C语言解决生物序列k-mer的检索问题
给定一个DNA序列,这个系列只含有4个字母ATCG,如 S =“CTGTACTGTAT”。给定一个整数值k,从S的第一个位置开始,取一连续k个字母的短串,称之为k-mer(如k= 5,则此短串为CTGTA), 然后从S的第二个位置, 取另一k-mer(如k= 5,则此短串为TGTAC),这样直至S的末端,就得一个集合,包含全部k-mer 。 如对序列S来说,所有5-mer为{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}通常这些k-mer需一种数据索引方法,可被后面的操作快速访问。例如,对5-mer来说,当查询CTGTA,通过这种数据索引方法,可返回其在DNA序列S中的位置为{1,6}。
问题
现在以文件形式给定 100万个 DNA序列,序列编号为1-1000000,每个基因序列长度为100 。
(1)要求对给定k, 给出并实现一种数据索引方法,可返回任意一个k-mer所在的DNA序列编号和相应序列中出现的位置。每次建立索引,只需支持一个k值即可,不需要支持全部k值。
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
(5)假设内存限制为8G,分析所设计索引方法所能支持的最大k值和相应数据查询效率。
(6)按重要性由高到低排列,将依据以下几点,来评价索引方法性能
• 索引查询速度
• 索引内存使用
• 8G内存下,所能支持的k值范围
• 建立索引时间
对问题进行分析:要求对给定k, 给出并实现一种数据索引方法,可返回
任意一个k-mer 所在的DNA 序列编号和相应位置,所给序列中的碱基种类只
有A, C , G , T 四种,根据哈希算法【3】进制转换的思想,令碱基A- > 0,
C- > 1, G- > 2, T- > 3, 从而k- m e r 可以看成一个四进制的序列数, 根
据四进制对十进制的转化方法可得到一个十进制数,当取定一个k
的值时,在每一行的长度为10 0 的碱基序列中,可得到10 0 - k + 1 个
十进制数, 将输入的特定的k 个碱基片段在10 0 万行中以十进制的
形式进行匹配, 程序会输出碱基片段所在的行标, 列标。
敢问大神们 这个程序 用C语言怎么实现 请大神们给出代码,感激不尽