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221. 最大正方形

我們用 \(\textit{dp}(i, j)\) 表示以 \((i,j)\) 為右下角,且只包含 \(1\) 的正方形的邊長最大值。如果我們能計算出所有 \(\textit{dp}(i, j)\) 的值,那麼其中的最大值即為矩陣中只包含 \(1\) 的正方形的邊長最大值,其平方即為最大正方形的面積。

那麼如何計算 \(\textit{dp}\) 中的每個元素值呢?對於每個位置 \((i,j)\),檢查在矩陣中該位置的值:

如果該位置的值是 \(0\),則 \(\textit{dp}(i, j) = 0\),因為當前位置不可能在由 \(1\) 組成的正方形中;

如果該位置的值是 \(1\),則 \(\textit{dp}(i, j)\)

的值由其上方、左方和左上方的三個相鄰位置的 \(\textit{dp}\) 值決定。具體而言,當前位置的元素值等於三個相鄰位置的元素中的最小值加 \(1\),狀態轉移方程如下:

\[dp(i, j)=min(dp(i−1, j), dp(i−1, j−1), dp(i, j−1))+1 \]
class Solution {
public:
    int maximalSquare(vector<vector<char>>& matrix) {
        int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
        vector<vector<int>> f(n + 1, vector<int>(m + 1));

        int res = 0;
        for(int i = 1; i <= n; i++)
            for(int j = 1; j <= m; j++)
                if(matrix[i - 1][j - 1] == '1')
                {
                    f[i][j] = min(f[i - 1][j], min(f[i][j - 1], f[i - 1][j - 1])) + 1;
                    res = max(res, f[i][j]);
                }
        
        return res * res;
    }
};