DNA 比对

题目描述

脱氧核糖核酸即常说的DNA,是一类带有遗传信息的生物大分子。它由4种主要的脱氧核苷酸(dAMP、dGMP、dCMT和dTMP)通过磷酸二酯键连接而成。这4种核苷酸可以分别记为:A、G、C、T。 

    DNA携带的遗传信息可以用形如:AGGTCGACTCCA.... 的串来表示。DNA在转录复制的过程中可能会发生随机的偏差,这才最终造就了生物的多样性。

    为了简化问题,我们假设,DNA在复制的时候可能出现的偏差是(理论上,对每个碱基被复制时,都可能出现偏差):

 1. 漏掉某个脱氧核苷酸。例如把 AGGT 复制成为:AGT

    2. 错码,例如把 AGGT 复制成了:AGCT

    3. 重码,例如把 AGGT 复制成了:AAGGT

    如果某DNA串a,最少要经过 n 次出错,才能变为DNA串b,则称这两个DNA串的距离为 n。

    例如:AGGTCATATTCC 与 CGGTCATATTC 的距离为 2

    你的任务是:编写程序,找到两个DNA串的距离。 

【输入、输出格式要求】

    用户先输入整数n(n<100),表示接下来有2n行数据。

    接下来输入的2n行每2行表示一组要比对的DNA。(每行数据长度<10000)

    程序则输出n行,表示这n组DNA的距离。

    例如:用户输入:

3

AGCTAAGGCCTT

AGCTAAGGCCT

AGCTAAGGCCTT

AGGCTAAGGCCTT

AGCTAAGGCCTT

AGCTTAAGGCTT

则程序应输出:

1

1

2


思路分析

看了好几篇动态规划的文章,终于明白这个题是怎么做的了,后天就是决赛了,只能水一把了~

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与其说是DNA比对,不如说是字符串比对,用户输入两个字符串str1和str2,我们把str1作为标准串,由str2变为标准串可以通过重复,丢失和修改三种方法。

重复就是str1[i]=A , str1[i+1]=C , str[i+2]=T ,而对应的str2[i]=A ,str2[i+1] = A ,str2[i+2]=C

丢失就是str1[i]=A , str1[i+1]=C , str[i+2]=T ,而对应的str2[i]=A ,str2[i+1] = T

修改就是str1[i]=A , str1[i+1]=C , str[i+2]=T ,而对应的str2[i]=A ,str2[i+1] = G,str2[i+2]=T

我们假设str1的长度为len1,str2的长度为len2,用数组dp[len1][len2]表示str2变化为str1最少需要几步,也就是我们最后的答案。

我们把这个问题细化,假设dp[i][j]表示str2的字串str1[0]~str1[i-1]变成str1的字串str2[0]~str2[j-1]最少需要的步数

那么对于dp[i][j]可能有两种情况:

str1[i] == str2[j] ,这个时候,dp[i][j] = dp[i-1][j-1]

str1[i] != str2[j] ,这个时候,分为三种情况:

重复的情况:dp[i][j] = dp[i][j-1] +1

ACT

ACTT

dp[3][4] = dp[3][3] +1,因为此时str2的子串比str1的子串多出了一个字符,所以让j回到多出的那个字符前面再进行比较,得到dp[i][j-1]然后在进行了一步重复操作,所以+1

丢失的情况:dp[i][j] = dp[i-1][j] +1

ACTT

ACT

dp[4][3] = dp[3][3] +1 ,因为此时str2的子串比str1的子串丢失了一个字符,所以让i回到丢失的那个字符的前面在进行比较,得到dp[i-1][j]然后再进行一步丢失操作,所以+1

修改的情况:dp[i][j] = dp[i-1][j-1]+1

ACT

AGT

dp[3][3] = dp[2][2]

dp[2][2] = dp[1][1]+1,因为此时str1的子串和str2的长度相同,但是字符不一样,所以i-1,j-1回到上一个状态,然后再+1


编写代码

show you code:

[cpp]  view plain  copy
  1. #include  
  2. #include   
  3. using namespace std;  
  4. int dp[10000][10000];  
  5.   
  6. int min(int a,int b,int c)  
  7. {  
  8.     int min = (a
  9.     return (min
  10. }   
  11.   
  12. int dp_fun(string &str1,string &str2)  
  13. {  
  14.     int len1 = str1.length();  
  15.     int len2 = str2.length();  
  16.     int i,j;  
  17.     for(i=0;i
  18.     {  
  19.         dp[i][0] = i ;  
  20.     }  
  21.     for(j=0;j
  22.     {  
  23.         dp[0][j] = j ;  
  24.     }  
  25.       
  26.     for(i=1;i<=len1;i++)  
  27.     {  
  28.         for(j=1;j<=len2;j++)  
  29.         {  
  30.             if(str1[i-1] == str2[j-1])  
  31.             {  
  32.                 dp[i][j] = dp[i-1][j-1];    //对应字母相等,dp值不增加   
  33.             }     
  34.             else  
  35.             {  
  36.                 //三个形参分别对应str2在str1的基础上增加,减少和修改的情况   
  37.                 dp[i][j] = min( dp[i][j-1]+1 , dp[i-1][j]+1 , dp[i-1][j-1]+1 );  
  38.             }   
  39.         }  
  40.     }  
  41.     return dp[len1][len2];  
  42. }  
  43.   
  44. int main()  
  45. {  
  46.     int n;  
  47.     string str1,str2;  
  48.     cin>>n;  
  49.     while(n--)  
  50.     {  
  51.         cin>>str1;  
  52.         cin>>str2;  
  53.         cout<
  54.     }  
  55.     return 0;  
  56. }  

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