本文属于「征服LeetCode」系列文章之一,这一系列正式开始于2021/08/12。由于LeetCode上部分题目有锁,本系列将至少持续到刷完所有无锁题之日为止;由于LeetCode还在不断地创建新题,本系列的终止日期可能是永远。在这一系列刷题文章中,我不仅会讲解多种解题思路及其优化,还会用多种编程语言实现题解,涉及到通用解法时更将归纳总结出相应的算法模板。
为了方便在PC上运行调试、分享代码文件,我还建立了相关的仓库:https://github.com/memcpy0/LeetCode-Conquest。在这一仓库中,你不仅可以看到LeetCode原题链接、题解代码、题解文章链接、同类题目归纳、通用解法总结等,还可以看到原题出现频率和相关企业等重要信息。如果有其他优选题解,还可以一同分享给他人。
由于本系列文章的内容随时可能发生更新变动,欢迎关注和收藏征服LeetCode系列文章目录一文以作备忘。
矩形蛋糕的高度为 h
且宽度为 w
,给你两个整数数组 horizontalCuts
和 verticalCuts
,其中:
horizontalCuts[i]
是从矩形蛋糕顶部到第i
个水平切口的距离verticalCuts[j]
是从矩形蛋糕的左侧到第j
个竖直切口的距离
请你按数组 horizontalCuts
和 verticalCuts
中提供的水平和竖直位置切割后,请你找出 面积最大 的那份蛋糕,并返回其 面积 。由于答案可能是一个很大的数字,因此需要将结果 对 109 + 7
取余 后返回。
示例 1:
输入:h = 5, w = 4, horizontalCuts = [1,2,4], verticalCuts = [1,3]
输出:4
解释:上图所示的矩阵蛋糕中,红色线表示水平和竖直方向上的切口。切割蛋糕后,绿色的那份蛋糕面积最大。
示例 2:
输入:h = 5, w = 4, horizontalCuts = [3,1], verticalCuts = [1]
输出:6
解释:上图所示的矩阵蛋糕中,红色线表示水平和竖直方向上的切口。切割蛋糕后,绿色和黄色的两份蛋糕面积最大。
示例 3:
输入:h = 5, w = 4, horizontalCuts = [3], verticalCuts = [3]
输出:9
提示:
2 <= h, w <= 10^9
1 <= horizontalCuts.length <= min(h - 1, 10^5)
1 <= verticalCuts.length <= min(w - 1, 10^5)
1 <= horizontalCuts[i] < h
1 <= verticalCuts[i] < w
- 题目数据保证
horizontalCuts
中的所有元素各不相同 - 题目数据保证
verticalCuts
中的所有元素各不相同
解法 贪心+排序
为了算出两个相邻切口的距离,把 horizontalCuts \textit{horizontalCuts} horizontalCuts 和 verticalCuts \textit{verticalCuts} verticalCuts 从小到大排序。
排序后,任意蛋糕都可以由两个相邻的水平切口和两个相邻的竖直切口决定(边界也算切口)。例如示例 1,水平切口 2 , 4 2,4 2,4 和竖直切口 1 , 3 1,3 1,3 就决定了面积最大的那份蛋糕。
所以蛋糕的面积可以表示为
(
horizontalCuts
[
i
]
−
horizontalCuts
[
i
−
1
]
)
⋅
(
verticalCuts
[
j
]
−
verticalCuts
[
j
−
1
]
)
(\textit{horizontalCuts}[i] - \textit{horizontalCuts}[i-1])\cdot (\textit{verticalCuts}[j] - \textit{verticalCuts}[j-1])
(horizontalCuts[i]−horizontalCuts[i−1])⋅(verticalCuts[j]−verticalCuts[j−1])
由于相乘的两项是互相独立的,只需要分别算出
horizontalCuts
[
i
]
−
horizontalCuts
[
i
−
1
]
\textit{horizontalCuts}[i] - \textit{horizontalCuts}[i-1]
horizontalCuts[i]−horizontalCuts[i−1] 的最大值和
verticalCuts
[
j
]
−
verticalCuts
[
j
−
1
]
\textit{verticalCuts}[j] - \textit{verticalCuts}[j-1]
verticalCuts[j]−verticalCuts[j−1] 的最大值,就得到了蛋糕面积的最大值。
也可以这样理解,先横着切,那么间隔最大的那两刀,就决定了最大的那条蛋糕,它包含着最终面积最大的那份蛋糕。接下来只需要知道竖着切时,两刀的最大间隔是多少,就知道了蛋糕的最大面积。
class Solution {
int get_max_size(int size, vector<int> &cuts) {
sort(cuts.begin(), cuts.end());
int res = max(cuts[0], size - cuts.back());
for (int i = 1; i < cuts.size(); i++) {
res = max(res, cuts[i] - cuts[i - 1]);
}
return res;
}
public:
int maxArea(int h, int w, vector<int> &horizontalCuts, vector<int> &verticalCuts) {
int max_h = get_max_size(h, horizontalCuts);
int max_w = get_max_size(w, verticalCuts);
return (long long) max_h * max_w % 1'000'000'007;
}
};
复杂度分析:
- 时间复杂度: O ( n log n + m log m ) \mathcal{O}(n\log n + m\log m) O(nlogn+mlogm) ,其中 n n n 为 horizontalCuts \textit{horizontalCuts} horizontalCuts 的长度, m m m 为 verticalCuts \textit{verticalCuts} verticalCuts 的长度。瓶颈在排序上。
- 空间复杂度: O ( n ) \mathcal{O}(n) O(n) 或 O ( 1 ) \mathcal{O}(1) O(1) 。