单调队列练习之广告印刷

单调队列之广告印刷

【问题描述】
最近,afy决定给TOJ印刷广告,广告牌是刷在城市的建筑物上的,城市里有紧靠着的N个建筑。
afy决定在上面找一块尽可能大的矩形放置广告牌。我们假设每个建筑物都有一个高度,
从左到右给出每个建筑物的高度H1,H2…HN,且0<Hi<=1,000,000,000,并且我们假设每个建筑物的宽度均为1。

要求输出广告牌的最大面积。

【输入文件】
输入文件 ad.in 中的第一行是一个数n (n<= 400,000)
第二行是n个数,分别表示每个建筑物高度H1,H2…HN,且0<Hi<=1,000,000,000。
【输出文件】
输出文件 ad.out 中一共有一行,表示广告牌的最大面积。
【输入样例】
6
5 8 4 4 8 4
【输出样例】

24

思路:

容易想到,要想使面积最大,肯定要将当前广告覆盖的楼房中,高度最小的那个楼房全部印刷上广告。所以,枚举每个建筑物的高度作为广告矩形的高度,求出在该楼房的左侧,有多少栋连续的楼房的高度大于或等于该楼房的高度,右侧同理。然后得到矩形广告的面积,找出最大面积即可。

 

枚举法,时间复杂度为O(n^2):

 1 int MaxRectArea(void)  
 2 {  
 3     int maxArea = 0;  
 4     int i, j;  
 5     for (i = 0; i < n; i++)  
 6     {  
 7         int count = 1;  
 8         //统计在当前建筑物i的左边,与h[i]相同或更高的建筑物有多少  
 9         for (j = i-1; j >= 0 && h[j] >= h[i]; j--)  
10         {  
11             count++;  
12         }  
13         //右边同理  
14         for (j = i+1; j < n && h[j] >= h[i]; j++)  
15         {  
16             count++;  
17         }  
18         int area = count * h[i];  
19         if (area > maxArea)  
20         {  
21             maxArea = area;  
22         }  
23     }  
24     return maxArea;  
25 }  

使用单调队列优化,时间复杂度为O(n):

 

 

 

在这里约定,以当前建筑物为矩形高度,向两侧寻找可以印刷的建筑的过程叫做——扩展。

我们来考察从第i个建筑向左扩展的情况,h数组为建筑物高度,下标为1~n:

如果我们知道,向左扩展到极限时的建筑物的下标为j的话,这时,建筑物j是第一个满足h[j]<h[i]的建筑。那么,第i个建筑物向左扩展的建筑物数量为i-j-1。

如果,对h从左向右建立一个单调递增队列mq,h数组的下标为队列元素,在新的建筑物i要入队时,将队尾所有高度大于等于h[i]的元素都出队,新的队尾mq[rear-1](rear指向队尾的下一个位置)刚好是上面所讲的向左扩展的极限下标j,因为入队顺序是从左向右的,而且在极限下标j与当前建筑下标i之间的这些建筑,因为高度大于等于h[i],所有都出队了,mq[rear-1]就刚好是极限下标j。

向右侧扩展是同样的道理,只需要对h从右向左建立一个单调递增队列即可。

为了简化操作,将h[0]和h[n+1]的值都赋为-1。

下面举一个向左侧扩展的例子:

 

H[]存储建筑物高度,L[]记录向左扩展建筑数量。

     下标    

     0    

     1    

     2    

     3    

     4    

     H[]    

     -1

     9    

     5    

     5    

     -1    

     L[]    

 

 

 

 

 

单调递增队列,front和rear分别为队首和队尾指针,rear指向队尾的下一个位置,初始时让0号建筑入队

     指针    

     Front    

     Rear    

    

    

     队列元素    

     0    

    

    

    

 

 

1号建筑入队,队尾没有比1号建筑更高的建筑,直接入队,L[1]= 1 - mq[rear-1] - 1,结果如下:

     下标    

     0    

     1    

     2    

     3    

     4    

     H[]    

     -1    

     9    

     5    

     5    

     -1    

     L[]    

 

     0    

 

 

 

 

     指针    

     Front    

 

     Rear    

    

     队列元素    

     0    

     1     

    

    

 

 

2号建筑入队,队尾元素为1号建筑,高度为9,比2号建筑高,所以出队,新的队尾元素为0号,计算L[2] = 2 –mq[rear-1] – 1,然后2号建筑入队尾,结果如下

     下标    

     0    

     1    

     2    

     3    

     4    

     H[]    

     -1    

     9    

     5    

     5    

     -1    

     L[]    

 

     0    

     1    

 

 

 

     指针    

     Front    

 

     Rear    

    

     队列元素    

     0    

      2     

    

    

 

 

3号建筑入队,队尾元素为2号建筑,高度为5,与3号建筑一样高,所以出队,新的队尾元素为0号,计算L[3] = 3 –mq[rear-1] – 1,然后3号建筑入队尾,结果如下:

     下标    

     0    

     1    

     2    

     3    

     4    

     H[]    

     -1    

     9    

     5    

     5    

     -1    

     L[]    

 

     0    

     1    

     2    

    

 

     指针    

     Front    

 

     Rear    

    

     队列元素    

     0    

     3     

    

    

 

 

最终结果:

     下标    

     0    

     1    

     2    

     3    

     4    

     H[]    

     -1    

     9    

     5    

     5    

     -1    

     L[]    

 

     0    

     1    

     2    

 

 

代码:

 1 #define N 10005
 2 #include<iostream>
 3 using namespace std;
 4 #include<cstdio>
 5 #include<cstring>
 6 int Q[N],h[N],head=0,tail=1,maxar=-1,kzleft[N],kzright[N],n;
 7 void input()
 8 {
 9     scanf("%d",&n);
10     for(int i=1;i<=n;++i)
11       scanf("%d",&h[i]);
12 }
13 void calcleft()
14 {
15     memset(Q,0,sizeof(Q));
16     h[0]=h[n+1]=-1;
17     for(int i=1;i<=n;++i)
18     {
19         while(head<tail&&h[Q[tail-1]]>=h[i])   tail--;
20         kzleft[i]=i-(Q[tail-1]);
21         Q[tail++]=i;
22     }
23 }
24 void calcright()
25 {
26     memset(Q,0,sizeof(Q));
27     head=0;tail=1;
28     Q[0]=n+1;
29     for(int i=n;i>=1;--i)
30     {
31         while(head<tail&&h[Q[tail-1]]>=h[i]) tail--;
32         kzright[i]=Q[tail-1]-i;
33         Q[tail++]=i;
34     }
35 }
36 int find_max_area()
37 {
38     for(int i=1;i<=n;++i)
39     {
40         maxar=max((kzleft[i]+kzright[i]-1)*h[i],maxar);          
41     }
42     return maxar;
43 }
44 int main()
45 {
46     input();
47     calcleft();
48     calcright();
49     printf("%d\n",find_max_area());
50     return 0;
51 }

 

posted @ 2016-08-16 19:41  csgc0131123  阅读(972)  评论(0编辑  收藏  举报