定时器系列2 -最小堆

满二叉树： 所有的层节点数都是该层所能容纳节点的最⼤数量(满足 2 n 2^n 2n; n > = 0 n > =0 n>=0) ;
完全二叉树: 若⼆叉树的深度为 h ，除了 h 层外，其他层的节点数都是该层所能容纳节点的最⼤数量（满⾜ ），且 h 层都集中在最左侧；
最小堆:

1. 是一颗完全二叉树；
2. 某一个节点的值总是小于等于它的子节点的值；
3. 堆中每个节点的子树都是最小堆；
   

为了满⾜完全⼆叉树定义，往⼆叉树最⾼层沿着最左侧添加⼀个节点；然后考虑是否能上升操作；如果此时添加值为 4 的节点， 4 节点是5节点的左⼦树； 4 ⽐ 5 ⼩， 4 和 5 需要交换位置；

删除操作需要先查找是否包含这个节点，最⼩堆的查找效率是 O ( n ) O(n) O(n)； 查找之后，交换最后一个节点，先考虑下降操作，如果操作失败则上升操作； 最后删除最后一个节点；
例如：假设删除 1 号节点，则需要下沉操作；假设删除 9 号节点，则需要上升操作；

//minheap.h


#pragma once

#include 
#include 

//minheap.cpp

#include 
#include 
#include 
#include "minheap.h"
#include  

static uint32_t current_time() {      //获取当前时间
    uint32_t t;
	struct timespec ti;
	clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ti);
	t = (uint32_t)ti.tv_sec * 1000;
	t += ti.tv_nsec / 1000000;
    return t;
}

int MinHeapTimer::AddTimer(uint32_t expire, TimerHandler cb) {    //添加定时器 和callback函数
    int64_t timeout = current_time() + expire;     
    TimerNode *node = new TimerNode; 
    int id  = Count();           //添加一个node id就+1
    node->id = id;
    node->expire = timeout;
    node->cb = cb;
    node->idx = (int)_heap.size();     //元素在heap的位置
    _heap.push_back(node);
    _shiftUp((int)(_heap.size() - 1));   //因为插入元素是放在最后一个位置上，所以要进行上升处理
    _map.insert(make_pair(id, node));    //同时map进行记录
    return id;
}

bool MinHeapTimer::DelTimer(int id) {      //删除一个定时器操作
    auto iter = _map.find(id);
    if(iter == _map.end())  return false;
    _delNode(iter->second);          //查找到之后删除node
    return true;
}

void MinHeapTimer::_delNode(TimerNode *node) {       //删除一个节点
    int last = (int)_heap.size() - 1;             // 删除节点的时候需要和堆中的最后一个节点进行交换
    int idx = node->idx;
    if(idx != last) {
        std::swap(_heap[idx], _heap[last]);
        _heap[idx]->idx = idx;
        if(!_shiftDown(idx))                //交换完 先进行下沉操作， 下沉失败 在上升处理
            _shiftUp(idx);
    }
    _heap.pop_back();
    _map.erase(node->id);
    delete node;
}

void MinHeapTimer::ExpireTimer() {
    if (_heap.empty()) return;
    uint32_t now = current_time();

    do{
        TimerNode* node = _heap.front();
        if( now < node->expire) break;
        for(int i =0; i < _heap.size(); i++) {        //遍历哪个节点是否到期
            std::cout << "touch.....idx: " << _heap[i]->idx 
                << " id: " << _heap[i]->id << " expire: "
                << _heap[i]->expire << std::endl;
        }
        if(node->cb) node->cb(node);
        _delNode(node);
    }while(!_heap.empty());
}

bool MinHeapTimer::_shiftDown(int pos) {     //下沉操作
    int last = (int)_heap.size() - 1;
    int idx = pos;
    for(;;) {
        int left = 2 * idx + 1;      //左儿子的pos
        if((left >= last) || (left < 0)) break;

        int min = left;
        int right = left + 1;        //右儿子
        if(right < last && !_lessThan(left, right)){    //查询左右两个儿子的最小值
            min = right;
        }
        if(!_lessThan(min, idx))     //如果idx就是最小的，则不需要交换
            break;

        std::swap(_heap[idx], _heap[min]);
        _heap[idx]->idx = idx;
        _heap[min]->idx = min;
        idx = min;
    }
    return idx > pos;
}
void MinHeapTimer::_shiftUp(int pos)     //上升操作 和下沉同理
{
    for (;;) {
        int parent = (pos - 1) / 2; // parent node
        if (parent == pos || !_lessThan(pos, parent)) {
            break;
        }
        std::swap(_heap[parent], _heap[pos]);
        _heap[parent]->idx = parent;
        _heap[pos]->idx = pos;
        pos = parent;
    }
}
void print_hello(TimerNode *te) {
    std::cout <<  "hello world time = " << te->idx << "t" << te->id << std::endl;
}

int main() {
    MinHeapTimer mht;
    mht.AddTimer(0, print_hello);
    mht.AddTimer(1000, print_hello);
    mht.AddTimer(7000, print_hello);
    mht.AddTimer(2000, print_hello);
    mht.AddTimer(9000, print_hello);
    mht.AddTimer(10000, print_hello);
    mht.AddTimer(6000, print_hello);
    mht.AddTimer(3000, print_hello);
    for (;;) {
        mht.ExpireTimer();
        usleep(10000);
    }
    return 0;
}