Python與C++引用分析

在用Python寫建二叉樹的程式碼的時候遇到了這個問題，原因就是把Python的“引用”與C++的“引用”搞混了，這兩種語言中都有“引用”名詞，雖然大部分時候很像，其實還是有區別的。這裡記錄一下，注意，這裡只是我自己的一點個人理解，在找到更好的理解之前，先這樣理解吧！

例子，這是我的兩段根據先序序列建立二叉樹的程式碼：

# 正確
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)

還有這個：

# 錯誤
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)

看起來只是有無返回值的區別，實際上第二段程式碼是錯誤的，其實從第二段程式碼的思路來說，在C++裡面可以這樣寫：

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);
}

這就是Python中與C++的引用的區別了。
我是這樣理解的：Python中對記憶體的使用更像是不可改變的，對於一個引用所指向的物件，如果我要修改值，那麼會先新找一塊記憶體，賦值，然後將引用指向這個新的記憶體塊，這樣就是修改了引用指向的位置，但是在C++中則是直接在引用所指向的記憶體塊上改變，例如：

Python：
a = 1
print(id(a))
a = a+1
print(id(a))
# 輸出
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);
# 輸出
7208712    1
7208712    2

所以，就像上面的第二段程式碼，我傳入了建立的樹根的引用，但是當樹的結構發生改變的時候，實際上是改變了儲存的位置，這樣原本的函式外面建立的root引用指向的其實還是原來的空記憶體塊（突然覺得好傻。。就像被偷光了，還在等一樣。。。），但是C++的引用就是很倔強地只認那一塊記憶體，所以就可以直接改變使用了。
關於Python中引用與物件的關係，還牽扯到一些記憶體之類的知識，例如：

a = 1
b = 1
print(id(a))
print(id(b))
# 輸出
140708803374848
140708803374848

這裡是因為Python中為了節省記憶體，會將一些短小的字串以及數字進行快取，這樣就會節省這類物件的建立銷燬的開銷了。
其它的就還有關於可變資料物件（mutable）和不可變物件（immutable）了，這個我之前也記錄過。總有些語言看起來很簡單，但是實際上還是要好好理解的啊。