二叉树操作实验：创建、遍历与算法实现

"实验报告，涉及二叉树操作，包括创建、遍历、左右子树交换、层次遍历以及计算二叉树高度和宽度的算法，适用于计算机科学与技术专业，数据结构与算法课程，使用二叉链表作为存储结构。" 在计算机科学中，二叉树是一种重要的数据结构，具有很多实际应用。本实验的目标是深入理解二叉树的逻辑特性及其性质，并熟练掌握二叉树的各种操作。实验内容主要包括以下部分： 1. **二叉树的创建**：通过前序序列输入创建二叉树。前序遍历的顺序是根节点 -> 左子节点 -> 右子节点。在CreateTree()函数中，可以按照这个顺序逐个输入节点，构建出相应的二叉树结构。 2. **二叉树的遍历**：包括前序遍历、中序遍历和后序遍历。前序遍历使用递归实现，其顺序为根节点 -> 左子节点 -> 右子节点；中序遍历（非递归）利用栈来实现，顺序为左子节点 -> 根节点 -> 右子节点；后序遍历（递归）顺序为左子节点 -> 右子节点 -> 根节点。 3. **交换二叉树中所有节点的左右子树**：这是一个改变二叉树结构的操作，用于理解和练习对二叉树节点的操作。通过修改节点的指针指向，可以实现左右子树的交换。 4. **层次遍历二叉树**：层次遍历又称广度优先搜索（BFS），使用队列数据结构进行。从根节点开始，逐层访问所有节点。 5. **计算二叉树的高度和宽度**：二叉树的高度表示从根节点到最远叶子节点的最长路径上的边数，宽度则是树的某一层最多节点的数量。对于高度，可以通过递归或迭代的方法，每次检查左右子树的高度并取较大者。对于宽度，可以使用层次遍历的方式，记录每一层的节点数量，找到最大的那个值。 实验过程中，学生需要理解递归算法的工作原理，特别是在遍历和创建二叉树的过程中。同时，注意处理字符类型的输入数据，以及利用栈结构实现非递归的中序遍历。此外，实验还包括对学生的实验态度、编程过程的评估，确保学生能够全面掌握相关知识。 实验报告是评估学生理解程度的重要依据，包括实验过程、程序运行情况、问题回答以及教师的批改意见。通过这样的实践，学生能够加深对二叉树数据结构的理解，提高解决问题的能力。