#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cstdio>

using namespace std;
const int M = 10003;

//定義數據節點
class dNode{
public:
 string name;
 int age;
 double score;
 dNode():name("no name"), age(0), score(0.0){}
 dNode(string name, int age, double score):name(name), age(age), score(score){}
 bool operator < (const dNode & d){
  return score < d.score;
 }
 bool operator > (const dNode &d){
  return score > d.score;
 }
 bool operator = (const dNode &d){
  name = d.name;age=d.age;score=d.score;
 }
 bool operator == (const dNode &d){
  return name == d.name && age == d.age && score == d.score;
 }
 void swap(dNode & a, dNode & b){
  dNode tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
 }
 void show(){
  cout << "***************" << endl;
  cout << "name: " << name << endl;
  cout << "age: " << age << endl;
  cout << "score: " << score << endl;
 }
};
//定義堆
template<class T>
class Heap{
public:
 dNode h[M];
 void heapify(int cur);
 int n;
 //數組下標從0開始
 int L(int i){return (i << 1) + 1;}
 int R(int i){return (i << 1) + 2;}
 int P(int i){return (i - 1) >> 1;}
public:
 Heap():n(0){}
 Heap(T data[], int len){
  memcpy(h, data, sizeof(T) * len);
  n = len;
 }
 //對數組h建立成堆
 void build();
 //插入一個元素
 void insert(T data);
 //彈出堆頂元素
 void pop(){
  h[0] = h[--n];
  heapify(0);
 };
 //堆頂元素
 T top(){return h[0];}
 //打印數組中的全部元素
 void show(){
  for(int i = 0; i < n; i++){
   cout << "***************" << endl;
   cout << "cur: " << i << endl;
   cout << "name: " << h[i].name << endl;
   cout << "age: " << h[i].age << endl;
   cout << "score: " << h[i].score << endl;
  }
 }

};

template<class T>
void Heap<T>::build(){
 for(int i = (n / 2) - 1; i >= 0; i--){
  heapify(i);
 }
}
/**
* 插入的過程就是將data放到數組下標為n的
* 那里，也就是數組的最后一個的元素后面
*  
* 插入之后需要做的就是做保持堆性質的工作，這個非常簡單
* 因為所做的工作就是將新增的data放到一條【有序鏈】上的合適位置（放入data后依然有序）
* 這條有序鏈就是【data的上一個元素】到root之間的一條鏈，這條鏈絕對是有序的
* 你就完全將這條鏈當做是一個數組（只是上一個元素的下標不是減一）
* 假如需要放的位置是m， 那么就將m ―――― (n - 1)的元素全部向下移動，然后將鏈尾被
* 擠出來的data放到位置m那里就好了
*/

template<class T>
void Heap<T>::insert(T data){
 h[n++] = data;
 T tmp = data;  //將新增的節點保存
 int cur = n - 1; //當前節點，由于之前n++過了,所以減一
 //循環找到合適放tmp的位置，并不斷向后移動元素給待放的tmp騰出位置
 while(cur > 0 && h[P(cur)] < tmp){  //當tmp比cur的父親大的時候
  h[cur] = h[P(cur)];
  cur = P(cur);
 }
 //現在的cur位置就是合適放tmp的位置了
 h[cur] = tmp;
}
/**
* 調整cur這棵樹滿足堆（最大堆）
* 從cur的兩個孩子中找到最大值A和cur交換
* 然后從剛才最大值A中那個節點的位置遞歸調整（向下調整）
*/

template<class T>
void Heap<T>::heapify(int cur){
 T mmax = h[L(cur)] > h[R(cur)] ? h[L(cur)] : h[R(cur)];
 if(mmax < h[cur])
  return;
 //cout << "##########" << endl;
 //mmax.show();
 if(h[L(cur)] == mmax){
  h[0].swap(h[cur], h[L(cur)]);
  heapify(L(cur)); 
 }else{
  h[0].swap(h[cur], h[R(cur)]);
  heapify(R(cur));
 }
 //cout << "##########" << endl;

}

int main(){
 int num = 7;
 dNode d[M];
 for(int i = 0; i < num; i++){
  d[i] = dNode("Luo", rand() % 50, rand() % 11);
 }
 d[0].score = 10;
 d[1].score = 33;
 d[2].score = 22;
 d[3].score = 43;
 d[4].score = 7;
 d[5].score = 66;
 d[6].score = 1;

 Heap<dNode> *h = new Heap<dNode>(d, num);
 h->build();

 h->insert(d[1]);
 h->insert(d[3]);
 h->show();
 cout << "########### test top and pop ####" << endl;
 h->top().show();
 h->pop();
 h->top().show();

 return 0;
}