编写完整的C++语言程序完成下列实验任务： 采用二叉链表的方式进行存储 构造一个二叉树类 根据扩展二叉树的前序遍历序列建立二叉链表 复习本PPT中幻灯片P3-P11，实现以下算法： 1.统计树中结点个数 2.统计树中叶子结点个数 3.统计树的高度 4.二叉树左右子树的交换

首先，我们需要创建一个二叉链表节点结构体以及二叉树类。以下是简单的C++代码实现：

#include <iostream>

// 定义二叉链表节点
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode* left;
    TreeNode* right;
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

// 定义二叉树类
class BinaryTree {
public:
    BinaryTree() : root(nullptr) {}

    // 添加新节点
    void insert(int value) {
        if (!root) {
            root = new TreeNode(value);
        } else {
            addNode(root, value);
        }
    }

private:
    void addNode(TreeNode*& cur, int value) {
        if (value < cur->val) {
            if (cur->left) {
                addNode(cur->left, value);
            } else {
                cur->left = new TreeNode(value);
            }
        } else {
            if (cur->right) {
                addNode(cur->right, value);
            } else {
                cur->right = new TreeNode(value);
            }
        }
    }

    // 扩展二叉树的前序遍历
    std::string preOrderTraversal(TreeNode* node, std::stringstream& ss) const {
        if (node == nullptr) return "";
        ss << node->val << " ";
        ss << preOrderTraversal(node->left, ss);
        ss << preOrderTraversal(node->right, ss);
        return ss.str();
    }

    // 根据前序遍历序列构建二叉树
    static BinaryTree buildFromPreorder(const std::vector<int>& preorder) {
        BinaryTree tree;
        if (preorder.empty()) return tree;

        for (int i = 0; i < preorder.size(); ++i) {
            if (i > 0 && preorder[i] < preorder[0]) break;
            tree.insert(preorder[i]);
        }
        return tree;
    }

    // 实现其他算法
    int countNodes() const { return countNodesHelper(root); }
    int countLeaves() const { return countLeavesHelper(root); }
    int height() const { return heightHelper(root); }
    void swapSubtrees(TreeNode*& left, TreeNode*& right) {
        TreeNode* temp = left;
        left = right;
        right = temp;
    }

private:
    static int countNodesHelper(TreeNode* node) {
        if (node == nullptr) return 0;
        return 1 + countNodesHelper(node->left) + countNodesHelper(node->right);
    }

    static int countLeavesHelper(TreeNode* node) {
        if (node == nullptr) return 0;
        return (node->left == nullptr && node->right == nullptr) ? 1 : countLeavesHelper(node->left) + countLeavesHelper(node->right);
    }

    static int heightHelper(TreeNode* node) {
        if (node == nullptr) return 0;
        int leftHeight = heightHelper(node->left);
        int rightHeight = heightHelper(node->right);
        return std::max(leftHeight, rightHeight) + 1;
    }

    TreeNode* root;
};

在这个代码中，我们实现了二叉树的基本操作如插入、前序遍历以及一些辅助函数来计算节点总数、叶子节点数、树的高度，并提供了交换左右子树的功能。

现在你可以根据需要使用这个`BinaryTree`类来进行上述实验任务。例如，创建一个二叉树并执行算法：

int main() {
    std::vector<int> preorder = {5, 3, 7, 2, 4, 6, 8};
    BinaryTree tree = BinaryTree::buildFromPreorder(preorder);

    std::cout << "节点总数: " << tree.countNodes() << "\n";
    std::cout << "叶子节点数: " << tree.countLeaves() << "\n";
    std::cout << "树的高度: " << tree.height() << "\n";

    // 模拟交换子树
    TreeNode* left = &tree.root->left;
    TreeNode* right = &tree.root->right;
    tree.swapSubtrees(left, right);

    // 输出交换后的树的信息
    // ...

    return 0;
}