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84. 柱状图中最大的矩形

English Version

题目描述

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。

 

以上是柱状图的示例，其中每个柱子的宽度为 1，给定的高度为 [2,1,5,6,2,3]。

 

图中阴影部分为所能勾勒出的最大矩形面积，其面积为 10 个单位。

 

示例:

输入: [2,1,5,6,2,3]
输出: 10

解法

单调栈。

单调栈常见模型：找出每个数左/右边离它最近的且比它大/小的数。模板：

stk = []
for i in range(n):
    while stk and check(stk[-1], i):
        stk.pop()
    stk.append(i)

枚举每根柱子的高度 h 作为矩形的高度，向左右两边找第一个高度小于 h 的下标 left[i], right[i]。那么此时矩形面积为 h * (right[i] - left[i] - 1)，求最大值即可。

Python3

class Solution:
    def largestRectangleArea(self, heights: List[int]) -> int:
        res, n = 0, len(heights)
        stk = []
        left = [-1] * n
        right = [n] * n
        for i, h in enumerate(heights):
            while stk and heights[stk[-1]] >= h:
                right[stk[-1]] = i
                stk.pop()
            if stk:
                left[i] = stk[-1]
            stk.append(i)
        for i, h in enumerate(heights):
            res = max(res, h * (right[i] - left[i] - 1))
        return res

Java

class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] heights) {
        int res = 0, n = heights.length;
        Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
        int[] left = new int[n];
        int[] right = new int[n];
        Arrays.fill(right, n);
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            while (!stk.isEmpty() && heights[stk.peek()] >= heights[i]) {
                right[stk.pop()] = i;
            }
            left[i] = stk.isEmpty() ? -1 : stk.peek();
            stk.push(i);
        }
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            res = Math.max(res, heights[i] * (right[i] - left[i] - 1));
        }
        return res;
    }
}

C++

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

Go

func largestRectangleArea(heights []int) int {
	res, n := 0, len(heights)
	var stk []int
	left, right := make([]int, n), make([]int, n)
	for i := range right {
		right[i] = n
	}
	for i, h := range heights {
		for len(stk) > 0 && heights[stk[len(stk)-1]] >= h {
			right[stk[len(stk)-1]] = i
			stk = stk[:len(stk)-1]
		}
		if len(stk) > 0 {
			left[i] = stk[len(stk)-1]
		} else {
			left[i] = -1
		}
		stk = append(stk, i)
	}
	for i, h := range heights {
		res = max(res, h*(right[i]-left[i]-1))
	}
	return res
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

...