??不說(shuō)廢話了,直接貼題
題意
給你一個(gè)二維矩陣,權(quán)值為False和True,找到一個(gè)最大的矩形,使得里面的
值全部為T(mén)rue,輸出它的面積
樣例
給你一個(gè)矩陣如下
[
[1, 1, 0, 0, 1],
[0, 1, 0, 0, 1],
[0, 0, 1, 1, 1],
[0, 0, 1, 1, 1],
[0, 0, 0, 0, 1]
]
輸出6
1.建立模型
??這個(gè)題如果直接來(lái)解決的話,可能有很大的難度,所以,我們必須先建立模型。
??首先我們來(lái)看一個(gè)題,是LeetCode上:
題意
Given n non-negative integers representing the histogram's bar height where the width of each bar is 1, find
the area of largest rectangle in the histogram.

Above is a histogram where width of each bar is 1, given height = [2,1,5,6,2,3].

樣例
For example,
Given heights = [2,1,5,6,2,3],
return 10.
(1).暴力解法
??這個(gè)題暴力解法非常的簡(jiǎn)單,就是遍歷數(shù)組,向前和向后計(jì)算當(dāng)前柱狀圖能夠構(gòu)成的最大矩形。至于解法這里不詳述,我們的目的引出另一個(gè)方法。
(2).棧法
??解題思路:首先我們將第一個(gè)柱狀圖在數(shù)組里面的下標(biāo)(之后稱為下標(biāo))壓棧,之后的柱狀圖需要我們來(lái)判斷是否需要壓棧。如果新的柱狀圖高度大于棧頂柱狀圖的高度,那么就當(dāng)前這個(gè)柱狀圖的下標(biāo)壓棧;如果小于的話,那么我們可以計(jì)算當(dāng)前棧頂及其之前的柱狀圖面積,于是,我們將棧頂?shù)南聵?biāo)pop出來(lái),計(jì)算它的面積。
??pop之后,我們?cè)俅闻袛喈?dāng)前的棧頂?shù)母叨仁欠翊笥谛轮鶢顖D的高度,如果大于,則壓棧;反之,則計(jì)算面積,這里計(jì)算面積的時(shí)候需要注意的是:計(jì)算pop出來(lái)的柱狀圖的面積(從pop出來(lái)的柱狀圖到新的柱狀圖,不包含新的柱狀圖,因?yàn)樾碌闹鶢顖D的高度小于當(dāng)前pop出來(lái)的高度)高度等于它本身的高度,而寬度則是當(dāng)前的新的柱狀圖的下標(biāo)-pop出來(lái)的之后的棧頂?shù)南聵?biāo) - 1。
??為什么是這樣呢?因?yàn)閜op出來(lái)的之后的棧頂柱狀圖與pop出來(lái)的柱狀圖之間可能還有其他柱狀圖,只是在之前的操作被pop出去了,所以,這里需要這樣計(jì)算寬度。
??如果理解了思路,那么代碼就非常理解了
public int largestRectangleArea(int[] heights) {
if (heights == null || heights.length == 0) {
return 0;
}
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
//壓入第一個(gè)柱狀圖的下標(biāo)
stack.push(0);
int i = 1;
int max = heights[0];
//當(dāng)i < heights.length 或者棧不為空時(shí),這里之所以需要判斷棧不為空,是因?yàn)? //可能有些高度很小的柱狀圖,一直停留在棧中,沒(méi)有機(jī)會(huì)pop出來(lái)計(jì)算面積,所以最后需要一一的pop出來(lái)
//計(jì)算面積
while (i < heights.length || (i == heights.length && !stack.isEmpty())) {
//當(dāng)當(dāng)前的高度大于大于棧頂?shù)母叨然蛘邨榭諘r(shí),將當(dāng)前的下標(biāo)壓棧
if (i < heights.length && (stack.isEmpty() || heights[stack.peek()] <= heights[i])) {
stack.push(i);
i++;
} else { //計(jì)算面積
int top = heights[stack.pop()]; //得到棧頂?shù)母叨? //計(jì)算面積,當(dāng)當(dāng)前的棧為空時(shí),直接是top * i(i里面已經(jīng)包含了中間被pop出去的柱狀圖);不為空時(shí),
//則使用相對(duì)位置計(jì)算
int currMax = !stack.isEmpty() ? (i - stack.peek() - 1) * top : top * i;
//更新最大值
max = Math.max(max, currMax);
}
}
return max;
}
2.利用模型解決問(wèn)題
??現(xiàn)在回到我們要解決的問(wèn)題上去,我們利用類似于上面的方法來(lái)解決,將數(shù)組轉(zhuǎn)換:
0 0 1 1 0 -> 0 0 1 1 0
0 0 1 1 0 -> 0 0 2 2 0
1 1 0 0 0 -> 1 1 0 0 0
1 1 1 0 0 -> 2 2 1 0 0
??需要注意的是,轉(zhuǎn)換的規(guī)則是:每行的遍歷,如果當(dāng)前位置(假設(shè)nums[i][j])為true,那么dp[i]j = dp[i - 1][j - 1];反之,如果為false,則置為0。當(dāng)i = 0時(shí),另當(dāng)別論。
??數(shù)組轉(zhuǎn)換成功之后,我們只需要計(jì)算每一行的最大矩形面積,其中dp數(shù)組中0,1,2之類的表示的這個(gè)矩形的高度,當(dāng)每一行的最大矩形都計(jì)算出來(lái)之后,取得最大值自然是最終的答案
public int maximalRectangle(boolean[][] matrix) {
if (matrix == null || matrix[0].length == 0) {
return 0;
}
//轉(zhuǎn)換之后的數(shù)組
int dp[][] = new int[matrix.length][matrix[0].length];
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[0].length; j++) {
if (i == 0) {
//i = 0的情況
dp[i][j] = matrix[i][j] ? 1 : 0;
} else {
//不等于0
dp[i][j] = matrix[i][j] ? dp[i - 1][j] + 1 : 0;
}
}
}
int max = 0;
//遍歷每一行
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
//取得每一行的最大值
int temp = findRowMax(dp[i]);
//更新最大值
max = Math.max(max, temp);
}
return max;
}
private int findRowMax(int[] heights) {
if (heights.length == 0) {
return 0;
}
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(heights[0]);
int i = 1;
int max = heights[0];
while (i < heights.length || (i == heights.length && !stack.isEmpty())) {
if (i < heights.length && (stack.isEmpty() || heights[i] >= heights[stack.peek()])) {
stack.push(i);
i++;
} else {
int height = heights[stack.pop()];
int currMax = !stack.isEmpty() ? (i - stack.peek() - 1) * height : height * i;
max = Math.max(currMax, max);
}
}
return max;
}