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### 题目描述补充
**题目:建立邮局**
在一条直线上有n个村庄(或称为点),每个村庄的坐标用一个整数表示。现在政府希望在这些村庄中建立若干个邮局,以便使得所有村庄到其最近的邮局的距离之和最小。请设计一个算法来找出这个最小距离和,并给出邮局的位置。
### 问题分析
这个问题是一个经典的动态规划问题,也被称作“邮局问题”或“区间划分问题”。问题可以分解为:对于给定的村庄集合,找到一种划分方式,将村庄分成若干组,使得每组内的村庄到该组中心(可以假设为组中坐标的中位数或平均值,但在这里我们简化为每个邮局恰好位于一个村庄上)的距离之和最小。
### 算法思路
1. **定义状态**:`dp[i][j]` 表示在前i个村庄中建立j个邮局时的最小距离和。
2. **状态转移**:考虑最后一个邮局建在第k个村庄(k <= i),那么`dp[i][j]`可以由`dp[k-1][j-1] + cost(k, i)`计算得到,其中`cost(k, i)`表示当第k个村庄作为最后一个邮局时,k到i之间所有村庄到该邮局的距离之和。我们需要遍历所有可能的k来找到最小的`dp[i][j]`。
3. **初始化**:`dp[i][1]`显然等于前i个村庄到第i个村庄(即最后一个村庄)的距离之和。
4. **结果**:`dp[n][m]`即为答案,其中n是村庄数量,m是邮局数量。
### 示例代码
以下是使用Python实现的示例代码:
```python
def min_distance(positions, m):
n = len(positions)
positions.sort() # 确保村庄按坐标排序
# 预处理cost数组,cost[i][j]表示从第i个村庄到第j个村庄建立一个邮局时的成本
cost = [[0] * n for _ in range(n)]
for length in range(2, n + 1):
for i in range(n - length + 1):
j = i + length - 1
mid = (i + j) // 2
for k in range(i, j + 1):
cost[i][j] += abs(positions[k] - positions[mid])
# 动态规划求解
dp = [[float('inf')] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
for i in range(1, n + 1):
dp[i][1] = cost[0][i - 1]
for j in range(2, m + 1):
for i in range(j, n + 1):
for k in range(j - 1, i):
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[k][j - 1] + cost[k][i - 1])
return dp[n][m]
# 示例
positions = [1, 2, 3, 6, 7, 9, 12]
m = 3
print("最小距离和:", min_distance(positions, m))
```
### 注意
- 上述代码中的`cost`数组预处理了任意连续村庄区间建立一个邮局时的成本,这可以优化状态转移时的计算量。
- 由于题目要求不使用表情符号,并且可能需要精简内容,上述代码和描述已经尽量保持简洁。
- 对于PHP和JavaScript的实现,思路相同,只是语法和函数库的使用上会有所不同,但核心的动态规划思想和状态转移方程是一致的。
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