Sachverhalt:
A.
Die Parzelle Nr. HO4277 in Zürich ist 9'354 m2 gross und liegt in der Wohnzone W3. Darauf steht seit 1974 das Hochhaus "N._". Die Parzelle bildet den Perimeter eines privaten Gestaltungsplans, der am 4. Juli 2016 in Kraft trat. Am 20. September 2016 erteilte der Stadtrat der Stadt Zürich die Baubewilligung für den Neubau eines Hotels und einer Doppelvilla samt Unterniveaugaragen und Autoabstellplätzen auf dem Grundstück. Diese Baubewilligung ist rechtskräftig.
Der Gemeinderat der Stadt Zürich verabschiedete am 30. November 2016 eine Teilrevision der kommunalen Bau- und Zonenordnung vom 23. Oktober 1991 (BZO 91/99). Die Parzelle Nr. HO4277 wird damit der Wohnzone W4 zugeteilt. Die Baudirektion des Kantons Zürich genehmigte die Teilrevision der BZO (im Folgenden: BZO 2016) mit hier nicht interessierenden Ausnahmen am 5. Juli 2017.
Am 2. Oktober 2017 erhoben unter anderem A._ und B._, C.C._ und D.C._, E._, F.F._ und G.F._, H.H._ und I.H._, J._ und K._ sowie L.L._ und M.L._ Rekurs. Das Baurekursgericht des Kantons Zürich führte einen Augenschein durch und wies am 8. Juni 2018 den Rekurs ab, soweit es darauf eintrat. Eine dagegen erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 7. März 2019 ab.
B.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht vom 17. Mai 2019 beantragen die genannten Personen, das Urteil des Verwaltungsgerichts und der Gemeinderatsbeschluss vom 30. November 2016 sowie die Genehmigungsverfügung der Baudirektion vom 5. Juli 2017 seien aufzuheben, soweit damit die Parzelle Nr. HO4277 der Wohnzone W4 zugeschieden und diese Festlegung genehmigt worden sei. Die Stadt Zürich sei einzuladen, dieses Grundstück unter gebührender Berücksichtigung der massgeblichen tatsächlichen Verhältnisse - namentlich der Zonierung der umliegenden Grundstücke - einer Zone mit reduzierter Ausnützung und Gebäudehöhe (insbesondere im Fall einer Arealüberbauung) zuzuscheiden sowie den Zonenplan entsprechend neu festzusetzen und genehmigen zu lassen. Eventualiter sei die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Das Verwaltungsgericht und die Hotel N._ AG beantragen, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Die Baudirektion und der Gemeinderat schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das ebenfalls zur Vernehmlassung eingeladene Bundesamt für Raumentwicklung (ARE) hat auf eine Stellungnahme verzichtet. Die Beschwerdeführer halten in ihrer Replik an ihren Anträgen und Rechtsauffassungen fest.
Erwägungen:
1.
1.1. Das Urteil des Verwaltungsgerichts ist ein kantonal letztinstanzlicher Endentscheid (Art. 86 Abs. 1 lit. d und Art. 90 BGG), der das Bau- und Planungsrecht betrifft. Dagegen steht grundsätzlich die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht offen (Art. 82 lit. a BGG). Die Beschwerdeführer sind gemäss den Feststellungen des Verwaltungsgerichts Eigentümer und Bewohner von Liegenschaften, die entweder direkt an die Parzelle Nr. HO4277 angrenzen oder von dieser rund 50 m entfernt liegen. Sie werden deshalb durch die Neuzonierung, die eine höhere Ausnützung erlaubt, belastet und sind zur Beschwerde berechtigt (Art. 89 Abs. 1 BGG; BGE 141 II 50).
Unzulässig ist der Antrag der Beschwerdeführer, auch der Gemeinderatsbeschluss sowie die Genehmigungsverfügung der Baudirektion seien aufzuheben. Diese sind durch den Entscheid des Verwaltungsgerichts ersetzt worden (Devolutiveffekt) und gelten als inhaltlich mitangefochten (BGE 136 II 539 E. 1.2 S. 543; 134 II 142 E. 1.4 S. 144; je mit Hinweis).
Auf die rechtzeitig erhobene Beschwerde ist im Übrigen einzutreten.
1.2. Der rechtserhebliche Sachverhalt geht aus den Akten hinreichend hervor. Auf die Durchführung eines Augenscheins kann daher verzichtet werden.
2.
2.1. Die Beschwerdeführer machen unter Berufung auf Art. 9 Abs. 1 RPG (SR 700) geltend, die Zuweisung der umstrittenen Parzelle zur Wohnzone W4 widerspreche dem regionalen Richtplan vom 21. Juni 2017. Dieser sehe für das Gebiet eine mittlere Dichte vor, was einer zweigeschossigen Wohnzone entspreche. Dabei sei zu berücksichtigen, dass die Parzelle rund eine Hektare gross sei und damit geeignet, das Quartier massgeblich zu prägen.
2.2. Der Richtplantext des regionalen Richtplans der Stadt Zürich enthält ein Zielbild für den Zeitraum bis 2040. Kartografisch werden die erwünschten Nutzungsdichten dargestellt, wobei nur die höchsten drei von insgesamt fünf Dichtestufen (sehr hohe, hohe und mittlere Dichte) zur Anwendung kommen. Eine Tabelle zeigt auf, welche Bauzonen in etwa der jeweiligen Personendichte gemäss Zielbild entsprechen (a.a.O., S. 20-22). Das Verwaltungsgericht hält dazu unter Bezugnahme auf einen Mitbericht des kantonalen Amts für Raumentwicklung fest, die Abgrenzung der Dichtestufen sei schematisch und die angegebene mittlere Nutzungsdichte könne nicht direkt auf die bauliche Dichte einzelner Grundstücke bezogen werden. Der Nutzungsplanung verbleibe ein weiter Spielraum. Die Zuordnung eines einzelnen Grundstücks zu einem anderen Zonentyp als demjenigen, der als Äquivalent zur vorgesehenen Dichte bezeichnet werde, stelle daher keine Abweichung vom Richtplan dar.
2.3. Diese Auffassung des Verwaltungsgerichts entspricht der Natur der Richtplanung und ist nicht zu beanstanden. Bereits aus dem Wortlaut des Richtplantexts ("erwünschte Nutzungsdichten") geht hervor, dass es sich nicht um im Detail verbindliche Vorgaben handelt, die die Zoneneinteilung der Nutzungsplanung vorwegnehmen. Das kartografische Zielbild stellt dementsprechend nur in sehr schematischer Weise die erwünschten Nutzungsdichten dar. Es geht daraus ohne Weiteres hervor, dass diese grossräumig zu verstehen sind und sich nicht auf die Nutzung einzelner Parzellen beziehen, selbst wenn sie überdurchschnittlich gross sind. Dies steht in Einklang mit § 30 Abs. 3 des Planungs- und Baugesetzes des Kantons Zürich vom 7. September 1975 (PBG; LS 700.1), wonach der Siedlungsplan des regionalen Richtplans die "anzustrebende" bauliche Dichte "gemeinde- oder gebietsweise" festlegen kann. Auch die Beschreibung in der zum kartografischen Zielbild gehörigen Legende weist darauf hin, dass den Vorgaben lediglich eine grobe Orientierungsfunktion zugedacht ist. Danach ist die Gliederung des Siedlungskörpers geprägt durch Topografie und Stadtgeschichte. Weiter wird in sehr allgemein gehaltenen Worten ausgeführt, dass sich in den Talbereichen die Zentrumszonen mit sehr hohen Nutzungsdichten fänden, im Anschluss Gebiete mit hohen Dichten und nur an den Hanglagen und im Übergang zu den siedlungsorientierten Freiräumen Gebiete mit mittlerer Dichte lägen. Wenn das Verwaltungsgericht vor diesem Hintergrund davon ausgeht, die Zuordnung eines einzelnen Grundstücks zu einem anderen als der erwünschten Dichte entsprechenden Bauzonentypus sei zulässig, steht dies nicht im Widerspruch zum Richtplan.
3.
3.1. Die Beschwerdeführer sind der Ansicht, die neue Zonierung lasse sich durch die Geschichte des Grundstücks nicht rechtfertigen. Auf dem Areal sei einst ein Kurhaus von beschränkter Grösse gestanden. Auch zum Grand Hotel N._ bestehe kein nutzungsplanerischer Bezug, weshalb die Ausführungen des Verwaltungsgerichts zum angeblichen Zusammenhang zwischen den beiden Hotels unhaltbar seien. Ohnehin spiele es für die Nutzungsplanung, die die künftig erlaubte Überbauung vorgebe, keine Rolle, ob die heutigen Bauten einen Fremdkörper im Quartier darstellten. Weiter kritisieren sie den "nutzungsplanerisch verfehlten Zonensprung", der zwischen der strittigen Parzelle und dem benachbarten, in der zweigeschossigen Wohnzone W2b gelegenen Quartier entstehe. Das allgemeine Ziel der Verdichtung könne im betroffenen, sensiblen Bereich nicht als Rechtfertigung dienen. In diesem Zusammenhang heben sie insbesondere die Möglichkeit der Arealüberbauung hervor, machen aber gleichzeitig geltend, eine solche würde den Anforderungen von § 71 PBG widersprechen. Sie verlangen, dass die Parzelle stattdessen der Wohnzone W4b zugewiesen werde, weil diese auf verdichtungssensible Quartiere zugeschnitten sei. Dies sei auch insofern die adäquatere Lösung, als das betroffene Gebiet gemäss dem Bundesinventar der schützenswerten Ortsbilder der Schweiz (ISOS) vor überdimensionierter Überbauung zu bewahren sei.
3.2. Gemäss Art. 3 Abs. 1 und Abs. 2 lit. b RPG haben die mit Planungsaufgaben betrauten Behörden unter anderem den Grundsatz zu beachten, wonach sich Siedlungen, Bauten und Anlagen in die Landschaft einordnen sollen. Im Rahmen der Nutzungsplanung sind die in Betracht fallenden öffentlichen und privaten Interessen zu erfassen und im Hinblick auf die anzustrebende räumliche Entwicklung und im Licht der Ziele und Grundsätze der Raumplanung gegeneinander abzuwägen (Art. 1 und 3 RPG; Art. 2 und 3 RPV [SR 700.1]). Die verschiedenen Planungsziele und Planungsgrundsätze gemäss Art. 1 und 3 RPG bilden Entscheidungskriterien und Zielvorgaben, die keine absolute Geltung beanspruchen, sondern im Rahmen der Interessenabwägung mit und gegen andere, möglicherweise widersprechende Planungsgrundsätze und anderswo gesetzlich fixierte Zielvorschriften abgewogen werden müssen. Ob die Interessen vollständig erfasst worden sind, ist eine Rechtsfrage. Die relative Gewichtung der potenziell widerstreitenden Interessen ist jedoch weitgehend eine Ermessensfrage, in welche das Bundesgericht nur eingreifen kann, wenn das Planungsermessen willkürlich ausgeübt worden ist. Das Bundesgericht auferlegt sich insbesondere Zurückhaltung, soweit die Beurteilung von einer Würdigung der örtlichen Verhältnisse abhängt, wie namentlich bei der Überprüfung von Raumplänen (Art. 2 Abs. 3 RPG; zum Ganzen: BGE 134 II 97 E. 3.1 S. 99 f.; 119 Ia 362 E. 3a S. 366 und E. 5a S. 372; Urteil 1C_230/2017 vom 24. Mai 2018 E. 5.1; je mit Hinweisen).
3.3. Das Verwaltungsgericht legt dar, die unterschiedliche Behandlung der Parzelle Nr. HO4277 rechtfertige sich mit der Geschichte des Grundstücks. Es bilde zusammen mit dem Grand Hotel N._ Teil einer Anlage und stelle insofern auch keine "Insel" innerhalb der Wohnzone W2b dar. An diese grenze es nur auf drei Seiten. Diese Auffassung ist entgegen der Kritik der Beschwerdeführer haltbar. Die Berücksichtigung der Geschichte eines Grundstücks und der aktuellen Überbauung steht als solche nicht im Widerspruch zu den Planungsgrundsätzen. Der Zusammenhang zwischen dem Hochhaus N._ und dem Grand Hotel N._ ist zwar kein unmittelbarer, doch liegen beide am Waldrand in nächster Nähe zueinander und sind durch die Bahn N._ verbunden.
Weiter wird im angefochtenen Entscheid ausgeführt, dass der beanstandete Massstabssprung im Wesentlichen bereits mit der Bau- und Zonenordnung 91/99 geschaffen worden sei. Bei der hier umstrittenen Umzonung handle es sich grundsätzlich um eine technische Anpassung: Die Geschosszahlen der Wohnzonen W3-W5 (und teilweise auch der Wohnzone W2) würden sich erhöhen, weil das bisherige anrechenbare Untergeschoss durch ein Vollgeschoss ersetzt werde. Diese Ausführungen werden durch den Erläuterungsbericht nach Art. 47 RPV vom 1. Oktober 2014 bestätigt. Danach geht die Erhöhung der maximalen Zahl Vollgeschosse um jeweils ein Geschoss mit der Streichung des anrechenbaren Untergeschosses einher und wirkt sich deshalb die Erhöhung der Ausnützungsziffer und der maximalen Gebäudehöhe für die Regelbauweise im Ergebnis nicht stark auf das Erscheinungsbild aus (a.a.O., S. 56 f.). Dessen ungeachtet sind Massstabssprünge, wie sie die Beschwerdeführer kritisieren, in der Nutzungsplanung unausweichlich. Das Verwaltungsgericht hält denn auch fest, dass an zahlreichen anderen Orten in der Stadt Zürich zwei- und viergeschossige Wohnzonen direkt aneinander grenzen. Ein Verstoss gegen Bundesrecht ist darin nicht zu erblicken.
Soweit die Beschwerdeführer auf die Vorgabe des ISOS hinweisen, den Bereich beim Hochhaus N._ vor überdimensionierter Bebauung zu bewahren, und befürchten, durch die Möglichkeit der Arealüberbauung werde eine damit unvereinbare Ausnützung möglich, geht ihre Kritik ebenfalls ins Leere. Die BZO verschafft einem künftigen Bauherrn keine Garantie, ein Projekt mit den definierten Höchstmassen verwirklichen zu können (vgl. Urteil 1C_398/2015 vom 9. August 2016 E. 5.6 mit Hinweis). Vielmehr stellt das kantonale Recht für Arealüberbauungen erhöhte Anforderungen an die Gestaltung: § 71 PBG sieht vor, dass die Bauten und Anlagen sowie deren Umschwung besonders gut gestaltet sein müssen (Abs. 1) und bei der Beurteilung insbesondere die Beziehung zum Ortsbild sowie zur baulichen und landschaftlichen Umgebung zu beachten ist (Abs. 2 lit. a). Das Verwaltungsgericht hält insofern zu Recht fest, dass die Erfüllung der gesetzlichen Voraussetzungen erst im Rahmen der Prüfung eines konkreten Baugesuchs beantwortet werden könne. Eine mit dem Bundesrecht unvereinbare Beeinträchtigung der Vorgaben des ISOS durch die vorliegend umstrittene Zonenplanrevision ist jedenfalls nicht erstellt (vgl. zur Berücksichtigung des ISOS in der Nutzungsplanung und dem in dieser Hinsicht bestehenden Beurteilungsspielraum der Gemeinden BGE 135 II 209 E. 2.1 S. 212 f.; Urteil 1C_488/2015 vom 24. August 2016 E. 4.3 und 4.5.5; je mit Hinweisen).
Insgesamt lässt der angefochtene Entscheid unter Berücksichtigung des der Gemeinde in diesem Bereich zustehenden Ermessensspielraums (vgl. E. 3.2 hiervor) keine Bundesrechtsverletzung erkennen.
4.
Die Beschwerde ist aus diesen Erwägungen abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind die Gerichtskosten den Beschwerdeführern aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Die Beschwerdeführer haben die Hotel N._ AG angemessen zu entschädigen (Art. 68 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 6'000.-- werden den Beschwerdeführern auferlegt.
3.
Die Beschwerdeführer haben die Hotel N._ AG mit Fr. 3'000.-- zu entschädigen.
4.
Dieses Urteil wird den Beschwerdeführern, dem Gemeinderat von Zürich, der Baudirektion des Kantons Zürich, der Hotel N._ AG, der Bahn N._ AG, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 3. Abteilung, 3. Kammer, und dem Bundesamt für Raumentwicklung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 27. Februar 2020
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Chaix
Der Gerichtsschreiber: Dold