接雨水问题(python实现单调栈问题)

题目描述

给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图,计算按此排列的柱子,下雨之后能接多少雨水。

https://assets.leetcode-cn.com/aliyun-lc-upload/uploads/2018/10/22/rainwatertrap.png

上面是由数组 [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 表示的高度图,在这种情况下,可以接 6 个单位的雨水(蓝色部分表示雨水)。

 

示例:

 

输入: [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1]

输出: 6

 

来源:力扣(LeetCode)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/trapping-rain-water

 

算法思路:

利用单调递减栈来追踪记录可能储水的最长条形块,这样就可以只经过一次遍历完成计算。具体就是:遍历数组时维护一个栈,如果当前的柱子高度小于或等于栈顶的柱子高度,则直接将这个柱子索引值压入栈,意思是当前柱子被前一个柱子所界定;如果当前柱子长度高于栈顶,那么可以确定这是一个洼坑的右边界,而此时栈顶元素所代表的柱子高度可以理解为地板的高度,栈的倒数第二个元素所代表的柱子就是这个坑洼的左边界,比较左右边界最小的那个,与地板相减得到坑洼高度,再用他们的序列号求出坑洼的宽度,所有坑洼面积相加即可得到答案。

class Solution:
    def trap(self, height: List[int]) -> int:
        if height == []:
            return 0

        stack = []
        ans = 0
        for i in range(len(height)):
            while len(stack) and height[i] >= height[stack[-1]]:
                floor = stack.pop()
                if len(stack) == 0:
                    break
                distance = i - stack[-1] - 1
                tem_height = min(height[i],height[stack[-1]]) - height[floor]
                ans += distance * tem_height

            stack.append(i)
        return ans

 

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