Leetcode - Largest Rectangle in Histogram

Question:

Paste_Image.png

My code:

import java.util.Stack;

public class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] height) {
        if (height == null || height.length == 0)
            return 0;
        int count = height.length;
        int[] area = new int[count + 1];
        for (int i = 0; i < count; i ++)
            area[i] = height[i];
        area[count] = 0;
        int maxArea = 0;
        Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
        for (int i = 0; i < count + 1; i++) {
            if (s.isEmpty() || area[i] >= area[s.peek()])
                s.push(i);
            else {
                while (!s.isEmpty() && area[i] < area[s.peek()]) {
                    int top = area[s.pop()];
                    int currArea = top * (s.isEmpty() ? i : i - s.peek() - 1);
                    if (currArea > maxArea)
                        maxArea = currArea;
                }
                s.push(i);
            }
        }
        return maxArea;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] height = {2, 1, 5, 6, 2, 3};
        Solution test = new Solution();
        System.out.println(test.largestRectangleArea(height));
    }
}

My test result:

Paste_Image.png

這次作業是因為之前的 Max Square才找到的。因為之前看了相關的思路,所以這道題目就比較順得寫下來了。雖然最后還是出了一些小問題。
他的思路是什么呢?
其實就是將數由小到大放進棧中。當碰到一個比棧頂數(當前最大數)小的數時,將棧中比該數大的數都pop出來,算面積。然后將該數壓入棧中。也就說,棧中的數一直是從小到大排列的。然后碰到小的,就將比其大的pop出來,一個個算面積,然后求出最大面積。
因為值大的不會和值小的構成矩形,只會和值大的構成矩形。所以比該數大的就全部pop出來。然后計算出來的面積是完整的。然后比該值小的數依舊存在棧里面,以后該數pop時,需要連同這些小的一起計算面積。
核心原則是:
小的不能和大的構成矩形算面積。
大的可以和小的構成矩形算面積(切掉頭上方那些多余部分)。

**
總結:還是一種思路問題吧。我覺得用棧這種數據結構用的很妙。同樣需要考慮的問題是,什么樣的數可以進入棧。pop出棧的數據又需要滿足哪些條件。
**

有點疲倦。但寫著寫著腦子又清醒了。

Anyway, Good luck, Richardo!

My code:

public class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] height) {
        if (height == null || height.length == 0)       
            return 0;
        Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
        int[] helper = new int[height.length + 1];
        for (int i = 0; i < height.length; i++)
            helper[i] = height[i];
        int max = 0;
        int zeroLocation = -1;
        for (int i = 0; i < helper.length; i++) {
            if (s.isEmpty() || helper[i] >= helper[s.peek()]) { // insert into stack with increasing elem values
                s.push(i);
            }
            else {
                int end = i; // get the end index
                while (!s.isEmpty()) {
                    if (helper[s.peek()] >= helper[i]) { // if bigger, pop, area = value * (end - begin)
                        int index = s.pop();
                        int area = 0;
                        if (s.isEmpty()) {
                            int begin = zeroLocation;
                            area = helper[index] * (i - begin - 1);
                        }
                        else {
                            int begin = s.peek();
                            area = helper[index] * (i - begin - 1);
                        }
                        max = Math.max(max, area); // get the biggest area
                    }
                    else
                        break;
                }
                if (helper[i] > 0)
                    s.push(i); // push this index into stack
                else
                    zeroLocation = i;
            }
        }
        return max;
    }
}

自己又寫了一遍,終于寫出來了。。花費了大約一小時,許多嘗試。
最大的問題出在:
左邊的邊界是 s.peek() + 1;
所以我還考慮了0的情況,覺得0不該插入棧中,然后拿一個變量來記錄每一個0的位置,然后算出每段的區域面積,如果棧空了,就 i - zeroLocation + 1
這個挺麻煩的。然后用我以前寫的代碼,網上看的,就簡潔很多。0也插入進去。
如果棧空了,之前的數中一定沒存在過0,否則0不會彈出。
然后,算總面積,寬為 i
如果棧不空,就拿 s.peek() + 1作為左邊界,不用再去更新zeroLocation,對所有數字也是統一處理,不需要分非0或0.
簡潔了很多。
這道題目是做

  1. Maximal Rectangle
    http://www.lxweimin.com/p/c86e5dec7514
    想起來的。之前也做過這道題目,所以知道思路,就是把他當做等高地圖那樣來做。每個值表示的就是一個直方圖,然后將每行的直方圖作為參數送到這個函數里求出最大面積。
    遍歷所有行,直到找到最大值。

Anyway, Good luck, Richardo!

My code:

public class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] heights) {
        if (heights == null || heights.length == 0) {
            return 0;
        }
        Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
        int[] h = new int[heights.length + 1];
        for (int i = 0; i < heights.length; i++) {
            h[i] = heights[i];
        }
        int max = 0;
        for (int i = 0; i < h.length; i++) {
            if (s.isEmpty() || h[i] >= h[s.peek()]) {
                s.push(i);
            }
            else {
                while (!s.isEmpty() && h[i] < h[s.peek()]) {
                    int high = h[s.pop()];
                    int end = i;
                    int begin = (s.isEmpty() ? 0 : s.peek() + 1);
                    int area = high * (end - begin);
                    max = Math.max(max, area);
                }
                s.push(i);
            }
        }
        return max;
    }
}

差不多的思路。一個棧。
最重要的問題是,
彈出一個值算面積,一定要首先確定他的begin and end

Anyway, Good luck, Richardo! -- 08/18/2016

My code:

public class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] heights) {
        if (heights == null || heights.length == 0) {
            return 0;
        }
        int[] nums = new int[heights.length + 1];
        for (int i = 0; i < heights.length; i++) {
            nums[i] = heights[i];
        }
        Stack<Integer> st = new Stack<Integer>();
        int i = 0;
        int max = 0;
        while (i < nums.length) {
            if (st.isEmpty() || nums[st.peek()] <= nums[i]) {
                st.push(i);
                i++;
            }
            else {
                int index = st.pop();
                int right = i - 1;
                int left = st.isEmpty() ? 0 : st.peek() + 1;
                int area = (right - left + 1) * nums[index];
                max = Math.max(max, area);
            }
        }
        
        return max;
    }
}

注意找到這個直方塊,比他大的最左邊和最右邊界限。

Anyway, Good luck, Richardo! -- 09/17/2016

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