84. 柱状图中最大的矩形

困难 含交互动画

学完这道你应该能: 说清它为什么用「单调栈」,而不是死记步骤; 合上页面,自己默写出核心代码; 用 30 秒把思路讲清楚。

AI 私教 · 就着本题动画讲
卡住了不用硬扛,按 8 步把这题真正走通。
从读题、试解、找法到手写代码,边问边打勾,适合第一次系统学算法的同学。

题目描述

给柱状图高度,求能组成的最大矩形面积。

heights = [2,1,5,6,2,3]
输出 = 10

思路解析

关键不是背模板,而是看懂为什么这题适合单调栈

1. 栈里保持高度递增:栈里保持高度递增

2. 高度 2 入栈:高度 2 入栈

3. 遇到 1,比 2 矮,弹出 2 结算:遇到 1,比 2 矮,弹出 2 结算

4. 5、6 递增入栈:5、6 递增入栈

5. 遇到 2,比 6 矮,弹出 6 结算:遇到 2,比 6 矮,弹出 6 结算

6. 继续弹出 5,宽度扩到 2,面积 10:继续弹出 5,宽度扩到 2,面积 10

7. 把 2 入栈,继续扫描:把 2 入栈,继续扫描

8. 末尾哨兵 0 清空栈,答案 10:末尾哨兵 0 清空栈,答案 10

把这句话记住,下次遇到同类题,就能更快选出方向。

用一个小问题检查自己是不是真的懂了。

参考代码(Python)

Python
1class Solution:
2    def largestRectangleArea(self, heights):
3        heights.append(0)
4        stack = []
5        ans = 0
6        for i, h in enumerate(heights):
7            while stack and heights[stack[-1]] > h:
8                mid = stack.pop()
9                left = stack[-1] if stack else -1
10                ans = max(ans, heights[mid] * (i - left - 1))
11            stack.append(i)
12        heights.pop()
13        return ans

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n) —— 每个核心状态按算法要求处理固定次数
  • 空间复杂度:O(n) —— 只保存必要的辅助结构或递归栈

套路模板

模板不是死背,而是提醒你写代码前先把状态、转移和边界排好。

Python
1# 单调栈 通用检查表
2# 1. 定义状态/指针/容器
3# 2. 每轮只做一个清晰动作
4# 3. 更新答案并处理边界

易错点

  • 错误写法:只看相邻两根柱子正确写法:弹栈时用左右第一个更矮确定宽度(最大矩形可能跨很多柱子)
  • 错误写法:只按样例推代码正确写法:先写清状态含义和边界条件(样例太少,隐藏用例专打边界)
  • 错误写法:变量名和动画不一致正确写法:代码变量沿用动画里的核心名字(学习时最怕脑内维护两套概念)

以上文字与上方动画完全同一思路:先看动画建立直觉 → 读文字巩固 → 关掉页面自己默写一遍代码,能写出来才算真的掌握

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