史密斯-沃特曼算法具体实现说明
时间: 2023-08-05 20:51:44 浏览: 40
史密斯-沃特曼算法的具体实现涉及以下步骤:
1. 确定匹配得分矩阵:根据序列中每个字符的相似性,确定匹配、不匹配和空位的得分,构建得分矩阵。
2. 初始化得分矩阵:将得分矩阵中第一行和第一列的值设为0,表示从空序列开始匹配。
3. 计算得分矩阵中的每个元素:根据匹配得分矩阵中的值和动态规划的思想,计算得分矩阵中每个元素的值。具体步骤如下:
a. 对于得分矩阵中除第一行和第一列之外的元素,分别计算三个方向的得分:左上方元素的得分加上匹配得分、上方元素的得分减去惩罚得分、左侧元素的得分减去惩罚得分。取三个得分中的最大值作为当前元素的得分。
b. 如果计算结果小于0,则将得分矩阵中的该元素设为0,表示匹配已经结束。
c. 在计算过程中,记录下得分矩阵中最大的元素值及其位置。
4. 回溯最优路径:从得分矩阵中最大元素的位置开始,根据得分矩阵中元素的值,确定最优匹配路径。具体步骤如下:
a. 从最大元素开始,逆向回溯,每次在三个方向中选择得分最大的方向。
b. 如果得分为0,则匹配结束。
c. 将匹配的字符对应起来,即可得到最优匹配路径。
通过以上步骤,就可以得到两个序列的最优匹配结果。需要注意的是,史密斯-沃特曼算法的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度也为O(n^2),因此在处理较长序列时会比较耗时和耗内存。