拼图:查找最大矩形(最大矩形问题)

什么是最有效的算法来找到最大的区域将适合在空的空间矩形?

假设屏幕看起来像这样('#'代表填充区域):

....................
..............######
##..................
.................###
.................###
#####...............
#####...............
#####...............

一个可能的解决方案是:

....................
..............######
##...++++++++++++...
.....++++++++++++###
.....++++++++++++###
#####++++++++++++...
#####++++++++++++...
#####++++++++++++...

通常我会喜欢搞清楚解决方案。 虽然这次我想避免浪费时间在我自己身上摸索,因为这对我正在开发的项目有实际的用处。 有没有一个众所周知的解决方案?

Shog9写道:

你的输入是一个数组(如其他响应所暗示的),还是任意大小的定位矩形形式的遮挡列表(当处理窗口位置时可能出现在窗口系统中)?

是的,我有一个跟踪放置在屏幕上的一组窗口的结构。 我还有一个网格,用于跟踪每条边之间的所有区域,无论它们是空的还是已填满的,以及左边或上边的像素位置。 我认为有一些修改后的表格可以利用这个属性。 你知道吗?


@lassevk

我发现DDJ引用的文章:最大矩形问题


我是Dobb博士文章的作者,偶尔​​会询问有关实施的问题。 这里是一个简单的C:

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
  int one;
  int two;
} Pair;

Pair best_ll = { 0, 0 };
Pair best_ur = { -1, -1 };
int best_area = 0;

int *c; /* Cache */
Pair *s; /* Stack */
int top = 0; /* Top of stack */

void push(int a, int b) {
  s[top].one = a;
  s[top].two = b;
  ++top;
}

void pop(int *a, int *b) {
  --top;
  *a = s[top].one;
  *b = s[top].two;
}


int M, N; /* Dimension of input; M is length of a row. */

void update_cache() {
  int m;
  char b;
  for (m = 0; m!=M; ++m) {
    scanf(" %c", &b);
    fprintf(stderr, " %c", b);
    if (b=='0') {
      c[m] = 0;
    } else { ++c[m]; }
  }
  fprintf(stderr, "n");
}


int main() {
  int m, n;
  scanf("%d %d", &M, &N);
  fprintf(stderr, "Reading %dx%d array (1 row == %d elements)n", M, N, M);
  c = (int*)malloc((M+1)*sizeof(int));
  s = (Pair*)malloc((M+1)*sizeof(Pair));
  for (m = 0; m!=M+1; ++m) { c[m] = s[m].one = s[m].two = 0; }
  /* Main algorithm: */
  for (n = 0; n!=N; ++n) {
    int open_width = 0;
    update_cache();
    for (m = 0; m!=M+1; ++m) {
      if (c[m]>open_width) { /* Open new rectangle? */
        push(m, open_width);
        open_width = c[m];
      } else /* "else" optional here */
      if (c[m]<open_width) { /* Close rectangle(s)? */
        int m0, w0, area;
        do {
          pop(&m0, &w0);
          area = open_width*(m-m0);
          if (area>best_area) {
            best_area = area;
            best_ll.one = m0; best_ll.two = n;
            best_ur.one = m-1; best_ur.two = n-open_width+1;
          }
          open_width = w0;
        } while (c[m]<open_width);
        open_width = c[m];
        if (open_width!=0) {
          push(m0, w0);
        }
      }
    }
  }
  fprintf(stderr, "The maximal rectangle has area %d.n", best_area);
  fprintf(stderr, "Location: [col=%d, row=%d] to [col=%d, row=%d]n",
                  best_ll.one+1, best_ll.two+1, best_ur.one+1, best_ur.two+1);
  return 0;
}

它从控制台获取输入。 你可以例如管这个文件给它:

16 12
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0
0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0
0 0 0 0 1 1 * * * * * * 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 * * * * * * 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0
0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0

打印输入后,它会输出:

The maximal rectangle has area 12.
Location: [col=7, row=6] to [col=12, row=5]

上面的实现当然没什么特别,但它非常接近Dobb博士文章中的解释,应该很容易翻译成任何需要的东西。


这是一个包含一些代码和一些分析的页面。

您的特定问题在页面上开始一点点,搜索文本最大矩形问题的页面。

http://www.seas.gwu.edu/~simhaweb/cs151/lectures/module6/module6.html

链接地址: http://www.djcxy.com/p/94603.html

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