二叉树实验：遍历、哈夫曼编码与操作

"本次实验是关于数据结构中的二叉树，目标是掌握二叉树的创建和遍历算法，以及哈夫曼树的构建和在信息编码解码中的应用。实验涉及的操作包括输出叶子节点、计算叶子节点数量、交换节点的左右子树、构建二叉树、比较两棵二叉树的相等性、确定节点层次、复制二叉树以及判断是否为完全二叉树。提供了`BinaryNode`类作为二叉树节点的定义，以及`Node`和`LinkedQueue`类用于辅助实现某些操作。" 二叉树是数据结构中一种重要的非线性结构，由节点和边构成，每个节点最多有两个子节点，通常称为左子节点和右子节点。在本次实验中，学生需要实现以下功能： 1. **输出叶子节点**：二叉树中没有子节点的节点称为叶子节点。遍历二叉树，找出所有没有左子树和右子树的节点并输出其数据。 2. **计算叶子节点个数**：遍历整个二叉树，每遇到一个叶子节点计数器加一，最后返回计数器的值。 3. **交换节点的左右子树**：对于每个节点，交换其左子节点和右子节点的位置，这涉及到节点指针的重新分配。 4. **已知先根和中根遍历序列构造二叉树**：先根遍历顺序是根-左-右，中根遍历顺序是左-根-右。根据这两个序列可以恢复二叉树的结构。 5. **判断两棵二叉树是否相等**：如果两棵树的结构相同且对应节点的数据也相同，则两棵树相等。 6. **求节点所在的层次**：通过广度优先搜索（BFS）确定节点距离根节点的距离，即其所在层次。 7. **复制一棵二叉树**：创建新的二叉树，其中每个节点都对应原二叉树中的一个节点，并复制所有链接。 8. **判断是否为完全二叉树**：完全二叉树是每一层（除了可能的最后一层）都被填满，且最后一层的所有节点都尽可能地靠左的二叉树。 为了实现这些操作，提供的`BinaryNode`类定义了一个泛型节点，包含数据、左子节点和右子节点的引用。同时，`Node`类用于链表操作，例如队列实现，而`LinkedQueue`类则用于辅助执行一些需要线性顺序操作的任务，如广度优先搜索。 哈夫曼树是一种特殊的二叉树，用于数据压缩。通过构建最小带权路径长度（WPL）的树，可以实现高效的编码和解码。在实验中，需要理解如何构造哈夫曼树，并用它来实现信息的编码和解码过程。 这个实验旨在让学生通过实际操作加深对二叉树基本操作的理解，以及哈夫曼树在信息处理中的作用。通过完成这些任务，学生将能熟练掌握二叉树的特性、遍历方法以及它们在实际问题中的应用。