import java.util.Arrays;

//小頂堆的程式碼實現

public class Heap {
	// 向下調整，頂端的大值往下調，主要用於刪除和建堆,i表示要調整的節點索引，n表示堆的最有一個元素索引
	// 刪除時候，i是0，建堆時候i從最後一個節點的父節點依次往前調整
	public static void fixDown(int[] data, int i, int n) {
		int num = data[i];
		int son = i * 2 + 1;
		while (son <= n) {
			if (son + 1 <= n && data[son + 1] < data[son])
				son++;
			if (num < data[son])
				break;
			data[i] = data[son];
			i = son;
			son = i * 2 + 1;
		}
		data[i] = num;
	}

	// 向上調整，小值往上走,用於增加,往上調整不需要制定最上面的索引，肯定是0
	public static void fixUp(int[] data, int n) {
		int num = data[n];
		int father = (n - 1) / 2;
		// data[father] > num是進入迴圈的基本條件,father減到0就不會減少了
		// 當n等於0時，father=0；進入死迴圈，所以當n==0時，需要跳出迴圈
		while (data[father] > num && n != 0) {
			data[n] = data[father];
			n = father;
			father = (n - 1) / 2;
		}
		data[n] = num;
	}

	// 刪除,n表示堆的最後一個元素的索引
	public static void delete(int[] data, int n) {
		data[0] = data[n];
		data[n] = -1;
		fixDown(data, 0, n - 1);
	}

	// 增加,i表示要增加的數字，n表示增加位置的索引，是堆的最後一個元素
	public static void insert(int[] data, int num, int n) {
		data[n] = num;
		fixUp(data, n);
	}

	// 建堆,n表示要建堆的最後一個元素的索引
	public static void creat(int[] data, int n) {
		for (int i = (n - 1) / 2; i >= 0; i--)
			fixDown(data, i, n);
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] data = { 15, 13, 1, 5, 20, 12, 8, 9, 11 };
		// 測試建堆
		creat(data, data.length - 1);
		System.out.println(Arrays.toString(data));
		// 測試刪除
		delete(data, data.length - 1);
		delete(data, data.length - 2);
		System.out.println(Arrays.toString(data));
		// 測試插入
		insert(data, 3, data.length - 2);
		System.out.println(Arrays.toString(data));

	}

}