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wx jikerizhi

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84. 柱状图中最大的矩形

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。

0084 00
0084 01

示例 1:

0084 03

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:

0084 04

输入: heights = [2,4]
输出: 4

提示:

  • 1 <= heights.length <=105

  • 0 <= heights[i] <= 104

思路分析

0084 10

单调递增栈

当需要出栈的时候,就是当前元素小于栈顶元素。这样,弹出栈顶元素,以弹出的栈顶元素作为高,由于是单调递增栈,现在栈顶元素是小于已弹出的栈顶元素。所以,栈顶元素和当前坐标就是以弹出的栈顶元素的左右两个更低的柱子。那么,就弹出的栈顶元素作为高,当前坐标-栈顶元素(存的坐标)-1作为宽,就可以计算相关柱子组成的面积了。

哨兵技巧非常巧妙。即可减少栈的非空判断,又可以推进剩余元素的计算(如果没有最后的零点哨兵,栈里单调递增的元素最后还要单独处理。)

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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-04-23 20:07:47
 */
public int largestRectangleArea(int[] heights) {
  int length = heights.length;
  if (length == 1) {
    return heights[0];
  }
  int[] newHeights = new int[length + 2];
  // 两端是两个哨兵
  newHeights[0] = 0;
  newHeights[length + 1] = 0;
  System.arraycopy(heights, 0, newHeights, 1, length);
  heights = newHeights;
  int result = 0;
  length += 2;
  Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
  stack.push(0); // 哨兵,可以省去栈的非空判断
  for (int i = 1; i < length; i++) {
    // 单调递增栈
    // 当需要出栈的时候,就是当前元素小于栈顶元素。
    // 这样,弹出栈顶元素,以弹出的栈顶元素作为高,
    // 由于是单调递增栈,现在栈顶元素是小于已弹出的栈顶元素。
    // 所以,栈顶元素和当前坐标就是以弹出的栈顶元素的左右两个更低的柱子
    // 那么,就弹出的栈顶元素作为高,当前坐标-栈顶元素(存的坐标)-1作为宽
    // 就可以计算相关柱子组成的面积了。
    while (heights[i] < heights[stack.peekLast()]) {
      int currHeight = heights[stack.pollLast()];
      int currWidth = i - stack.peekLast() - 1;
      result = Math.max(result, currHeight * currWidth);
    }
    stack.addLast(i);
  }
  return result;
}