给定 n 个非负整数,用来表示柱状图中各个柱子的高度。每个柱子彼此相邻,且宽度为 1 。
求在该柱状图中,能够勾勒出来的矩形的最大面积。
想法:感觉这个题考的是数学,是逻辑。
怎么找矩形呢?就是当前位置的最高点,向左和向右画矩形,找他比他矮的点left, right,就停止。
高度就是height[i]
宽度就是(right-left+1)-2,因为找到的那两个点是不能算进去的,所以要-2,理解这个-2,后面的优化算法也就好理解了。
一、暴力枚举
我在暴力枚举的时候,向左向右找的点,是>=自己高度的最后一个点,所以是right-left+1。
public int largestRectangleArea2(int[] heights) {
int n = heights.length;
int max = 0;
int last = -1;
for (int i = 0; i < n; i++) {
int h = heights[i];
// 剪枝操作,这一步让测试通过了
if (h == last) {
continue;
}
int left = -1;
int right = -1;
// to right
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (heights[j] < h) {
right = j - 1;
break;
}
}
if (right == -1) {
right = n - 1;
}
for (int j = i - 1; j >= 0; j--) {
if (heights[j] < h) {
left = j + 1;
break;
}
}
if (left == -1) {
left = 0;
}
max = Math.max((right - left + 1) * h, max);
last = h;
}
return max;
}
二、优化算法
难点就在于怎么找两边的那两个点。因为每个点都是不同高度的,我的思维就限在了,怎么去区分不同的高度上。实际上不用关心具体的高度,只用关心高度是上升还是下降的。记住拐点。
哨兵+栈
一头一尾插入哨兵
过程中怎么找矩形呢?
遍历开始
- 把“我” 和 栈顶元素比,一旦我比栈顶元素a矮,那栈顶元素的矩形面积就到头了(因为它不能再延伸了),则进入循环
- pop栈顶元素a
- 其面积由它向两边延伸的第一个矮点确定,两边第一个矮点分别是我和下一个栈顶元素
- 宽度 = ( 我 - 下一个栈顶元素b + 1 ) - 2
- 循环直到我>=栈顶元素可跳出循环
- push我
- 遍历结束
1、ArrayDeque存储
public int largestRectangleArea(int[] heights) {
int max = 0;
int n = heights.length + 2;
int[] newHeights = new int[n];
System.arraycopy(heights, 0, newHeights, 1, n - 2);
heights = newHeights;
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(0);
for (int i = 1; i < n; i++) {
int h = heights[i];
while (h < heights[stack.peek()]) { // 发现了拐点(确定了两个矮点),进入循环
int confirmIdx = stack.pop(); // 该位置最大矩形已确认
max = Math.max(max, heights[confirmIdx] * (i - stack.peek() - 1)); // 即两个矮点的距离-2
}
stack.push(i);
}
return max;
}
2、int[]手搓一个栈
public int largestRectangleArea(int[] heights) {
int max = 0;
int n = heights.length + 2;
int[] newHeights = new int[n];
System.arraycopy(heights, 0, newHeights, 1, n - 2);
heights = newHeights;
int[] stack = new int[heights.length];
int top = 0;
stack[0] = 0;
for (int i = 1; i < n; i++) {
int h = heights[i];
while (h < heights[stack[top]]) {
int confirmIdx = stack[top--];
max = Math.max(max, heights[confirmIdx] * (i - stack[top] - 1));
}
stack[++top] = i;
}
return max;
}
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