【单调队列】单调栈与直方图中最大的矩形

一、单调递增栈:

用单调递增栈,当该元素可以入栈的时候,栈顶元素就是它左侧第一个比它小的元素。用于查找所要查找元素左侧第一个比它要小的数,以3 4 2 7 9为例:

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

int main(){
	stack<int> s;
	int n;
	cin>>n;
	while(n--){
		int x;
		cin>>x;
		while(!s.empty()&&s.top()>=x) s.pop();
		if(!s.empty()) cout<<s.top()<<" ";
		else cout<<"-1"<<" ";
		s.push(x);
	}
	return 0;
} 

二、直方图中最大的矩形

直方图是由在公共基线处对齐的一系列矩形组成的多边形。

矩形具有相等的宽度,但可以具有不同的高度。

例如,图例左侧显示了由高度为 2,1,4,5,1,3,32,1,4,5,1,3,3 的矩形组成的直方图,矩形的宽度都为 11:

2559_1.jpg

通常,直方图用于表示离散分布,例如,文本中字符的频率。

现在,请你计算在公共基线处对齐的直方图中最大矩形的面积。

图例右图显示了所描绘直方图的最大对齐矩形。

输入格式

输入包含几个测试用例。

每个测试用例占据一行,用以描述一个直方图,并以整数 n开始,表示组成直方图的矩形数目。然后跟随 n 个整数 h1,…,hn,这些数字以从左到右的顺序表示直方图的各个矩形的高度。每个矩形的宽度为 1。同行数字用空格隔开。

当输入用例为 n=0 时,结束输入,且该用例不用考虑。

输出格式

对于每一个测试用例,输出一个整数,代表指定直方图中最大矩形的区域面积。每个数据占一行。

请注意,此矩形必须在公共基线处对齐。

数据范围

1≤n≤100000
0≤hi≤10000000000

输入样例:
7 2 1 4 5 1 3 3
4 1000 1000 1000 1000
0
输出样例:
8
4000

 分析:

使用单调递增栈,找到有红线区域左边比它矮的,右边同理,也要找到比他矮的,但是右边在循环时,要使用倒序来找,此队列所存入的是下标索引,而并非元素

#include<iostream>
#include<algorithm>
#define N 100010
typedef long long LL;
using namespace std;

int n,tt;
int h[N],l[N],r[N],q[N];//q数组为递增栈的坐标
int main(){
    while(cin>>n,n){
        for(int i=1;i<=n;i++){
            cin>>h[i];
        }
        h[0]=h[n+1]=-1;//因为h是从1开始存储的,所以将第一个数的前一个位置
                       //和最后一个数的后一个位置置为-1
                       
        q[++tt]=0;//左边
        for(int i=1;i<=n;i++){
            while(h[i]<=h[q[tt]]) tt--;//将栈顶元素弹出
            l[i]=q[tt];
            q[++tt]=i;//将i的索引存入栈中
        }
        
       q[++tt]=n+1;//右边
        for(int i=n;i;i--){
            while(h[i]<=h[q[tt]]) tt--;
            r[i]=q[tt];
            q[++tt]=i;
        }
        LL res=0;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            res=max(res,(LL)h[i]*(r[i]-l[i]-1));
        }
        cout<<res<<endl;
    }
}

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