉树的代码：

# 正确
pos = 0
def create(seq):
   global pos
   ch = seq[pos]
   pos += 1
   if ch == '#':
       return None
   else:
       temp = TreeNode(ch)
       temp.left = create(seq)
       temp.right = create(seq)
       return temp

seq = "abd###ce###"
root = create(seq)

还有这个：

# 错误
def create(root):
   global pos
   if(seq[pos]=='#'):
       root = None
       pos += 1
       return
   root = TreeNode(seq[pos])
   pos += 1
   root.left = None
   root.right = None
   create(root.left)
   create(root.right)

看起来只是有无返回值的区别，实际上第二段代码是错误的，其实从第二段代码的思路来说，在C++里面可以这样写：

void create(tree & t){
   char ch = str[pos++];
   if(ch=='#'){
       t = NULL;
       return;
   }
   t = new node;
   t->val = ch;
   create(t->left);
   create(t->right);
}

这就是Python中与C++的引用的区别了。 我是这样理解的：Python中对内存的使用更像是不可改变的，对于一个引用所指向的对象，如果我要修改值，那么会先新找一块内存，赋值，然后将引用指向这个新的内存块，这样就是修改了引用指向的位置，但是在C++中则是直接在引用所指向的内存块上改变，例如：

Python：
a = 1
print(id(a))
a = a+1
print(id(a))

# 输出
140708803374848
140708803374880

在C++中：

int t = 1;
int & a = t;
printf("%d    %d\n", &a, a);
a += 1;
printf("%d    %d\n", &a, a);

# 输出
7208712    1
7208712    2

所以，就像上面的第二段代码，我传入了创建的树根的引用，但是当树的结构发生改变的时候，实际上是改变了存储的位置，这样原本的函数外面创建的root引用指向的其实还是原来的空内存块（突然觉得好傻。。就像被偷光了，还在等一样。。。），但是C++的引用就是很倔强地只认那一块内存，所以就可以直接改变使用了。 关于Python中引用与对象的关系，还牵扯到一些内存之类的知识，例如：

a = 1
b = 1
print(id(a))
print(id(b))

# 输出
140708803374848
140708803374848

这里是因为Python中为了节省内存，会将一些短小的字符串以及数字进行缓存，这样就会节省这类对象的建立销毁的开销了。 其它的就还有关于可变数据对象（mutable）和不可变对象（immutable）了，这个我之前也记录过。总有些语言看起来很简单，但是实际上还是要好好理解的啊。

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