6th Maximal Rectangle

本文介绍了一种通过暴力求解法来寻找给定二维矩阵中最大全'1'矩形面积的方法,并提供了一个具体的示例代码实现。

这里仍旧使用暴力求解法,求出矩阵中的最大的矩形面积。

/*

calc max rect in a matrix

eg:

1 0 1 0 0
1 0 1 1 1
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0

res: 6

*/

int buf_all[4][5] = {1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,
					 1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,
					 1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,
					 1 ,1 ,0 ,1 ,1};


int check_rect(int (*buf)[5],int p_x,int p_y,int off_x,int off_y)
{
	int i , j , counter = 0;
	for(i=p_x;i<p_x + off_x +1;i++)
		for (j = p_y; j < p_y + off_y+1; j++)
		{
			/* code */
			if(buf[i][j])
				counter++;
			else
				return 0;
		}
	//printf("check_rect x %d , y %d , off_x %d, off_y %d , counter %d\n",p_x,p_y,off_x,off_y,counter);
	return counter;
}

int process(int (*buf)[5] , int len_x , int len_y)
{
	int i,j,off_x=1,off_y=1;
	int max_mat = 0 , temp_mat = 0;
	for(i=0;i<len_x-1;i++)
		for(j=0;j<len_y-1;j++)
		{
			//main loop -- decide the location

			for(off_x = 1;off_x < len_x - i  ;off_x++)
				for(off_y = 1;off_y < len_y - j  ;off_y++)
				{
					// offset -- decide the area
					//printf("log i %d,j %d,off_x %d,off_y %d\n", i,j,off_x,off_y);
					temp_mat = check_rect(buf,i,j,off_x,off_y);
					if(temp_mat > max_mat)
						max_mat = temp_mat;
				}

		}
	return max_mat;
}

int print_mat(int (*buf)[5])
{
	int i,j;
	printf("print_mat\n");
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		for(j=0;j<5;j++)
		{
			printf("%d\t", buf[i][j]);
		}
		printf("\n\n");
	}
		
}

int main()
{
	//print_mat(buf_all);
	printf("max_mat is %d\n", process(buf_all , 4 ,5));

}



在这段代码中,`// 主函数:求01矩阵中最大全1矩形面积` 是对下方函数 `int maximalRectangle(vector<vector<int>>& matrix)` 的注释说明。我们重点分析的是这行代码: ```cpp int maximalRectangle(vector<vector<int>>& matrix) { ``` ### 功能和作用分析 这行代码定义了一个名为 `maximalRectangle` 的函数,它是解决“在给定的 01 矩阵中寻找最大全 1 子矩形面积”问题的核心函数。以下是其详细功能与作用解析: --- #### ✅ 函数名称:`maximalRectangle` - **语义含义**:寻找最大矩形(通常是面积最大的由 '1' 构成的矩形)。 - 这是一个经典算法题(LeetCode #85: Maximal Rectangle),常用于图像处理、动态规划与栈的应用场景。 #### ✅ 参数类型:`vector<vector<int>>& matrix` - 表示一个二维整数矩阵,元素为 0 或 1。 - 使用 **引用传递**(`&`)避免拷贝整个二维数组,提高效率。 - 输入形式如: ``` 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 ``` #### ✅ 返回值类型:`int` - 返回一个整数,表示能构成的最大全 1 矩形的面积(单位格子数)。 #### ✅ 核心思想(结合后续代码理解) 该函数通过将二维问题转化为多个一维“柱状图中最大矩形”问题来求解: 1. 维护一个一维数组 `heights`,记录每一列从当前行向上连续 '1' 的高度。 2. 对每一行更新 `heights[]` 数组。 3. 调用 `largestRectangleInHistogram(heights)` 计算以当前行为底边时所能形成的最大矩形面积。 4. 遍历所有行后取最大值作为结果。 > 因此,`maximalRectangle` 实际上是利用了“柱状图最大矩形”这一子问题(单调栈方法)进行逐层扫描,从而解决二维矩阵中的最大矩形问题。 #### ✅ 在整体程序中的角色 - 是主逻辑入口函数之一(被 `main()` 调用)。 - 将原始的二维矩阵问题降维成一系列一维问题,复用 `largestRectangleInHistogram` 函数实现高效求解。 - 属于典型的 **动态规划 + 单调栈** 结合应用。 --- ### 总结 ```cpp int maximalRectangle(vector<vector<int>>& matrix) ``` 这行代码定义了一个关键函数,其作用是: > **接收一个 01 矩阵,计算其中由 '1' 构成的最大矩形区域的面积**。 它通过逐行构建“柱子高度”,并调用基于单调栈优化的一维最大矩形算法,最终返回全局最大面积。 该函数是整个程序解决问题的核心驱动部分。
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