leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)

leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第1张图片leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第2张图片暴力解法是对于每个长方形,从它的下标开始,分别向左向右寻找第一个高度小于这个长方形的长方形,然后计算面积,求最大值。很明显,这样的时间复杂度是O(n^2)。
leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第3张图片leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第4张图片leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第5张图片然而可以利用单调栈实现O(n)的复杂度,单调栈,顾名思义就是栈里的元素是单调上升或者下降的。在这道题里,栈里存的是下标,从栈底到栈顶,以该下标的元素是非递减的。
我参考的是这篇博客:84. 柱状图中最大的矩形/C++。里面说得比较详细了。
这里有几个注意的点:
①在元素最后增加元素0,目的是为了确保所有非零元素都能够出栈,因为计算面积大小的操作是在出栈的时候进行的。
②因为要维护单调栈,所以在遍历每个元素时,用个while循环判断当前遍历的元素是否大于等于栈顶元素,若不是,就要将栈顶元素弹出,计算面积。若是,直接入栈。
③出栈时,计算面积的方法也有两种情况,若栈已空,则面积计算公式为heights[top]*(i-0),这时说明刚才弹出的top下标是该序列高度中最小高度的值,所以宽度应该是从0到i-1(即长度为i),即对应上图的第二种情况。
若栈不为空:heights[top]*(i-s.top()-1),这时i和s.top()分别代表以该高度开始向右和向左第一个小于该高度的下标。
代码:

class Solution {
public:
    int largestRectangleArea(vector<int>& heights) {
        heights.push_back(0);
        stack<int>s;
        int ans=0;
        for(int i=0;i<heights.size();i++){
            while(!s.empty()&&heights[i]<heights[s.top()]){
                int idx=s.top();
                s.pop();
                ans=max(ans,heights[idx]*(s.empty()?i-0:i-s.top()-1));
            }
            s.push(i);
        }
        return ans;
    }
};

LeetCode 85. 最大矩形也跟84题类似,同样要利用单调栈,我是参考的经典面试题–寻找01矩阵中最大的1矩形(POJ 3494)。
leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第6张图片leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第7张图片leetcode84 柱状图中最大的矩形(单调栈)(LeetCode 85. 最大矩形)_第8张图片代码:

class Solution {
public:

    int f[1000][1000];
    
    int maximalRectangle(vector<vector<char>>& matrix) {
        int row=matrix.size();
        if(row==0)
            return 0;
        int col=matrix[0].size();
        int ans=0;
        for(int i=row;i>=1;i--)
            for(int j=col;j>=1;j--)
                if(matrix[i-1][j-1]=='1')
                    f[i][j]=f[i+1][j]+1;
        for(int i=1;i<=row;i++){
            stack<int>s;
            for(int j=1;j<=col+1;j++){
                while(!s.empty()&&f[i][j]<f[i][s.top()]){
                    int top=s.top();
                    s.pop();
                    ans=max(ans,f[i][top]*(s.empty()?j-1:j-s.top()-1));
                }
                s.push(j);
            }
        }
        return ans;
        
    }
};

参考博客:https://blog.csdn.net/Zolewit/article/details/88863970
https://blog.csdn.net/hopeztm/article/details/7870387

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