柱状图中最大的矩形

题目

给定 n 个非负整数,用来表示柱状图中各个柱子的高度。每个柱子彼此相邻,且宽度为 1 。

求在该柱状图中,能够勾勒出来的矩形的最大面积。

 

示例 1:

输入:heights = [2,1,5,6,2,3]
输出:10
解释:最大的矩形为图中红色区域,面积为 10

示例 2:

输入: heights = [2,4]
输出: 4

提示:

1 <= heights.length <=105
0 <= heights[i] <= 104

思路

遍历数组,以每一个高度向左右两边扩展形成的最大矩形,即是一个候选答案。

从所有候选答案中选择最大值就是答案。对于第i个高度,向左扩展,

找到第一个比i高度小的值,就停止,假设其下标为l。向右扩展,找到第一个比i高度小的值,

就停止,假设其下标为r。那么高度i所能形成的最大矩形面积就是 (r-l-1)*heights[i]。

比较所有的值,就可以找到最大值。怎么找l和r呢?看i-1的高度是否比i高度小,如果小,那就找到了l。

如果不小,则舍弃i-1,看i-2的值,是否比i高度小,如果小,那就找到了l。如果不小,则舍弃i-2,看i-3的值。

重复这个过程,直到找到为止。假设找到l为i-3,则i-1,i-2舍弃了。对于i+1,i-1,i-2还有用吗?如果i+1比

i大。则i+1的l就是i,如果i+1和i相等,i+1的l就是i的l,是i-3。如果i+1比i小,因为i-1,i-2都是大于等于i,

所以i-1,i-2也是大于i+1,所以i-1,i-2对于i+1的l不起作用了。基于以上讨论,用一个栈来存储i之前的高度,

规定从栈底到栈顶的高度依次减小,那么i的左侧l就是栈顶元素。同理可以找右侧的r。

代码

class Solution {
public:
    int largestRectangleArea(vector<int>& heights) {
        int n = heights.size();
        vector<int> left(n),right(n);
        stack<int> stk;
        for(int i = 0;i < n;i++) {
            while(!stk.empty()&&heights[stk.top()]>=heights[i]) {
                stk.pop();
            }
            left[i] = stk.empty()?-1:stk.top();
            stk.push(i);
        }
        stk = stack<int>();
        for(int i = n-1;i>=0;i--) {
            while(!stk.empty()&&heights[stk.top()]>=heights[i]) {
                stk.pop();
            }
            right[i] = stk.empty()?n:stk.top();
            stk.push(i);
        }
        int ans = 0;
        for(int i = 0;i < n;i++) {
            ans = max(ans,heights[i]*(right[i]-left[i]-1));
        }
        return ans;
    }
};