标签:
有两种方法,左右扫描或辅助栈。
1. 左右扫描法
考虑到最大面积的矩形高度一定跟某个条一样高,所以挨个枚举每个条,看其向左、向右最多能延伸到多远。在计算左右边界时,可以借助之前计算过的结果迭代(类似动归的感觉)优化以减少时间复杂度,这应该算是唯一的难点了。总的来说,向左一遍,向右一遍,整体求面积再一遍,一共需要3次遍历,时间复杂度是O(n)。
推荐采用左右扫描法,因为非常直观,特殊情况少,不容易出错。
代码:
1 int largestRectangleArea(vector<int> &height) { 2 if (height.empty()) return 0; 3 4 int n = height.size(); 5 int maxArea = 0; 6 int *left = new int[n]; // 向左能延伸多远 7 int *right = new int[n]; // 向右能延伸多远 8 9 // 向右延伸 10 right[n - 1] = 1; 11 for (int i = n - 2; i >= 0; i--) { 12 if (height[i] > height[i + 1]) 13 right[i] = 1; 14 else { 15 int j = i + 1; 16 while (j < n && height[j] >= height[i]) 17 j += right[j]; 18 right[i] = j - i; 19 } 20 } 21 22 // 向左延伸 23 left[0] = 1; 24 for (int i = 1; i < n; i++) { 25 if (height[i] < height[i - 1]) 26 left[i] = 1; 27 else { 28 int j = i - 1; 29 while (j >= 0 && height[j] >= height[i]) 30 j -= left[j]; 31 left[i] = i - j; 32 } 33 } 34 35 // 求面积 36 maxArea = height[0]; 37 for (int i = 0; i < n; i++) { 38 maxArea = max(height[i] * (left[i] + right[i] - 1), maxArea); 39 } 40 41 return maxArea; 42 }
2. 辅助栈法(网上很多人采用的方法)
分两个步骤进行:
第一步,算出以每个条为右边界(既是右边界,又是上边界)所能达到的最大矩形面积,依次压栈。这一步相当于是在延伸左边界,但是左边界的计算过程体现在第二步里了。
第二步,依次弹栈,将每个矩形条向右延伸至最远,以这个条的高度为高度的最大面积。这一步相当于在延伸右边界。
所以,本质上和左右扫描法是一样的。为了保证算法的正确性,需要考虑很多情况。
对于第一步,可以分两种情况:
如果当前条比之前的条要高,除了入栈什么都不用做,它的面积后面会算到,如下图所示:
如果当前条比之前的条矮,那就需要不断向左延伸直到找到最远边界。当然,这同样是个迭代过程。不过,这里有一点小优化:既然我们已经知道了当前条的高度比前一个条要矮,那么,以前一个条为高的矩形也就到它那为止了,不可能延伸到当前这个矮条上来(下图中左边的两个矩形条)。所以,我们可以立刻得到前一个条为高的最大矩形的面积(下图中带颜色的两个矩形)!既然我们算出了前一个条最大矩形的面积,那么也就没必要再留着它了。所以,可以放心把它删掉,或者说合并。
第二步其实相当简单,因为如果按照第一步的处理方法,到第二步的时候,栈里面所有的条肯定是按照高度依次递增的。就像这样:
所以,对于任何一个矩形条,我们可以确定,它的右边界一定是整个栈里所保留的条形图的最右边界,而它的左边界一定是它这个条自己的左边界,所以,面积立刻就可以算出来了。
第一步需要遍历一遍,第二步最坏情况下还要遍历一遍,所以一共两遍,时间复杂度是O(n)。
落实到代码中时,我们只需要在辅助栈保存矩形的右边界坐标即可,不需要保存高度,因为可以通过右边界坐标得到(height[i] ),也不需要保存左边界坐标,因为上一个矩形的右边界坐标+1就是当前矩形的左边界。
代码:
1 int largestRectangleArea(vector<int> &height) { 2 stack<int> st; 3 int n = height.size(); 4 int maxArea = 0; 5 int h, w; 6 7 // 第一步 8 for (int i = 0; i < n; i++) { 9 if (st.empty() || height[st.top()] < height[i]) 10 st.push(i); 11 else { 12 while (!st.empty() && height[i] <= height[st.top()]) { 13 h = height[st.top()]; 14 st.pop(); 15 w = st.empty() ? i : i - (st.top() + 1); 16 maxArea = max(maxArea, h * w); 17 } 18 st.push(i); 19 } 20 } 21 22 // 第二步 23 while (!st.empty()) { 24 h = height[st.top()]; 25 st.pop(); 26 w = st.empty() ? n : n - (st.top() + 1); 27 maxArea = max(maxArea, h * w); 28 } 29 30 return maxArea; 31 }
Leetcode#84 Largest Rectangle in Histogram
标签:
原文地址:http://www.cnblogs.com/boring09/p/4231906.html