最大矩形

题目

给定一个仅包含 0 和 1 、大小为 rows x cols 的二维二进制矩阵，找出只包含 1 的最大矩形，并返回其面积。
示例 1：

输入：matrix = [["1","0","1","0","0"],["1","0","1","1","1"],["1","1","1","1","1"],["1","0","0","1","0"]]
输出：6

示例 2：

输入：matrix = []
输出：0

示例 3：

输入：matrix = [["0"]]
输出：0

示例 4：

输入：matrix = [["1"]]
输出：1

示例 5：

输入：matrix = [["0","0"]]
输出：0

提示：

rows == matrix.length
cols == matrix[0].length
1 <= row, cols <= 200
matrix[i][j] 为 '0' 或 '1'

思路

本题第一反应就是暴力。枚举每一个矩形，看是否符合要求。但是时间复杂度高达O(rows²cols²),

这么高的复杂度，肯定是过不了所有用例的。上一篇讲了柱状图的题，本题可以转换为柱状图的题。

假设i表示二进制矩阵的第i列，把i列看作柱状图的x坐标轴，从i列向左看，连续1的数量就是高度。

这样第i列上的最大矩形就是以i列为x坐标轴，坐标轴上有一组柱子，这组柱子形成的最大矩形。

利用柱状图的方法求得每一列的最大值，就可以求出答案。不得不说，这个转换真的很奇妙。

class Solution {
public:
    int maximalRectangle(vector<vector<char>>& matrix) {
        int m = matrix.size();
        if (m == 0) {
            return 0;
        }
        int n = matrix[0].size();
        vector<vector<int>> left(m, vector<int>(n, 0));
        //计算每一列柱状图的高度
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (matrix[i][j] == '1') {
                    left[i][j] = (j == 0 ? 0: left[i][j - 1]) + 1;
                }
            }
        }

        int ret = 0;
        for (int j = 0; j < n; j++) { // 对于每一列，使用基于柱状图的方法
            vector<int> up(m, 0), down(m, 0);

            stack<int> stk;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                while (!stk.empty() && left[stk.top()][j] >= left[i][j]) {
                    stk.pop();
                }
                up[i] = stk.empty() ? -1 : stk.top();
                stk.push(i);
            }
            stk = stack<int>();
            for (int i = m - 1; i >= 0; i--) {
                while (!stk.empty() && left[stk.top()][j] >= left[i][j]) {
                    stk.pop();
                }
                down[i] = stk.empty() ? m : stk.top();
                stk.push(i);
            }

            for (int i = 0; i < m; i++) {
                int height = down[i] - up[i] - 1;
                int area = height * left[i][j];
                ret = max(ret, area);
            }
        }
        return ret;
    }
};