关于后端:84-柱状图中最大的矩形-单调栈经典运用题

7次阅读

共计 2114 个字符，预计需要花费 6 分钟才能阅读完成。

这是 LeetCode 上的 84. 柱状图中最大的矩形 ，难度为中等。

Tag :「枯燥栈」

给定 n 个非负整数，用来示意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，可能勾画进去的矩形的最大面积。

示例 1:

输出：heights = [2,1,5,6,2,3]

输入：10

解释：最大的矩形为图中红色区域，面积为 10

示例 2：

输出：heights = [2,4]

输入：4

提醒：

$1 <= heights.length <=10^5$
$0 <= heights[i] <= 10^4$

为了不便，咱们令 heights 为 hs。

最终矩形的高度必然取自某个 $hs[i]$，因而咱们能够枚举最终矩形的高度来做。

问题转换为当应用某个 $hs[i]$ 作为矩形高度时，该矩形所能获得的最大宽度为多少。

假如咱们可能预处理出 l 和 r 数组，其中 $l[i]$ 代表地位 $i$ 右边最近一个比其小的地位（初始值为 $-1$），$r[i]$ 代表地位 $i$ 左边最近一个比其小的地位（初始值为 $n$），那么 $r[i] – l[i] – 1$ 则是以 $hs[i]$ 作为矩形高度时所能获得的最大宽度。

预处理 l 和 r 则是经典的「求最近一个比以后值大的地位」枯燥栈问题。

Java 代码：

class Solution {public int largestRectangleArea(int[] hs) {
        int n = hs.length;
        int[] l = new int[n], r = new int[n];
        Arrays.fill(l, -1); Arrays.fill(r, n);
        Deque<Integer> d = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {while (!d.isEmpty() && hs[d.peekLast()] > hs[i]) r[d.pollLast()] = i;
            d.addLast(i);
        }
        d.clear();
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {while (!d.isEmpty() && hs[d.peekLast()] > hs[i]) l[d.pollLast()] = i;
            d.addLast(i);
        }
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {int t = hs[i], a = l[i], b = r[i];
            ans = Math.max(ans, (b - a - 1) * t);
        }
        return ans;
    }
}

TypeScript 代码：

function largestRectangleArea(hs: number[]): number {
    const n = hs.length
    const l = new Array<number>(n).fill(-1), r = new Array<number>(n).fill(n)
    const stk = new Array<number>(n).fill(-1)
    let he = 0, ta = 0
    for (let i = 0; i < n; i++) {while (he < ta && hs[stk[ta - 1]] > hs[i]) r[stk[--ta]] = i
        stk[ta++] = i
    }
    he = ta = 0
    for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {while (he < ta && hs[stk[ta - 1]] > hs[i]) l[stk[--ta]] = i
        stk[ta++] = i
    }
    let ans = 0
    for (let i = 0; i < n; i++) {const t = hs[i], a = l[i], b = r[i]
        ans = Math.max(ans, (b - a - 1) * t)
    }
    return ans
};

Python 代码：

class Solution:
    def largestRectangleArea(self, hs: List[int]) -> int:
        n, he, ta = len(hs), 0, 0
        stk = [0] * n
        l, r = [-1] * n, [n] * n
        for i in range(n):
            while he < ta and hs[stk[ta - 1]] > hs[i]:
                ta -= 1
                r[stk[ta]] = i
            stk[ta] = i
            ta += 1
        he = ta = 0
        for i in range(n - 1, -1, -1):
            while he < ta and hs[stk[ta - 1]] > hs[i]:
                ta -= 1
                l[stk[ta]] = i
            stk[ta] = i
            ta += 1
        ans = 0
        for i in range(n):
            ans = max(ans, (r[i] - l[i] - 1) * hs[i])
        return ans