堆排序（优先队列）——合并果子

首先说一下堆的性质：分为大根堆和小根堆，根节点都是最值，小根堆的根节点是最小的，每个堆都比它的两个子堆要小，大根堆的根节点是最大的，每个堆都比它的两个子堆要大。

顺便说一下二叉树的性质，左子树小于根节点小于右子树，所以都要先序遍历。

合并果子，是指有n堆果子，每次合并两堆，每次花费的力气为两堆之和，求合并为一堆后，花费的最小力气。

显然，每次合并最小的两堆即可满足题意。

又显然，要用堆排序，这里用小根堆。

（PS:堆跟二叉树一样，都是一个一维数组，每个点的左子树（左堆）的编号等于它*2，右子树（右堆）的编号等于它*2+1）

堆和树的优势：不需要像队列一样一个个枚举 而是每次判断将剩余情况二分，能将O（N）变成O（logN）。（二分的思路有很多 堆和树还有快排）

显然二分的前提是队列要有某种规律，比如需要先排好序。

比如一个数列1,2,3,4,5,6,7,8,9,10；（a[1]~a[10]）

比如要查找8；

倘若枚举，显然要8次；

如果二分，一开始的范围显然是全部（1~10）。

取中间a[(1+10)/2]=a[5]=5<8;

那么范围变为6~10。（一次查找）

继续查找，在剩余范围二分。

a[(6+10)/2]=a[8]=8。找到目标（两次查找）

这就是二分的优点。

当然，倘若要寻找1，枚举会比二分快，但二分的优势是整体优化，也就是说，在刚刚的样例里，显然所有的数在4次以内都会被搜到，而枚举，最多需要10次。

下面上代码：

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
long long ans;
int a[110000],len,s;
int main(){
int i,j,k;
int n,u;
cin>>n;
for(i=1;i<=n;i++){
cin>>a[i];//每次读入一个堆，存在队尾，因为直接在最低层，可能会比之前的数小，不满足堆的性质，就开始排序(往上浮)
u=i;
while(a[u]<a[u/2] && u>1){//如果它比它的根堆还小 并且它不是根堆（若它是根堆即a[1]那么它的父堆为a[0]=0 所以需要特判）
k=a[u];
a[u]=a[u/2];
a[u/2]=k;
u/=2;//交换位置 u指新插入的数在数组中的位置
}
}
len=n;
while(len>1){
s=a[1];//每次取前两堆求和，先取出第一堆
a[1]=a[len];//将第一堆直接赋值成最后一堆
len--;//取出了一堆 所以长度-1
u=1;//将最后一堆变成了第一堆 很可能不满足堆的性质 此时堆的编号为1 可能需要往下沉
while((a[u*2]<a[u] && u*2<=len) || (a[u*2+1]<a[u] && u*2+1<=len)){//若它比它的子堆大 并且它的子堆未超出长度（之前删除的堆没有覆盖 只是将长度-1了所以数组后面的值仍然在那）
if(a[u*2]>a[u*2+1] && len>=u*2+1)u=u*2+1;//优先往小的那边沉
else u*=2;
k=a[u];
a[u]=a[u/2];
a[u/2]=k;//交换
}
s+=a[1];//之前已经取出过一堆了 现在重新使堆满足性质后 取出第二堆相加
a[1]=s;//将取出的两堆合起来放回去，显然此时可能不满足堆的性质了，需要往下沉
ans+=s;//将花费的力气加入ans
u=1;//此时可能需要下沉的堆的编号为1
while((a[u*2]<a[u] && u*2<=len) || (a[u*2+1]<a[u] && u*2+1<=len)){
if(a[u*2]>a[u*2+1] && len>=u*2+1)u=u*2+1;
else u*=2;
k=a[u];
a[u]=a[u/2];
a[u/2]=k;//交换
}
}
cout<<ans;//输出
return 0;
}