leetcode题 Maximal Rectangle

本文探讨了在二维矩阵中寻找全为1的最大矩形面积问题,并通过动态规划方法进行了优化处理。首先,文章详细介绍了如何针对特定情况(如四个相邻元素均为1)计算最大矩形面积。接着,提出了一种求解直方图面积的方法,用于处理这类特殊情形。最终,文章运用动态规划简化了问题解决过程,展示了如何通过比较当前点的最大直方图面积与其他状态的面积来优化计算效率。

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 题目要求:

Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the largest rectangle containing all ones and return its area.

给出一个由0和1组成的2维矩阵,求数字全为1的最大矩形的面积。

一开始我的思路很单纯:分情况处理。

结果是:简单的情况都能很好的处理,唯独有一种情况——matrix[i-1][j-1],matrix[i][j-1],matrix[i-1][j]和matrix[i][j]都为1的情况,需要考虑很多。遇到这种特殊情况,最后的结果其实就是求某一点到[i][j]点包含‘1’的最大矩形,也就是求直方图的大小。这会儿发现前面的简单情况也可以归并到这个特殊情况。

求直方图的思路:从[i][j]遍历到[i][0],遇到不为0的位置[i][k]便停止,计算[i][k]和[i][j]构成的矩形大小S1,之后遍历[i-1][j]到[i-1][k],遇到不为0的位置[i-1][k1]停止,继续计算[i-1][k1]和[i][j]构成的矩形大小S2,与原来的S1比较,取最大。如此反复,直到遍历完矩阵。最后的S就是直方图面积。

有了当前点最大直方图的面积,原来的问题用一个简单地动态规划便可以解决(即将面积与S[i][j-1]和S[i-1][j]比较,取最大即可)。

public int currentArea(char[][] matrix, int x, int y) {
		int res=0;
		int endY = 0;
		 for (int i = x; i >= 0; i--) {
			for (int j = y; j >=endY; j--) {
				if(matrix[i][j]=='0'){
					if((x-i+1)*(y-j)>res) res=(x-i+1)*(y-j);
					endY=j+1;
					break;
				}else{
					if(j==endY && (x-i+1)*(y-j+1)>res)
						 res=(x-i+1)*(y-j+1);
				}
			}
		 }
		 return res;
	}
	
	
    public int maximalRectangle(char[][] matrix) {
    	if(matrix.length<=0) return 0;
    	int xLen = matrix.length;
    	int yLen = matrix[0].length;
        int rectArea[][]=new int[xLen][yLen];
        for (int i = 0; i < xLen; i++) {
			for (int j = 0; j < yLen; j++) {
				int max =currentArea(matrix, i, j);				
				if(i>0 && rectArea[i-1][j]>max){
					max = rectArea[i-1][j];
				}
				if(j>0 && rectArea[i][j-1]>max){
					max = rectArea[i][j-1];
				}							
				rectArea[i][j] = max;
			
			}
        }
        return rectArea[xLen-1][yLen-1];
    }

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