|
| 1 | + |
| 2 | + |
| 3 | +## 暴力法 |
| 4 | +在做这道题目之前,我们先看数据规模 $10^2$,很小。 |
| 5 | + |
| 6 | +我们分析题意,题意要求是 **边界全部为 1 的最大正方形**。 |
| 7 | + |
| 8 | +从这个题意我们可以看出什么? |
| 9 | +1. 什么是正方形?或者正方形可以有什么来决定? |
| 10 | + - 左上角和右下角可以决定一个矩形,然后长和宽决定该矩形是否是正方形 |
| 11 | + |
| 12 | +2. 限定条件是边长上面都是 1 |
| 13 | + |
| 14 | +因此,本题的暴力求解是: |
| 15 | +1. 枚举所有的左上角和右下角 |
| 16 | + - 判断是否能够构成正方形 |
| 17 | + - 判断正方形的边长上是否都是 1 |
| 18 | + |
| 19 | +写出套路就是: |
| 20 | +``` |
| 21 | +for 所有的左上角: |
| 22 | + for 所有的右下角: |
| 23 | + if(左上角+右下角能构成正方形) { |
| 24 | + tmp = isValid(正方形是否边长上都是 1) |
| 25 | + if(tmp) { |
| 26 | + 则更新答案 |
| 27 | + } |
| 28 | + } |
| 29 | +
|
| 30 | +``` |
| 31 | + |
| 32 | +```javascript |
| 33 | +/** |
| 34 | + * @param {number[][]} grid |
| 35 | + * @return {number} |
| 36 | + */ |
| 37 | +var largest1BorderedSquare = function(grid) { |
| 38 | + if(!grid.length || !grid[0].length) return 0; |
| 39 | + |
| 40 | + let m = grid.length; |
| 41 | + let n = grid[0].length; |
| 42 | + let ans = 0; |
| 43 | + |
| 44 | + for(let i = 0; i < m; i++) { |
| 45 | + for(let j = 0; j < n; j++) { |
| 46 | + for(let k = i; k < m; k++) { |
| 47 | + for(let p = j; p < n; p++) { |
| 48 | + if(k - i !== p - j) continue; |
| 49 | + let tmp = isValid(i,j,k,p); |
| 50 | + if(tmp) ans = Math.max(ans, k-i+1); |
| 51 | + |
| 52 | + } |
| 53 | + } |
| 54 | + } |
| 55 | + } |
| 56 | + |
| 57 | + return ans * ans; |
| 58 | + |
| 59 | + function isValid(i,j,k,p) { |
| 60 | + for(let m = i; m <= k; m++) { |
| 61 | + if(!grid[m][j] || !grid[m][p]) return false; |
| 62 | + } |
| 63 | + |
| 64 | + for(let m = j; m <= p; m++) { |
| 65 | + if(!grid[i][m] || !grid[k][m]) return false; |
| 66 | + } |
| 67 | + |
| 68 | + return true; |
| 69 | + } |
| 70 | +}; |
| 71 | +``` |
| 72 | + |
| 73 | +**复杂度分析**: |
| 74 | +- 时间复杂度: $O(m*n*min(m,n)^2 + m^2*n^2)$ |
| 75 | +- 空间复杂度:$O(1)$ |
| 76 | + |
| 77 | +在上面我们的算法当中,是可以优化的。 |
| 78 | +我们在上面的做法是同时枚举所有的**左上角** 和 **右下角**。 |
| 79 | +其实我们将右下角换成对于正方形边长的枚举,这样会减少不少的判断。 |
| 80 | + |
| 81 | +``` |
| 82 | +for 所有的左上角: |
| 83 | + for 所有的可能正方形边长: |
| 84 | + tmp = isValid(正方形是否边长上都是 1) |
| 85 | + if(tmp) { |
| 86 | + 则更新答案 |
| 87 | + } |
| 88 | +
|
| 89 | +``` |
| 90 | + |
| 91 | +核心代码变为: |
| 92 | +```javascript |
| 93 | + |
| 94 | + for(let i = 0; i < m; i++) { |
| 95 | + for(let j = 0; j < n; j++) { |
| 96 | + let len = Math.min(m-i, n-j); |
| 97 | + for(let k = 1; k <= len; k++) { |
| 98 | + let tmp = isValid(i,j,k); |
| 99 | + if(tmp) ans = Math.max(ans, k); |
| 100 | + } |
| 101 | + } |
| 102 | + } |
| 103 | +``` |
| 104 | + |
| 105 | +- 时间复杂度: $O(m*n*min(m,n)^2)$ |
| 106 | + |
| 107 | + |
| 108 | +## 动态规划 |
| 109 | +你会发现,每次变动一下左上角,所有的边长我们都得重新判断。我们是否能够保留上次的计算结果来避免重复运算呢。 |
| 110 | + |
| 111 | +真正符合题目要求的边长都是 1,因此我们可以通过这个得到一个问题:所有符合要求的正方形边长,为左上角开始的最大连续 1 的个数(左边和下边)。 |
| 112 | + |
| 113 | +在这里,我们可以枚举右下角,求右下角的左边和上边的最长连续 1 的个数。这样,我们可以缓存已经枚举过点的结果。 |
| 114 | + |
| 115 | +$$ |
| 116 | +up[i][j] = |
| 117 | +\begin{cases} |
| 118 | +0, grid[i][j] = 0 \\ |
| 119 | +up[i-1][j] + 1, grid[i][j] = 1 |
| 120 | +\end{cases} |
| 121 | +$$ |
| 122 | + |
| 123 | +$$ |
| 124 | +left[i][j] = |
| 125 | +\begin{cases} |
| 126 | +0, grid[i][j] = 0 \\ |
| 127 | +left[i][j-1] + 1, grid[i][j] = 1 |
| 128 | +\end{cases} |
| 129 | +$$ |
| 130 | + |
| 131 | +如何判断这个正方形呢? |
| 132 | +1. 下边和右边,由 $len = Math.min(left[i][j], up[i][j])$ 决定, 然后枚举 $[len ,1]$ 找到第一个符合要求的边长 |
| 133 | +2. 上边和左边,可以分别通过右上角的 left 和左下角的 up 来获取。 |
| 134 | + |
| 135 | +这样,我们就将 $isValid$ 的时间复杂度降低到了 $O(1)$ |
| 136 | + |
| 137 | + |
| 138 | +```javascript |
| 139 | +/** |
| 140 | + * @param {number[][]} grid |
| 141 | + * @return {number} |
| 142 | + */ |
| 143 | +var largest1BorderedSquare = function(grid) { |
| 144 | + if(!grid.length || !grid[0].length) return 0; |
| 145 | + |
| 146 | + let m = grid.length; |
| 147 | + let n = grid[0].length; |
| 148 | + let ans = 0; |
| 149 | + |
| 150 | + let up = new Array(m+1); |
| 151 | + let left = new Array(m+1); |
| 152 | + |
| 153 | + for(let i = 0; i <= m; i++) { |
| 154 | + up[i] = new Array(n+1).fill(0); |
| 155 | + left[i] = new Array(n+1).fill(0); |
| 156 | + } |
| 157 | + |
| 158 | + for(let i = 0; i < m; i++) { |
| 159 | + for(let j = 0; j < n; j++) { |
| 160 | + if(grid[i][j] === 1) { |
| 161 | + up[i+1][j+1] = up[i][j+1] + 1 |
| 162 | + left[i+1][j+1] = left[i+1][j] + 1; |
| 163 | + |
| 164 | + let len = Math.min(up[i+1][j+1], left[i+1][j+1]); |
| 165 | + |
| 166 | + while(len) { |
| 167 | + if (i+1 >= len && j+1 >= len &&left[i-len+2][j+1] >= len && up[i+1][j-len+2] >= len) break; |
| 168 | + |
| 169 | + len--; |
| 170 | + } |
| 171 | + ans = Math.max(ans, len); |
| 172 | + |
| 173 | + } |
| 174 | + } |
| 175 | + } |
| 176 | + |
| 177 | + return ans * ans; |
| 178 | +}; |
| 179 | + |
| 180 | +``` |
| 181 | + |
| 182 | +**复杂度分析**: |
| 183 | +- 时间复杂度: $O(m*n*min(m,n))$ |
| 184 | +- 空间复杂度:$O(m*n)$ |
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