求最大子矩阵的大小

题目

给定一个整型矩阵map, 其中的值只有0 和 1 两种, 求其中全是1 的所有矩形区域中, 最大的矩形区域为1的数量。

例如:

1 0 1 1

1 1 1 1

1 1 1 0

其中,最大的矩形区域有6个1,所以返回6 。

分析

若矩阵大小为O(MN),则时间复杂度为O(MN)的解法为:

1.对矩阵的每一行进行切割,统计以当前行为底的情况下,每个位置往上1的数量。(若当前位置为1,则统计从当前位置开始向上连续1的数量;若当前位置为0,则数量计为0)

例如map=1 0 1 1

1 1 1 1

1 1 1 0

第1行height={1,0,1,1}

第2行height={2,1,2,2}

第3行height={3,2,3,0}

2.计算每一行为底的情况下,最大的矩形是什么。

以height={3,2,3,0}为例

image

实质是在一个直方图中求最大的矩形面积。如果能求出以每一根柱子扩展出去的最大矩形,那么最大的矩形就是要求的答案。

而一根柱子可扩展的最大矩形受木桶原理约束,向左最远扩展到第一根小于它的柱子,向右最远扩展到第一根小于它的柱子。

像这种连续的取值,取值只受前后两端影响的情况,可以使用栈来实现。

以height={3,4,5,4,3,6}为例,我们知道一根柱子的最大矩形的面积只受左右两端影响,于是我们要求的就是每一根柱子的左右两端位置。
我们从左往右遍历height,栈为空压入3,此时柱子height[0] 的左端已经确定,只需要确定柱子的右端。由此我们得到两个关键逻辑:
1.只有当前i位置的值heigh[i]大于当前栈顶位置所代表的值(height[stack.peek()],则i位置才可以压入stack
2.如果当前i位置的值heigh[i]小于或等于当前栈顶位置所代表的值(height[stack.peek()],则把栈中存的位置不断弹出,直到某一个栈顶所代表的值小于height[i],再把i位置压入

当height[i]小于height[stack.peek()]柱子的右端位置也确定了,这个很容易理解。但是height[i]等于height[stack.peek()]时右端位置并没有确定,在这种情况下,height[i]与height[stack.peek()]所能扩到的左右端位置必定相同,于是我们可以将height[stack.peek()]出栈,通过height[i]来求得二者的最大面积。
最大矩形面积为(i-k-1)*height[j],其中i为当前遍历到的height位置,k为栈顶位置,j为刚出栈的柱子位置。

注意,栈为空时左端位置可以记为-1,height遍历完时右端位置可以记为height.length。

public class MaxRecSize {
    public int getMaxRecSize(int[][] map) {
        if (map == null || map.length == 0 || map[0].length == 0) {
            return 0;
        }
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        int[] height = new int[map[0].length];
        for (int i = 0; i < map.length; i++) {
            for (int j = 0; j < map[0].length; j++) {
                height[j] = map[i][j] > 0 ? height[j] + 1 : 0;
            }
            max = Math.max(max, getMaxRexSizeFromBottom(height));
        }
        return max;
    }

    public int getMaxRexSizeFromBottom(int[] height) {
        if(height == null || height.length == 0) {
            return 0;
        }
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
        for (int i = 0; i < height.length; i++) {
            while (!s.isEmpty() && height[s.peek()] >= height[i]) {
                int current = s.pop();
                int top = s.isEmpty() ? -1 : s.peek();
                max = Math.max(max, (i - top - 1) * height[current]);
            }
            s.push(i);
        }
        while (!s.isEmpty()) {
            int current = s.pop();
            int top = s.isEmpty() ? -1 : s.peek();
            max = Math.max(max, (height.length - top - 1) * height[current]);
        }
        return max;
    }
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,033评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,725评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,473评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,846评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,848评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,691评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,053评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,700评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,856评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,676评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,787评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,430评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,034评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,990评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,218评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,174评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,526评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 《程序员代码面试指南-左程云》笔记 第一章 栈和队列 设计一个有getMin功能的栈 实现一个特殊的栈,在实现栈的...
    xiaogmail阅读 18,378评论 2 19
  • 如果没有记忆,你是谁?如果记忆里一片空白,你现在会做什么? 记忆,既是你生命的运转程序。选择怎样的记忆,既是选择怎...
    陈嘉玲阅读 185评论 0 0
  • 今天我们上英语课的时候,我们听到有很多有趣的故事。戴老师上课时候,我们会听到很多知识的。今天我跟我后边的同学换位置...
    小狐狸的麻麻阅读 174评论 0 0
  • 如果说娱乐圈里最容易因戏生情的,宋慧乔应该是算一个了吧。不鸣则已,一鸣惊人,前段时间双宋CP直接跳过暧昧、恋爱等直...
    zubay阅读 584评论 0 0
  • 小朋友,请坐好, 大家一起唱童谣。 讲卫生,有礼貌, 我们都是乖宝宝。 爱父母,敬师长, 热爱学习心性好。 新时代...
    爱诗的鱼儿阅读 197评论 0 3