使用对象（值类型）和使用指针表示左右子树，区别和联系比较

区别

1. 内存分配方式

• 使用对象（值类型）：每个节点的左右子树是直接嵌入在该节点对象内部的。也就是说，当创建一个节点对象时，其左右子树所需的内存空间会随着节点对象的创建而一并分配，它们在内存中是连续存储的。
• 使用指针：节点结构体中存储的是左右子树节点的地址（指针）。左右子树节点的内存需要单独进行动态分配（例如使用new操作符），这些节点可以在内存的不同位置，它们通过指针相互关联。

2. 表示空节点的方式

• 使用对象（值类型）：较难清晰地表示空节点。因为值类型成员必须有一个实际的对象实例，通常需要额外的标记或特定的值来表示该子树为空，这会增加代码的复杂性和理解难度。
• 使用指针：可以很方便地用nullptr来表示某个子树为空，这是一种直观且通用的表示方式。

3. 节点关系的灵活性

• 使用对象（值类型）：节点之间的关系在创建时就基本固定，很难动态地改变节点的子树结构。因为子树是节点对象的一部分，若要改变子树，可能需要重新创建整个节点对象。
• 使用指针：可以非常灵活地改变节点之间的关系。只需要修改指针的值，就可以轻松地添加、删除子节点，或者改变子树的指向。

优缺点

使用对象（值类型）表示左右子树

优点

• 内存管理简单：无需手动管理子树节点的内存分配和释放，因为它们的生命周期与父节点一致，由系统自动处理，减少了因内存管理不当导致的错误（如内存泄漏、悬空指针）。
• 访问快速：由于子树节点与父节点在内存中连续存储，访问子树节点的成员时，不需要额外的指针解引用操作，直接通过成员访问运算符.即可，访问速度较快。

缺点

• 灵活性差：难以动态地调整树的结构，如添加或删除节点。如果要改变子树，往往需要重新创建包含新子树的节点对象。
• 内存浪费：即使某个子树为空，也会为其分配固定大小的内存空间，造成内存的浪费。尤其是在树结构较为稀疏的情况下，这种浪费会更加明显。

使用指针表示左右子树

优点

• 灵活性高：能够方便地动态创建、删除节点，调整树的结构。可以在运行时根据需要灵活地改变节点之间的父子关系，适应不同的应用场景。
• 内存利用高效：只有在实际需要时才为子树节点分配内存，避免了不必要的内存浪费。对于大规模的树结构，这种方式可以显著节省内存。

缺点

• 内存管理复杂：需要手动进行内存的分配（使用new）和释放（使用delete），如果处理不当，容易出现内存泄漏、悬空指针等问题，增加了程序的出错风险。
• 访问开销：访问子树节点的成员时，需要先进行指针解引用操作（使用->），这会带来一定的性能开销，尤其是在频繁访问节点的情况下。

下面是分别使用值类型和指针表示左右子树的简单示例代码，帮助你进一步理解：

#include <iostream>

// 使用对象（值类型）表示左右子树
struct TreeNodeValueType {
    int val;
    TreeNodeValueType left;
    TreeNodeValueType right;
    TreeNodeValueType(int x) : val(x), left(0), right(0) {}
};

// 使用指针表示左右子树
struct TreeNodePointerType {
    int val;
    TreeNodePointerType* left;
    TreeNodePointerType* right;
    TreeNodePointerType(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

int main() {
    // 使用值类型创建节点会有诸多不便，这里仅示意
    // TreeNodeValueType node1(1);

    // 使用指针创建节点
    TreeNodePointerType* node2 = new TreeNodePointerType(2);
    node2->left = new TreeNodePointerType(3);
    node2->right = new TreeNodePointerType(4);

    // 释放内存
    delete node2->left;
    delete node2->right;
    delete node2;

    return 0;
}

在实际应用中，使用指针表示左右子树更为常见，因为它能更好地满足树结构动态变化的需求，尽管需要更谨慎地处理内存管理。