131. 直方图中最大的矩形 - AcWing题库
所需知识:单调栈
思路:要求最大矩形,所以需要使矩形的高与长的乘积最大即可,依次从左到右将每一列当作中心列,向两边扩散,直到两边的高都小于该列的高,即为以该列为中心的最大矩形面积(中心不一定在整块矩形的正中间)
例:
该图中从3到5这块矩形的中心可以为3或者4或者5;
依次遍历每一列即可得出所有直方图中的最大矩形。
若在遍历列的时候再去判断它前面或后面的列的高度是否小于它,则需要o(n2),显然数据范围过大,只能过一部分数据,我们考虑将每列的前方与后方的第一个小于它高度的列预处理出来(利用单调栈);
单调栈:整个栈内的数据严格单调,该题为单调递减栈(即入栈元素必须小于栈顶元素,不然就将栈顶元素pop掉,然后继续判断,直到栈内没有比他大的元素了,此时栈顶则为该区间最小值);
可以利用c++的stack,或者自己用数组模拟一个栈(据说自己用数组模拟跑出来更快)
C++代码:(利用stack)
#include<iostream>
#include<stack>
#include <vector>
#include<algorithm>
const int N=1e5+10;
typedef long long ll;
using namespace std;
int n;
ll h[N],l[N],r[N];
int main(){
while(cin>>n,n){
for(int i=1;i<=n;i++){
cin>>h[i];
}
stack<int>st;
h[0]=h[n+1]=-1;//将数组边界变成-1,不可能有高度比-1小,就可以不用特判边界了
st.push(0);
for(int i=1;i<=n;i++){
while(h[st.top()]>=h[i])st.pop();//维护栈的单调性
l[i]=st.top();//此时栈顶元素即为第一个小于h[i]的下标
st.push(i);//将每个元素都入一次栈
}
//将左边的算出来后清空栈,计算右边的
while(!st.empty()){
st.pop();
}
//与左边同理,模拟一遍
st.push(n+1);
for(int i=n;i>0;i--){
while(h[st.top()]>=h[i])st.pop();
r[i]=st.top();
st.push(i);
}
ll res=0;
for(int i=1;i<=n;i++){
res=max(res,(r[i]-l[i]-1)*h[i]);
}
cout<<res<<endl;
}
return 0;
}
C++代码:(用数组模拟stack)
//基本思路与上面一样,只不过栈变成数组了
#include<iostream>
#include <vector>
#include<algorithm>
const int N=1e5+10;
typedef long long ll;
using namespace std;
int n;
ll h[N],l[N],r[N];
int st[N];
int main(){
while(cin>>n,n){
for(int i=1;i<=n;i++){
cin>>h[i];
}
h[0]=h[n+1]=-1;
int tt=0;
st[++tt]=0;
for(int i=1;i<=n;i++){
while(h[st[tt]]>=h[i]) tt--;//tt--模拟数组中pop
l[i]=st[tt];
st[++tt]=i;//将i加入栈中
}
tt=0;
st[++tt]=n+1;
for(int i=n;i>0;i--){
while(h[st[tt]]>=h[i]) tt--;
r[i]=st[tt];
st[++tt]=i;
}
ll res=0;
for(int i=1;i<=n;i++){
res=max(res,(r[i]-l[i]-1)*h[i]);
}
cout<<res<<endl;
}
return 0;
}
tips:最后注意开long long;还有h[st[tt]]>=h[i] 中的 '=' 因为要求比h [i] 小的元素,所以相等也满足;将h[0]=h[n+1]=-1;可以不用特判边界