/**
 * 100w 个整数里取出最大的 500 个：
 * 可以转换为 n 个数里取出最大的 m 个，其中 m < n，采用堆排序实现，时间复杂度为 n + nlogm
 * 举例：12 20 9 18 7 14 几个数中取出最大的三个：
 * 做法：遍历所需计算的整数。创建一个节点数为3的最小堆，当堆装满后，再来的数与根节点对比，如果比根节点大，替换，然后再走到根节点相应的位置，图例如下:
 *         (0)        (1)       (2)       (3)       (4)        (5)      (6)        (7)        (8)
 *         12         12        12         12        9          18        12        7 丢弃      14
 *                   /         /  \       / \      /  \       /  \      /  \                  /   *                  20        20   9     9  20    12  20     12  20    18  20                18  20
 * 希望读者有更好方法的不吝赐教
 */
#include<stdio.h>
#define LENGTH(s) (sizeof(s) / sizeof(s[0]))  //取数组长度 define  不是定义数组，而是把一段代码取一个别名
/**
 * 交换两个整数
 */
void swap(int *a, int *b){
    *a = *a ^ *b;
    *b = *a ^ *b;
    *a = *a ^ *b;
}

/**
 * 将节点与其子节点对比，如果比子节点大，则与其交换，替换完了再保证被替换的同节点比右边的弟兄节点小，否则左右兄弟节点交换
 */
int shift_down(int *r, int i){
    if( i >= LENGTH(r) ) return i;
    int left, right, last_left;
    left = 2 * i +1;
    // 如果节点比左了节点大，交换，如注释中第(6)步
    if( r[i] > r[left] ){
        swap(&r[i], &r[left]);
        last_left = shift_down(r, left);
        // 如果右节点存在，左右对比，保证左节点比右节点小，如注释中第(3)步
        if( last_left <= sizeof(r) - 2 ){
            if(r[last_left] > r[last_left+1])
                swap(&r[last_left], &r[last_left+1]);
        }
        return 0;
    }else{
        return i;
    }
}
/**
 * 判断节点是否为右节点
 */
int is_right(int i){
    return (i > 0) && ( (i -1) % 2 == 1);
}
/**
 * 将节点与父节点对比，如果比爷节点大，则民其交换，替换完再保证左节点始终比右节点小
 */
int shift_up(int *r, int i){
    if( i <= 0 ) return i;
    int parent;
    parent = (i -1) / 2;
    if(r[parent] > r[i]){
        swap(&r[parent], &r[i]);
        shift_up(r, parent);
    }
    return 0;
}
int main(){
    int r_size = 3; // 取出结果数
    int arr[8] = {12, 20, 9, 18, 7, 14, 21, 28};  //待处理数组
    int r[r_size];
    int arr_size, i = 0, result_size = 0;
    arr_size = LENGTH(arr);
    for( i = 0; i < arr_size; i++ ){
        //判断结果堆是否满，未满直接加上，若满与第一个对比
        if( result_size >= r_size ){
            if( arr[i] > r[0] ){
                //替换根节点，如注释中第(5)步
                r[0] = arr[i];
                // 调整位置，将最小位置到根节点，如注释中第(6)步
                shift_down(r, 0);
            }
        }else{
            // 如果根节点还没填满，在节点末插入一个新节点
            r[result_size] = arr[i];
            // 如果是右节点，与左节点对比，如果比左节点小，左右交换
            if( is_right(result_size) && r[result_size] < r[result_size-1] )
                swap(&r[result_size], &r[result_size-1]);
            shift_up(r, result_size);
            result_size ++;
        }
    }
    for(i = 0; i < r_size; i++){
        printf("\n %d: %d", i, r[i]);
    }
    return 0;
}

100w 个整数里取出最大的 500 个, 可以转换为 n 个数里取出最大的 m 个