文章目录
- 双指针
- 动态规划
- 单调栈
双指针
每一列雨水的高度,取决于该列 min(左侧最高的柱子高度,右侧最高的柱子高度) - 当前柱子高度
class Solution {
public:
int trap(vector<int>& height) {
int n = height.size();
int ans = 0;
for(int i = 1; i < n - 1; i++){
int l = 0;
for(int j = i - 1; j >= 0; j--){
if(height[j] > l) l = height[j];
}
int r = 0;
for(int j = i + 1; j < n; j++){
if(height[j] > r) r = height[j];
}
if(min(l, r) > height[i]) ans += (min(l, r) - height[i]);
}
return ans;
}
};
动态规划
我们可以看到只要记录左边柱子的最高高度 和 右边柱子的最高高度,就可以计算当前位置的雨水面积,这就是通过列来计算。
当前列雨水面积:min(左边柱子的最高高度,记录右边柱子的最高高度) - 当前柱子高度
我们把数组遍历两遍,通过动态规划,就可以得到当前第 i 列,左侧最高的柱子lmax[i]和右侧最高的柱子rmax[i]
lmax[i] = max(height[i-1], lmax[i-1])
rmax[i] = max(height[i+1], rmax[i+1])
int trap(vector<int>& height) {
int n = height.size();
vector<int> lmax(n, 0);
vector<int> rmax(n, 0);
for(int i = 1; i < n; i++){
lmax[i] = max(lmax[i-1], height[i-1]);
}
for(int i = n - 2; i >= 0; i--){
rmax[i] = max(rmax[i+1], height[i+1]);
}
int ans = 0;
for(int i = 1; i < n - 1; i++){
// 第0列和最后一列不接雨水
if(min(lmax[i], rmax[i]) > height[i]) ans += (min(lmax[i], rmax[i]) - height[i]);
}
return ans;
}
单调栈
单调栈是按照行方向来计算雨水,栈中按照栈底到栈顶,高度降序的方式存放对应的下标,一旦遍历到的元素height[i]大于栈顶元素了,说明就有凹槽,可以用来接雨水了。
- 当前元素height[i] < 栈顶元素height[st.top()],当前元素入栈
- 当前元素height[i] == 栈顶元素height[st.top()],栈顶元素出栈后,当前元素入栈,更新下标。因为栈内元素作为容器的左壁,接雨水时按照最靠右的元素作为容器左壁,所以需要更新值相同的下标
- 当前元素height[i] > 栈顶元素height[st.top()],有凹槽,可以用来接雨水
接雨水时,以当前元素height[i]为右侧,当前栈顶元素height[mid]为底,出栈后的栈顶元素为左侧height[st.top()],形成的凹槽接雨水。若当前元素height[i]一直大于栈顶元素,则一直以当前元素height[i]为右侧形成的凹槽接雨水
例如当前元素height[i]为5时,当前元素是一直大于栈顶元素的,需要不断计算以不同的栈顶元素为底的容器接的雨水,直到栈顶元素不小于当前元素height[i]为止。图中蓝色的方框就是以不同的容器底部,相同的容器右侧接的雨水,
class Solution {
public:
int trap(vector<int>& height) {
int n = height.size();
stack<int> st;
int ans = 0;
st.push(0);
for(int i = 1; i < n; i++){
if(height[i] < height[st.top()]){
st.push(i);
}else if(height[i] == height[st.top()]){
st.pop(); // 其实可以不加,直接压栈也可以,计算面积时取出的也是后加入的下标
st.push(i);
}else{
// while循环把栈内小于当前元素的都处理完
while(!st.empty() && height[i] > height[st.top()]){
// // 以mid为底,st.top()和i为两侧的容器接雨水
int mid = st.top();
st.pop();
if(!st.empty()){
// 栈不空,容器才有左侧,才能接雨水
int w = i - st.top() - 1;
int h = min(height[i], height[st.top()]) - height[mid];
ans += h * w;
}
}
st.push(i);
}
}
return ans;
}
};
精简代码,合并处理情况1、2、3
class Solution {
public:
int trap(vector<int>& height) {
int n = height.size();
stack<int> st;
int ans = 0;
st.push(0);
for(int i = 1; i < n; i++){
while(!st.empty() && height[i] > height[st.top()]){
int mid = st.top();
st.pop();
if(!st.empty()){
int w = i - st.top() - 1;
int h = min(height[i], height[st.top()]) - height[mid];
ans += h * w;
}
}
st.push(i); // 情况1、2就不进入while循环,直接执行push
}
return ans;
}
};