二叉树创建与遍历：先序、中序、后序及交换左右孩子

二叉树是一种重要的数据结构，在计算机科学中广泛应用，特别是在算法设计和数据存储方面。本文主要介绍了如何通过二叉链表实现二叉树的创建，并详细探讨了三种基本的遍历方法：先序遍历、中序遍历和后序遍历。 首先，实验的目的包括： 1. 构建二叉树：利用二叉链表作为底层数据结构，通过递归调用 `stree_creat` 函数，输入一个字符数组（例如学生的姓名字符串）来创建二叉树。每个节点包含左右孩子指针和字符数据，如 `structstudent` 结构体定义所示。 2. 遍历操作：三种遍历方法的核心在于递归调用，分别为： - 先序遍历：先访问根节点，然后遍历左子树，最后遍历右子树。这个过程可以用递归函数实现，每次调用时会按照 `(1)访问根结点；(2)遍历左子树；(3)遍历右子树` 的顺序进行。 - 中序遍历：先遍历左子树，然后访问根节点，最后遍历右子树。这有助于排序性质的展示，如二叉搜索树中的元素排序。 - 后序遍历：先遍历左子树，再遍历右子树，最后访问根节点。对于计算表达式树，后序遍历可以得到逆波兰表示法（RPN）。 3. 交换左右孩子：非递归地交换二叉树中所有节点的左右孩子，这需要遍历整个树，同时维护临时存储或栈来辅助操作。这个过程需要对指针操作有深入理解，以确保节点的正确交换。 4. 层次遍历：这是一种特殊的遍历方式，它使用队列数据结构，遵循先进先出（FIFO）原则。当遍历到一个节点时，先将其左孩子入队，然后右孩子，最后访问当前节点。这样可以确保在访问过程中遵循特定的层次顺序。 实验的程序代码展示了这些操作的具体实现，包括二叉树的创建函数 `stree_creat` 和遍历函数 `print`。通过这些函数，可以动态地构造和操作二叉树，展示其结构特性和遍历策略。 这篇文档详细介绍了如何使用二叉链表构建二叉树，以及如何运用递归和队列技术实现先序、中序、后序遍历和交换左右孩子操作。这些知识不仅有助于理解数据结构的原理，而且在实际编程中具有很高的实用价值。通过这个实验，学生能够增强对指针的理解，熟悉二叉树的结构和遍历策略，提升编程能力。