/* file name: heap.c */
/* 利用堆積樹(heap tree)處理會員進出資料--載入、儲存、插入、刪除、輸出 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100  /* 設定上限 */

void insert_f(void);  /* 插入函數 */
void delete_f(void);  /* 刪除函數 */
void display_f(void); /* 輸出函數 */
void create(int);     /* 建立資料於堆積樹 */
void removes(int);    /* 從堆積樹中刪除資料 */
void show(char);      /* 印出資料於螢幕 */
void adjust_u(int [], int);      /* 從下而上調整資料 */
void adjust_d(int [], int, int); /* 從上而下調整資料 */
void exchange(int *, int *);     /* 交換資料 */
int search(int);                 /* 搜尋資料 */
void flushBuffer(void);

int heap_tree[MAX];   /* 堆積樹陣列 */
int last_index = 0;   /* 最後一筆資料的INDEX */

int main(void)
{
    char option;

    do {
        printf("\n ******************\n");
        printf("     <1> login\n");
        printf("     <2> logout\n");
        printf("     <3> show\n");
        printf("     <4> quit\n");
        printf(" ******************\n");
        printf(" Enter your choice: ");
        option = getchar();
        flushBuffer();
        printf("\n");
        switch(option) {
            case '1':
                insert_f();
                break;
            case '2':
                delete_f();
                break;
            case '3':
                display_f();
                break;
            case '4':
                exit(0);
            default :
                puts("選項錯誤!");
        }
    } while(option != '4');

    return 0;
}

void insert_f(void)
{
    int id_temp;
    if (last_index >= MAX) { /* 資料數超過上限，顯示錯誤訊息 */
        printf("\n Login members are more than %d!!\n", MAX);
        printf(" Please wait for a minute!!\n");
    }
    else {
        printf("\n Enter login ID number: ");
        scanf("%d", &id_temp);
        flushBuffer();
        create(id_temp);  /* 建立堆積 */
        printf(" Login successfully!!\n");
    }
}

void delete_f(void)
{
    int id_temp, del_index;
    if (last_index < 1) { /* 無資料存在，顯示錯誤訊息 */
        printf("\n No member to logout!!\n");
        printf(" Please check again!!\n");
    }
    else {
        printf("\n Enter logout ID number: ");
        scanf("%d", &id_temp);
        flushBuffer();
        del_index = search(id_temp);  /* 尋找欲刪除資料 */
        if (del_index == 0)  /* 沒找到資料，顯示錯誤訊息 */
            printf(" %d not found!!\n", id_temp);
        else {
            removes(del_index);  /* 刪除資料，並調整堆積樹 */
            printf(" %d is logout!!\n", id_temp);
        }
    }
}

void display_f(void)
{
    char option;
    if (last_index < 1)  /* 無資料存在，顯示錯誤訊息 */
        printf("\n 堆積中無資料!\n");
    else {
        printf("\n ****************\n");
        printf("    <1> increase\n");  /* 選擇第一項為由小到大排列 */
        printf("    <2> decrease\n");  /* 選擇第二項為由大到小排列 */
        printf(" ******************\n");
        do {
            printf(" 請選擇: ");
            option = getchar();
            flushBuffer();
            printf("\n");
        } while(option != '1' && option != '2');
        show(option);
    }
}

void create(int id_temp)  /* ID_TEMP為新增資料 */
{
    heap_tree[++last_index] = id_temp;  /* 將資料新增於最後 */
    adjust_u(heap_tree, last_index);    /* 調整新增資料 */
}

void removes(int index_temp)  /* INDEX_TEMP為欲刪除資料之INDEX */
{    /* 以最後一筆資料代替刪除資料 */
    heap_tree[index_temp] = heap_tree[last_index];
    heap_tree[last_index--] = 0;
    if (last_index > 1) { /* 當資料筆數大於1筆，則做調整 */
        /* 當替代資料大於其PARENT NODE，則往上調整 */
        if(heap_tree[index_temp] > heap_tree[index_temp / 2] && index_temp > 1)
            adjust_u(heap_tree, index_temp);
        else /* 替代資料小於其CHILDEN NODE，則往下調整 */
            adjust_d(heap_tree, index_temp, last_index-1);
    }
}

void show(char op)
{
    int heap_temp[MAX+1];
    int c_index;
    /* 將堆積樹資料複製到另一個陣列作排序工作 */
    for (c_index = 1; c_index <= last_index; c_index++)
        heap_temp[c_index] = heap_tree[c_index];
    /* 將陣列調整為由小到大排列 */
    for (c_index = last_index-1; c_index > 0; c_index--) {
        exchange(&heap_temp[1], &heap_temp[c_index+1]);
        adjust_d(heap_temp, 1, c_index);
    }
    printf("\n       ID number\n");
    printf(" =====================\n");
    /* 選擇第一種方式輸出，以遞增方式輸出--使用堆疊
       選擇第二種方式輸出，以遞減方式輸出--使用佇列 */
    switch(op) {
        case '1':
            for(c_index = 1; c_index <= last_index; c_index++)
                printf("%14d\n", heap_temp[c_index]);
            break;
        case '2':
            for(c_index = last_index; c_index > 0; c_index--)
                printf("%14d\n", heap_temp[c_index]);
            break;
    }
    printf(" =====================\n");
    printf(" Total member: %d\n", last_index);
}

void adjust_u(int temp[], int index)  /* INDEX為目前資料在陣列之INDEX */
{
    while (index > 1) { /* 將資料往上調整至根為止 */
        if(temp[index] <= temp[index/2]) /* 資料調整完畢就跳出，否則交換資料 */
            break;
        else
            exchange(&temp[index], &temp[index/2]);
        index /= 2;
    }
}

/* INDEX1為目前資料在陣列之INDEX，INDEX2為最後一筆資料在陣列之INDEX */
void adjust_d(int temp[], int index1, int index2)
{    /* ID_TEMP記錄目前資料，INDEX_TEMP則是目前資料之CHILDEN NODE的INDEX */
    int id_temp, index_temp;
    id_temp = temp[index1];
    index_temp = index1 * 2;
    /* 當比較資料之INDEX不大於最後一筆資料之INDEX，則繼續比較 */
    while (index_temp <= index2) {
        if ((index_temp < index2) && (temp[index_temp] <
                                    temp[index_temp+1]))
            index_temp++;  /* INDEX_TEMP記錄目前資料之CHILDEN NODE中較大者 */
        if (id_temp >= temp[index_temp])  /* 比較完畢則跳出，否則交換資料 */
            break;
        else {
            temp[index_temp/2] = temp[index_temp];
            index_temp *= 2;
        }
    }
    temp[index_temp/2] = id_temp;
}

/* 交換傳來之 ID1 及 ID2 儲存之資料 */
void exchange(int *id1, int *id2)
{
    int id_temp;
    id_temp = *id1;
    *id1 = *id2;
    *id2 = id_temp;
}

int search(int id_temp)  /* 尋找陣列中ID_TEMP所在 */
{
    int c_index;
    for (c_index = 1; c_index <= MAX; c_index++)
        if (id_temp == heap_tree[c_index])
            return c_index;  /* 找到則回傳資料在陣列中之INDEX */
    return 0;  /* 沒找到則回傳0 */
}

/* 清空緩衝區 */
void flushBuffer()
{
    while (getchar() != '\n')
        continue;
}