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☆打卡算法☆LeetCode 85、最大矩形 算法解析

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恬静的小魔龙
发布2022-08-07 10:18:06
5490
发布2022-08-07 10:18:06
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文章被收录于专栏:Unity3DUnity3D
大家好,我是小魔龙,Unity3D软件工程师,VR、AR,虚拟仿真方向,不定时更新软件开发技巧,生活感悟,觉得有用记得一键三连哦。

一、题目

1、算法题目

“给定包含0和1的二维矩阵,找出只包含1的最大矩阵,返回其面积。”

题目链接:

来源:力扣(LeetCode)

链接:85. 最大矩形 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)

2、题目描述

给定一个仅包含 0 和 1 、大小为 rows x cols 的二维二进制矩阵,找出只包含 1 的最大矩形,并返回其面积。

image.png
image.png
代码语言:javascript
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示例 1:
输入:matrix = [["1","0","1","0","0"],["1","0","1","1","1"],["1","1","1","1","1"],["1","0","0","1","0"]]
输出:6
解释:最大矩形如上图所示。
代码语言:javascript
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示例 2:
输入: matrix = []
输出: 0

二、解题

1、思路分析

这道题跟84题【柱状图中最大的矩形】很类似,不过84题是一维的,这个是二维的。

首先,说一下暴力解法:列举所有可能出现的矩形,枚举矩形所有的左上角和右下角坐标,并检查该矩形是否是面积最大的,但是这样做时间复杂度过高,会超时。我发现在学算法之前我写出来的算法都是暴利解法。。。

OK,言归正传,这道题还是可以用单调栈来解决,单调栈的特性就是如果当前元素比栈顶元素小,就加入栈,不然就将栈中的元素弹出,知道当前元素小于栈顶元素就加入。

那么就可以使用单调栈的做法,找到最高的柱子,并找到它左右的最大高度,拼接成最大的矩形,得到面积就是想要的结果。

2、代码实现

代码参考:

代码语言:javascript
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class Solution {
    public int maximalRectangle(char[][] matrix) {
        int m = matrix.length;
        if (m == 0) {
            return 0;
        }
        int n = matrix[0].length;
        int[][] left = new int[m][n];

        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (matrix[i][j] == '1') {
                    left[i][j] = (j == 0 ? 0 : left[i][j - 1]) + 1;
                }
            }
        }

        int ret = 0;
        for (int j = 0; j < n; j++) { // 对于每一列,使用基于柱状图的方法
            int[] up = new int[m];
            int[] down = new int[m];

            Deque<Integer> stack = new LinkedList<Integer>();
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                while (!stack.isEmpty() &amp;&amp; left[stack.peek()][j] >= left[i][j]) {
                    stack.pop();
                }
                up[i] = stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek();
                stack.push(i);
            }
            stack.clear();
            for (int i = m - 1; i >= 0; i--) {
                while (!stack.isEmpty() &amp;&amp; left[stack.peek()][j] >= left[i][j]) {
                    stack.pop();
                }
                down[i] = stack.isEmpty() ? m : stack.peek();
                stack.push(i);
            }

            for (int i = 0; i < m; i++) {
                int height = down[i] - up[i] - 1;
                int area = height * left[i][j];
                ret = Math.max(ret, area);
            }
        }
        return ret;
    }
}
image.png
image.png

3、时间复杂度

时间复杂度 : O(mn)

其中m和n是矩阵的行数和列数。

空间复杂度: O(mn)

其中m和n是矩阵的行数和列数。

三、总结

代码与84题代码基本类似。

思路就是:

  • 枚举矩形的下边界,枚举下边界的每一列的高度
  • 找到最高的柱子向左右寻找最大的矩形
  • 得到矩形求出面积
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原始发表:2022-01-28,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 一、题目
    • 1、算法题目
      • 2、题目描述
      • 二、解题
        • 1、思路分析
          • 2、代码实现
            • 3、时间复杂度
            • 三、总结
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