在字符串中搜索序列.脱氧核糖核酸

Search a sequence in a string. DNA

本文关键字:脱氧核糖核酸 搜索 字符串      更新时间:2023-10-16

我需要做一个程序,将3分离为字符串大小,并与给定的同一字符串中的其他3序列进行比较。我来解释一下。

用户介绍这个DNA字符串="ACTGCGACGGTACGCTTCGACGTAG"例如。我们从n=3开始,也就是说,我们取DNA中的前三个特征进行比较。

第一个字符是:"ACT",我们需要将其与其他三个序列进行比较,如[CTG,TGC,GCA…直到最后]。

如果我们找到另一个等于"ACT"的序列,我们就保存这个位置。这里是另一个例子:

DNA:"ACTGCGACGGTACGCTTCGACGTAG",我们在他的位置上发现了这个序列:

  1. ACG:7-12-20
  2. CGA:5-18
  3. GAC:6-19
  4. GTA:10-22
  5. CGAC:5-18
  6. GACG:6-19
  7. CGACG:5-18数字是序列开始的位置:

ACTGCGACGGTAC GCTTCGACGTAG

你可以看到,当n=3,增量为1时,我们最终找到n=3,变量传递到n=4,直到n=DNA.size().

我的问题是,我有一个函数可以把字符串分成DNA的一小部分序列,我做了一个push_back()来保存在向量中,然后我可以看看是否有更多的序列,但我不知道如何才能得到位置。

我可以使用库算法,当然,在这个库中有一个函数可以做到这一点,但我对这个库不太了解。

这是我的代码:

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const string DNA = "ACTGCGACGGTACGCTTCGACGTAG";
const size_t taille = DNA.size();
size_t m = 3;
vector<string> v;
/*
struct DNA{
    const string dna;  // chaine saisie pour l'utilisateur
    size_t taille;  // Taille de la chaine
    string chaine;  // Chaine à chercher
};
*/
// what kind of structs can i create? for me it's stupid to make any struct in this program.
bool checkDNA(string &s);
string takeStrings(const string &s,size_t i, size_t m);
void FindSequenceDNA(vector<string>&s,string sq);
size_t incrementValue(size_t &m);

int main(){
    string DNAuser;
    cout << "Introduce the DNA: ";
    cin >> DNAuser;
    bool request;
    cout << boolalpha;
    request = DNAuser.find_first_not_of("AGCT");
    cout << request << endl;
    vector<string> vectorSq;
    size_t auxiliar = 0;
    string r;
    size_t ocurrencies = DNA.size()-2;
    cout << "DNA: " << DNA << endl;
    while(auxiliar<ocurrencies){        // This gonna be works with the ocurriences, from 1 to end.
        r = takeStrings(DNA,auxiliar,auxiliar+m);
        auxiliar++;
        if(r.size()==m){
            vectorSq.push_back(r);
        }
    }
    // string res = takeStrings(DNA,0,3);
    // cout << "res: " << res << endl;
    // cout << "Printing vector: " << endl;
    // I just need to find the other, the practice is almost done.
    for(size_t i = 0; i< vectorSq.size(); i++){
        cout << vectorSq[i] << endl;
    }
    return 0;
}

string takeStrings(const string &s,size_t i, size_t m){
    string result;
    size_t aux=i;
    if(s.size()==0){
        cout << "String is empty." << endl;
    }
    else{
        for(;i<s.size()&&i!=m;i++){
            result+=s[i];
            aux++;
        }
    }
    return result;
}
void FindSequenceDNA(vector<string>&s,string sq){
    if(s.size()==0){
        cout << "DNA invalid." << endl;
    }
    else{
        for(size_t i=0;i<s.size();i++){
            if(sq==s[i]){
                cout << "function: " << endl;
                cout << s[i] << endl; // I need to calculate the real position in the string, not in the vector
            }
        }
    }
}
bool checkDNA(string &s){
    bool res;
    if(s.size()==0 || s.size()<3){
        cout << "DNA invalid" << endl;
    }
    else{
        for(size_t i=0;i<s.size();i++){
            if(s[i]=='A' || s[i]=='C' || s[i]=='G' || s[i]=='T')
            {
                res = true;
            }
            else{
                res= false;
            }
        }
    }
    return res;
}
size_t incrementValue(size_t &m){
    if(m<DNA.size()){
        m++;
    }
    return m;
}

基于Mohit的答案,但可能会重新使用指针,以获得更好的性能(与string.substr相比)

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
static const char* DNAdata = "ACTGCGACGGTACGCTTCGACGTAG";
static const size_t len = strlen(DNAdata);
vector< vector< string > > uniqueKeys(len);
vector< vector< vector<size_t> > > locations(len);

void saveInfo(const char* str, size_t n, size_t loc) {
   vector<string>& keys = uniqueKeys[n-1];
   vector<vector<size_t> >& locs = locations[n-1];
   bool found = false;
   for (size_t i=0; i<keys.size(); ++i) {
      if (keys[i] == str) {
     locs[i].push_back(loc);
     found = true;
     break;
      }
   }
   if (!found) {
      vector<size_t> newcont;
      newcont.push_back(loc);
      keys.push_back(str);
      locs.push_back(newcont);
   }
}
void printInfo(const char* str) {
   cout << str << endl;
   size_t len = strlen(str);
   vector<string>& keys = uniqueKeys[len-1];
   vector<vector<size_t> >& locs = locations[len-1];
   for (size_t i=0; i<keys.size(); ++i) {
      if (keys[i] == str) {
     vector<size_t>& l = locs[i];
     vector<size_t>::iterator iter = l.begin();
     for (; iter != l.end(); ++iter) {
        cout << *iter << endl;
     }
     break;
      }
   }
}
int main() {
   char* DNA = new char[len+1];
   strcpy(DNA, DNAdata);
   char* end = DNA+len;
   char* start = DNA;
   for (size_t n =3; n<=len; ++n) {
      size_t loc = 0;
      char* p = start;   
      char* e = p+n;
      while (e <= end) {     
     char save = *e;
     *e = 0;
     saveInfo(p++, n, loc++);
     *e = save;
     ++e;
      }
   }
   delete[] DNA;
   printInfo("GTA");
   printInfo("ACTGCGACGGTACGCTTCGACGTA");
   return 0;
}

打印全部:

void printAll() {
   for (size_t n=3; n<=len; ++n) {
      cout << "--> " << n << " <--" << endl;
      vector<string>& keys = uniqueKeys[n-1];
      vector<vector<size_t> >& locs = locations[n-1];
      for (size_t i=0; i<keys.size(); ++i) {
     cout << keys[i] << endl;
     vector<size_t>& l = locs[i];
     vector<size_t>::iterator iter = l.begin();
     for (; iter != l.end(); ++iter) {
        cout << *iter << endl;
     }
      }
   }
}

怎么样:

std::map< std::string, std::vectpr<int> > msvi;
std::size_t len = dna.size();
for(size_t from = 0; from < len; ++from) {
  for(size_t sz = 3; sz < len; ++sz) {
    msvi[ dna.substr(from, sz ].push_back(from);
  }
}

这将创建所有大小为3的字符串,并将其保存在地图中的位置。

实时演示链接

仅打印具有2个或多个实例的项目


由于您不想使用std::map,因此可以构造一个trie,如本页所示,它是用C编写的。将树节点更改为:

struct tree_node {
  vector<int> starts;
  struct tree_node *children[26];  /* A to Z */
};