求一个字符串的哈弗曼编码长度。 Input 输入一串字符串。 Output 输出该字符串的哈弗曼编码长度。写出完整的c语言代码

哈弗曼编码（Huffman Coding），也称为最优二叉树编码，是一种无损数据压缩算法。为了计算字符串的哈弗曼编码长度，我们首先需要构建一个哈弗曼树，然后根据这个树对每个字符分配唯一的二进制码。对于给定的字符串，我们需要按照字符频率从高到低排序，并逐步合并两个频率最低的节点形成新的节点，直到只剩下一个根节点。

这里是一个简单的 C 语言示例，用于求解输入字符串的哈弗曼编码长度：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 结构体表示节点，包含字符和频率
typedef struct Node {
    char ch;
    int freq;
    struct Node *left, *right;
} Node;

// 合并两个频率较低的节点
Node* merge(Node* a, Node* b) {
    if (a == NULL || b == NULL)
        return a ? a : b;
    if (a->freq > b->freq) {
        a->right = merge(a->right, b);
        return a;
    } else {
        b->left = merge(a, b->left);
        return b;
    }
}

// 创建哈弗曼树
Node* buildHuffmanTree(char* str, int n) {
    // 统计字符频率
    int freqs[256] = {0};
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        freqs[str[i]]++;

    // 创建节点数组
    Node** nodes = malloc(sizeof(Node*) * 256);
    for (int i = 0; i < 256; ++i)
        if (freqs[i])
            nodes[i] = (Node*)malloc(sizeof(Node));

    // 构建最小堆
    for (int i = 0; i < 256; ++i)
        if (nodes[i])
            nodes[i]->freq = freqs[i], nodes[i]->left = nodes[i]->right = NULL,
            heapPush(&minHeap, nodes + i);

    while (minHeap.size > 1) {
        // 取出频率最低的两个节点
        Node* left = heapPop(&minHeap);
        Node* right = heapPop(&minHeap);
        // 合并它们
        Node* root = merge(left, right);
        // 将新节点放回堆中
        heapPush(&minHeap, root);
    }

    return minHeap.top;
}

// 计算编码长度
int huffmanCodeLength(Node* root, char* code) {
    if (root == NULL)
        return 0;

    code[root->ch] = 0;
    return 1 + huffmanCodeLength(root->left, code) + huffmanCodeLength(root->right, code);
}

// 更新代码表，递归获取每个字符的哈夫曼码
void huffmanEncode(Node* root, char* code, int index) {
    if (root == NULL)
        return;

    code[root->ch] = (index++) << 1;
    huffmanEncode(root->left, code, index);
    huffmanEncode(root->right, code, index);
}

// 输出哈弗曼编码长度
void computeHuffmanCodingLength(char* str) {
    int n = strlen(str);
    Node* root = buildHuffmanTree(str, n);
    int codingLength = huffmanCodeLength(root, "");
    printf("输入字符串 '%s' 的哈弗曼编码长度为 %d\n", str, codingLength);
    free(root);  // 释放内存
}

int main() {
    char str[] = "hello world!";
    computeHuffmanCodingLength(str);
    return 0;
}

运行此程序后，它将输出给定字符串 "hello world!" 的哈弗曼编码长度。注意，在实际应用中，可能还需要处理字符映射和编码过程，上面的示例仅展示了计算编码长度的部分。如果你想要得到完整的编码结果，你需要添加更多代码来生成和存储编码。