寻找01矩阵中最大的子矩阵 Maximal Rectangle

题目:Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the largest rectangle containing all ones and return its area.即寻找01矩阵中最大的纯1矩阵。

思路:

DFS/BFS的图算法难以判断所找到的聚类是否是矩形的。DP算法似乎需要很复杂的状态量。因此这两种方法我都没走到底。

足够能够变通转化问题的话,会发现,这道题和另一道题《直方图中的最大矩形》有关系。区别尽在于,直方图是有底座的。于是就能用那道题的思路来求解这道题。对于m行的矩阵,就相当于在m个直方图中找各自的最大矩形,然后求得最终的最大矩形。

代码:

class Solution {
	public:
		int max(int a, int b)
		{
			if(a > b)
				return a;
			else
				return b;
		}
		//引用自另一道题:Largest Rectangle in Histogram
		int largestRectangleArea(int height[], int len) { 
			stack<int> s;
			int maxs = 0;
			int k;
			for(int i=0; i<len; i++)
			{
				if(s.empty() || height[s.top()] < height[i])
					s.push(i);
				else
				{
					while(!s.empty() && height[s.top()] >= height[i])
					{
						k = s.top();
						s.pop();
						if(s.empty())
							maxs = max(maxs, i*height[k]);
						else
							maxs = max(maxs, (i-s.top()-1)*height[k]);
					}
					s.push(i);
				}
			}
			while(!s.empty())
			{
				k = s.top();
				s.pop();
				if(s.empty())
					maxs = max(maxs, len*height[k]);
				else
					maxs = max(maxs, (len-s.top()-1)*height[k]);
			}
			return maxs;
		}

		int maximalRectangle(vector<vector<char> > &matrix) {
			//输入检查
			int row = matrix.size();
			if(row == 0)
				return 0;
			int col = matrix[0].size();
			
			//申请动态二维数组
			int **H = new int*[row];
			for(int i=0;i<row;i++)
				H[i] = new int[col];
			//利用中间结果H[][]来存储以每一行为底座的直方图。
			for(int j=0;j<col;j++)
				H[0][j] = matrix[0][j] - '0';
			for(int i=1; i< row; i++)
			{
				for(int j=0; j<col; j++)
				{
					if(matrix[i][j] - '0' == 0)
						H[i][j] = 0;
					else
						H[i][j] = H[i-1][j] + 1;	
				}
			}
			
			int maxsize = 0;
			for(int i=0;i<row;i++)
			{
				maxsize = max(maxsize, largestRectangleArea(H[i], col));
			}

			//释放动态二维数组
			for(int i=0;i<row;i++)
				delete []H[i];
			delete []H;
			return maxsize;
		}
};




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