typedef struct binode //定义二叉树
{
int data; //数据域
struct binode *lchild,*rchild; //左孩子、右孩子
}binode,*bitree;
① 主函数main()
② 先序遍历二叉树建立函数creat_bt()
③ 中序遍历二叉树函数inorder()
④ 左右子树交换函数 exchange()
【二叉树】是计算机科学中一种重要的数据结构,它由根节点开始,每个节点最多有两个子节点,分别称为左子节点和右子节点。在本实验中,我们需要实现一个功能,即【左右子树交换】,即遍历二叉树,并对每个节点执行其左右子树的交换操作。
我们定义了二叉树节点的结构体`binode`,包含三个部分:`data`用于存储节点的数据,`lchild`指向左子节点的指针,`rchild`指向右子节点的指针。结构体的别名`*bitree`是一个指向`binode`的指针,方便操作。
实验的步骤如下:
1. **先序遍历建立二叉树**:通过先序遍历的方式,从用户输入中构建二叉树。先序遍历的顺序是根节点 -> 左子树 -> 右子树。在`creat_bt()`函数中,递归读取数据,创建新的节点,并连接左右子节点。
2. **中序遍历**:中序遍历的顺序是左子树 -> 根节点 -> 右子树。`inorder()`函数用于中序遍历,它递归地遍历左子树,输出当前节点,然后遍历右子树。
3. **左右子树交换**:`exchange()`函数负责交换每个节点的左右子树。如果节点非空,则交换`lchild`和`rchild`的值,并递归处理左右子树,确保整棵树的所有节点都完成交换。
4. **主函数`main()`**:主函数中,先调用`creat_bt()`建立二叉树,然后打印交换前的中序遍历序列,接着调用`exchange()`交换子树,最后打印交换后的中序遍历序列。
测试数据展示了交换前后的中序遍历序列,通过对比可以验证交换操作是否正确。例如,对于输入`1 2 4 0 0 5 0 0 3 0 0`,交换前的中序遍历为`4 2 5 1 3`,交换后的中序遍历为`3 1 5 2 4`,这表明交换操作成功地改变了二叉树的结构。
在实际编程中,递归方法在处理二叉树问题时非常常见,因为它简洁且易于理解。在本实验中,无论是遍历还是交换子树,都采用了递归策略,这使得代码更为紧凑。通过调试和分析,我们可以检查每个函数是否按照预期工作,确保二叉树的构建和操作无误。
总结来说,这个实验旨在加深对二叉树的理解,特别是通过先序遍历构造二叉树、中序遍历输出序列以及如何交换二叉树节点的左右子树。这些基本操作对于理解和处理更复杂的二叉树问题至关重要。