void (int &a, int &b) {
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

void BuildHeap(int arr[], int start, int end) {
    int parent = start, lchild = parent * 2 + 1;
    int maxchild = lchild;                    
    while (lchild <= end) {                   // 注意！检查的是lchild而非maxchild
        maxchild = lchild;
        if (lchild + 1 <= end && arr[lchild + 1] > arr[lchild]) {
            maxchild = lchild + 1;            // 需要先判断是否有rchild，即其下标是否越界
        }
        if (arr[parent] >= arr[maxchild]) {   // 更常发生的分支
            break;
        } else {
            swap(arr[parent], arr[maxchild]); // 将maxchild元素置于parent位置
            parent = maxchild;                // 触发下一层child的大顶调整
            lchild = 2 * maxchild + 1;
        }
    }
}

void HeapSort(int arr[], int n) {           // 注意第二个参数为数组len - 1
    for (int i = (n - 1)/2; i >= 0; --i)    // 取到最后一个元素的parent，循环至root
        BuildHeap(arr, i, n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {           // 循环n次，即取n次未排序数组的最大值
        swap(arr[0], arr[n - i]);           // 后置大顶堆堆顶元素
        BuildHeap(arr, 0, n - i - 1);       // 重新构建大顶堆
    }
}