用python编写一个通用的函数:使用Boyer-Moore算法进行跳跃查询一个DNA序列中k大小的子序列,返回一个字典,键是子序列,值是子序列出现的次数。DNA序列和k可以自己设定。必须用到BM算法!不可以擅自更改!!!
时间: 2024-09-30 19:10:41 浏览: 30
Rabin-Karp-algorithm:生物信息学课程的项目分配 (www.fer.unizg.hrpredmetbio)
在Python中,我们可以编写一个基于Boyer-Moore算法的函数来进行跳跃搜索,并统计DNA序列中给定长度的子序列出现的次数。Boyer-Moore算法是一种高效的字符串查找算法,通过预处理的方式跳过不必要的比较,加快搜索速度。以下是使用Python实现的一个示例:
```python
def boyer_moore_search(dna_seq, k):
# 对输入的DNA序列进行ASCII码排序,因为Boyer-Moore算法需要预处理后的数组
dna_chars = sorted(set(dna_seq))
# 创建长度为|dna_chars|的字符偏移数组,存储每个字符后缀的最长后缀匹配信息
skip_array = {char: -1 for char in dna_chars}
skip_array[dna_chars[-1]] = len(dna_chars) - 1
# 构建子序列频率字典
subseq_freq = {}
# 遍历原始DNA序列
for i in range(len(dna_seq) - k + 1):
# 使用预处理的skip_array和子序列进行匹配
skip = skip_array.get(dna_seq[i])
if skip is not None:
j = i + skip
while j < i + k and dna_seq[j] == dna_seq[j - skip]:
j += 1
# 如果找到子序列,更新频率字典
if j == i + k:
subseq = dna_seq[i:i+k]
subseq_freq[subseq] = subseq_freq.get(subseq, 0) + 1
return subseq_freq
# 示例使用
dna_seq = "ATCGTAGCGTCGTACGT"
k = 4
result = boyer_moore_search(dna_seq, k)
print(f"子序列出现次数:{result}")
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