二维数组中由1构成的最大正方形
题目描述:给定一个由0和1组成的2维矩阵,返回该矩阵中最大的由1组成的正方形的面积
示例1
输入:[[1,0,1,0,0],[1,0,1,1,1],[1,1,1,1,1],[1,0,0,1,0]]
返回值:4本体知识点:动态规划
1.初步分析如下
1.确定dp[][]数组的含义
此题的dp[i][j],代表以坐标为(i,j)的元素为右下角的正方形的边长。
2.状态转移方程
dp[i][j]的值取决于dp[i-1][j],dp[i-1][j-1],dp[i][j-1]的最小值 即左方正方形的边长,左上方正方形的边长,上方正方形的边长三者的最小值。
3.边界
由于状态转移方程中涉及i-1,j-1,所以i和j一定要大于0. 故dp[0][] 和 dp[][0]要首先确定。
/**
* 最大正方形
* @param matrix char字符型二维数组
* @return int整型
*/
public int solve (char[][] matrix) {
//判断二维数组是否有效
if(matrix.length == 0 || matrix[0].length==0)return 0;
int rows = matrix.length;
int cols = matrix[0].lenght;
int max;
//声明数组
int[][] dp = new int[rows][cols];
//确定边界值
for(int i = 0;i<rows;i++){
if(matrix[i][0] == '1')dp[i][0] = 1;
}
for(int j = 0;j<cols;j++){
if(matrix[0][j]=='1')dp[0][j] = 1;
}
//确定中间值
for(int i = 1; i < rows;i++){
for(int j = 1;j<cols;j++){
if(matrix[i][j]=='1'){
dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j]),dp[i][j-1])+1;
if(dp[i][j]>max)max = dp[i][j];
}
}
}
return max*max;
}
2. 程序的优化,上面的程序时间复杂度为O(NxM),空间复杂度为O(NxM);
基于原数组构建动态规划,去掉dp数组的依赖
/**
* 最大正方形
* @param matrix char字符型二维数组
* @return int整型
*/
public int solve (char[][] matrix) {
//判断二维数组是否有效
if(matrix.length == 0 || matrix[0].length==0)return 0;
int rows = matrix.length;
int cols = matrix[0].lenght;
//这里与上面解题过程有所区别
char max;
for(int i = 1;i<rows;i++){
for(int j = 1;j<cols;j++){
if(matrix[i][j] == '1'){
matrix = (char)Math.min(Math.min(matrix[i-1][j-1],matrix[i-1][j]),matrix[i][j-1])+1;
if(matrix[i][j]>max)max = matrix[i][j];
}
}
}
return (max-'0')*(max-'0');
}
上面优化的程序的空间复杂度为O(1),时间复杂度为O((N-1)*(M-1));
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