编写一个python函数,给定一个DNA序列,该函数可检测序列中是否存在大小为k的重复子序列(其中k应该作为参数传递给函数)。结果是一个字典,以子序列作为键,以它们的频率作为值。要用BoyerMoore算法!
时间: 2024-09-28 16:11:38 浏览: 26
在Python中,我们可以使用Boyer-Moore字符串搜索算法来查找重复的子序列。Boyer-Moore算法是一种高效的字符串搜索算法,它利用了已知字符不存在的位置信息,跳过不必要的比较,加快搜索速度。这里我们首先需要编写一个Boyer-Moore哈希函数来辅助查找,然后遍历整个DNA序列,检查每个可能长度为k的子序列。
以下是一个简单的实现示例:
```python
def boyer_moore_k_mers(dna_sequence, k):
# 定义哈希表存储子序列及其出现次数
subsequence_hash = {}
# 定义Boyer-Moore哈希函数
def bad_char_shift(pattern, text, index):
for i in range(len(pattern)):
if pattern[i] != text[index + i]:
return len(pattern) - (i + 1)
return 0
# 使用滑动窗口从头开始查找
for i in range(len(dna_sequence) - k + 1): # 避免越界
pattern = dna_sequence[i:i+k]
# 使用Boyer-Moore优化查找
skip = bad_char_shift(pattern, dna_sequence, i)
while skip > 0 and i + skip < len(dna_sequence) - k + 1:
if dna_sequence[i + skip:i + k+skip] == pattern:
subsequence_hash[pattern] = subsequence_hash.get(pattern, 0) + 1
skip = bad_char_shift(pattern, dna_sequence, i + skip)
else:
skip += min(skip, len(pattern))
return subsequence_hash
# 示例DNA序列和子序列长度
dna_sequence = "ATCGTACCGTCGT"
k = 4
# 调用函数并打印结果
result = boyer_moore_k_mers(dna_sequence, k)
for subseq, freq in result.items():
print(f"子序列 '{subseq}' 出现 {freq} 次")
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