二叉树节点为何用指针而非直接存节点？创建函数为何返回指针？

先贴出你提到的代码：

struct Node {
    int data;
    Node* Left;
    Node* Right;
};

Node* CreateNode(int data) {
    Node* newNode = new Node();
    newNode->data = data;
    newNode->Left = newNode->Right = nullptr;
    return newNode;
}

一、为什么结构体Node内部用Node*而不是直接用Node对象？ #

• 根本原因：避免无限递归定义
  如果把Left和Right定义成Node对象，每个Node结构体里会包含另外两个完整的Node对象，而这两个Node又各自包含两个Node……这样结构体的内存大小会无限嵌套，编译器根本无法计算它的占用空间，直接编译报错。
• 内存效率与结构灵活性
  指针仅占4或8字节（取决于系统位数），而一个完整Node对象的内存占用远大于此。用指针既能通过nullptr明确表示“无此子节点”，又能在需要时动态指向新创建的节点，灵活构建树的分支；要是用对象，既没法表示空节点，还会平白浪费大量内存。
• 避免不必要的拷贝开销
  用对象的话，赋值或传递节点时会触发整个对象的拷贝，性能损耗大；而传递指针只是传一个地址，开销可以忽略。

二、为什么CreateNode函数返回Node*指针类型？ #

• 对应堆内存的分配逻辑
  代码用new Node()在堆上创建节点，堆上的对象不会自动释放，必须通过指针持有它的地址。如果返回Node对象，就会返回堆上对象的拷贝，原堆节点会变成无主对象，直接造成内存泄漏。
• 适配树的结构设计
  二叉树的节点之间靠指针关联，返回指针可以直接把新节点挂到父节点的Left或Right上，比如parent->Left = CreateNode(5)，一步完成创建与挂载；要是返回对象，还要额外处理指针转换，完全多此一举。
• 支持错误状态判断
  若内存不足导致new分配失败，会返回nullptr，函数返回指针的话，调用者可以通过检查返回值是否为nullptr判断节点创建是否成功；要是返回对象，根本没法表示这种失败情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lord Touch Me