LintCode 510: Maximal Rectangle
LintCode 510: Maximal Rectangle
题目描述
给你一个二维矩阵,权值为False和True,找到一个最大的矩形,使得里面的值全部为True,输出它的面积
Wed Nov 24 2016
思路
本题的思路比较多,可以用动态规划,也可以把本题看做是最长连续正数列的二维版本,还可以把本题看做多个求柱形图中得最大矩形问题。
如果用动态规划,记\(f(i, j, l)\)为以\((i, j)\)为左上角顶点,以\(l\)为列宽的矩形面积。指定\(i\),\(j\),通过变换\(l\),可以得到以\(i\),\(j\)为顶点的最大矩形面积。通过遍历\(i\),\(j\),可求出最终答案。此方法的时间复杂度为\(O(mn^2)\)。
对于连续最长正数列,只需从头到尾遍历一遍即可,用一个变量记录当前最大的长度,当遇到0时重置长度计数。应用到二维情况则是遍历左上角顶点和右下角顶点,时间复杂度是\(O(m^2n^2)\)。
对于在柱状图中求最大矩形,可以构造一个递增栈,使得求解的时间复杂度为\(O(n)\),应用到二维情况就是\(O(mn)\)。
在一维的问题中,给的数据是一个数列,第i个数表示第i个位置的柱形的高度。从数列的第一个数开始,依次将它们入栈,直到当前准备入栈的高度小于栈顶元素的高度为止。这样就维护了一个递增的序列。
此时就可以计算一次矩形的面积了。矩形的高度就是当前栈顶元素位置柱状图的高度,矩形的宽度就是从当前准备入栈却又没有入栈的元素的位置到栈顶的距离。同时栈顶元素出栈。
若栈顶出栈后当前准备入栈的元素高度还是小于当前栈顶元素的高度,则继续出栈,计算方法跟上面的一样,之所以可以直接用当前准备入栈又还没入栈的元素与栈顶元素的距离来表示矩形的宽度,是因为当前栈顶的元素是从栈顶到准备入栈元素之间所有柱状图中高度最矮的(比它高的都出栈了)。
如此循环,直到当前元素的高度比栈顶元素的高度高了,再正常入栈。
此方法中每个元素只有一次机会入栈,所以时间复杂度是\(O(n)\)。
应用到二维的问题中,其实就是把矩阵看作是多个柱状图的叠加。对于每一行,把那一行作为柱状图的横坐标,那一行以上1的个数就是该位置柱形的高度,那一行以下的部分忽略不计。在计算高度的时候,若某位置的元素是1,则该位置的高度等于上一行相同位置的高度加1,否则就直接是0。这样计算高度的算法的时间复杂度也是\(O(mn)\),总体的时间复杂度不变。
代码
// 从矩形中计算各个柱状图的高度
void getBarHeights(vector<vector<bool> > &matrix, vector<vector<int> > &heights)
{
int n = matrix.size();
int m = matrix[0].size();
vector<int> tmp;
for (vector<bool>::iterator iter = matrix[0].begin(); iter != matrix[0].end(); ++iter)
tmp.push_back(*iter);
heights.push_back(tmp);
for (int i = 1; i < n; ++i)
{
for (int j = 0; j < m; ++j)
{
if (matrix[i][j] == 0)
tmp[j] = 0;
else
tmp[j]++;
}
heights.push_back(tmp);
}
}
// 柱状图求最大矩形算法
int maxBarRec(vector<int>& height)
{
int max = 0;
int n = height.size();
stack<int> s;
for (int i = 0; i <= n; ++i)
{
int h = i == n ? 0 : height[i];
if (s.empty() || h > height[s.top()]) s.push(i);
else
{
while (!s.empty() && h <= height[s.top()])
{
int crr = s.top(); s.pop();
int area = height[crr] * (s.empty() ? i : i - s.top() - 1);
if (area > max) max = area;
}
--i;
}
}
return max;
}
// 主函数
int maximalRectangle(vector<vector<bool> > &matrix)
{
int m = matrix.size();
if (m <= 0) return 0;
int n = matrix[0].size();
int max = 0;
vector<vector<int> > heights;
getBarHeights(matrix, heights);
for (int i = m - 1; i >= 0; --i)
{
int tmax = maxBarRec(heights[i]);
if (tmax > max) max = tmax;
}
return max;
}
LintCode 510: Maximal Rectangle的更多相关文章
- [LintCode] Maximal Rectangle 最大矩形
Given a 2D boolean matrix filled with False and True, find the largest rectangle containing all True ...
- 85. Maximal Rectangle
85. Maximal Rectangle Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the largest rectangle c ...
- 求解最大矩形面积 — leetcode 85. Maximal Rectangle
之前切了道求解最大正方形的题,题解猛戳 这里.这道题 Maximal Rectangle 题意与之类似,但是解法完全不一样. 先来看这道题 Largest Rectangle in Histogram ...
- 【leetcode】Maximal Rectangle
Maximal Rectangle Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the largest rectangle conta ...
- 47. Largest Rectangle in Histogram && Maximal Rectangle
Largest Rectangle in Histogram Given n non-negative integers representing the histogram's bar height ...
- leetcode Maximal Rectangle 单调栈
作者:jostree 转载请注明出处 http://www.cnblogs.com/jostree/p/4052721.html 题目链接:leetcode Maximal Rectangle 单调栈 ...
- leetcode面试准备: Maximal Rectangle
leetcode面试准备: Maximal Rectangle 1 题目 Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the larg ...
- LeetCode之“动态规划”:Maximal Square && Largest Rectangle in Histogram && Maximal Rectangle
1. Maximal Square 题目链接 题目要求: Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the largest squa ...
- 最大的矩形面积 Maximal Rectangle
2018-09-15 10:23:44 一.Largest Rectangle in Histogram 在求解最大的矩形面积之前,我们先讨论一条最大直方图面积的问题. 问题描述: 问题求解: 解法一 ...
随机推荐
- vs调试iisExpress经常卡死
最近调试一个项目时,电脑经常卡死,不得不强制重启,一直不知道iisExpress为何卡死的. 想了很多办法,强制删除bin里面的文件,结果不行: 企图删除iisExpress虚拟目录中的文件也不行: ...
- Linux基础语句总结
看的视频是bilibili的网址如下:https://www.bilibili.com/video/av18069261/?p=36 然后做了点总结,可能有错误也可能有遗漏,同时参考了他人的资料. 系 ...
- Node.js系列——(4)优势及场景
背景 之前几篇系列文章简单介绍了node.js的安装配置及基本操作: Node.js系列--(1)安装配置与基本使用 Node.js系列--(2)发起get/post请求 Node.js系列--(3) ...
- vue-cli3使用cdn方式引入moment.js
1. index.html引入: <script src="https://cdn.bootcss.com/moment.js/2.20.1/moment.min.js"&g ...
- 【bzoj4542】[Hnoi2016]大数 莫队算法
题目描述 给出一个数字串,多次询问一段区间有多少个子区间对应的数为P的倍数.其中P为质数. 输入 第一行一个整数:P.第二行一个串:S.第三行一个整数:M.接下来M行,每行两个整数 fr,to,表示对 ...
- 【Java】Java CSV操作代码
CSV是逗号分隔文件(Comma Separated Values)的首字母英文缩写,是一种用来存储数据的纯文本格式,通常用于电子表格或数据库软件.在 CSV文件中,数据“栏”以逗号分隔,可允许程序通 ...
- 【题解】NOIP2017时间复杂度
对大模拟抱有深深的恐惧……不过这次写好像还好?拿个栈维护一下循环的嵌套,然后重定义一下读入即可.记得去年在考场上面死活调不粗来,代码也奇丑无比……希望今年能好一点吧! #include <bit ...
- Tajo--一个分布式数据仓库系统(概述)
前言:一直对OS X比较仰慕,刚工作送给自己的第一件大礼就是mac pro,嘿嘿.最近在看一个叫tajo得分布式数据仓库,需要依赖protoc 2.4.1,2.5.0都不work,不知道为啥,我在装2 ...
- 代码收藏系列--mysql--创建数据库、数据表、函数、存储过程命令
创建mysql数据库 CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `database_name` DEFAULT CHARSET utf8 COLLATE utf8_general_c ...
- 代码收藏系列--php--加载sql文件并解析成数组
php加载sql文件,解析成以分号分割的数组.(支持存储过程和函数提取,自动过滤注释) /** * 加载sql文件为分号分割的数组 * <br />支持存储过程和函数提取,自动过滤注释 * ...