一个Nphard问题,我都快把头想破了也没有想出来。(200分)

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很遗憾,这回到北京没空出来玩(在远郊,每天课程都排得满满的:( )。
今天刚刚发现算法中的一个错误——片断偏移量的符号弄反了,纠正之后,在没有误差的
情况下,初步匹配形成的大片断数从100-200锐减至不到20:
初步片断拼接消耗时间:3.17 秒
[初步片断拼接信息]
可拼接片断数=8739
最小匹配对数=6
稀疏索引间隔=5
被成功拼接的片断数=8739
成功拼接片断比率=100.00%
最小吻合比率=95%
拼接过程中的无效匹配数=0
拼接后形成大片断数=15
大片断中的的片断总数=14607
平均每个大片断中的片断数=973.80
拼接片断消耗时间:0.00 秒

我现在对算法的原理进行形象化的描述:
现有两个DNA片断A、B。通过对它们进行索引分析,我们发现它们有超过100个索引是相同
的,可以对它们进行进一步的片段匹配分析。
分析过程中,我们发现在它们的索引交集之中,有十几个索引在A,B中的分部的相对位置
都是一致的:
索引 在A中的位置 在B中的位置
[CATCTTCCATC] 50 320
[TAACGATCTGA] 58 328
[TGTCCTGTTTT] 459 729
[CATCTTCCATC] 124 394
[CCCTTGATTCG] 781 1051
... ... ...
由于匹配对数已经达到索引的最小匹配对数,我们可以初步认为B相对于A的偏移量为:50-
320=-270。
为了进一步确认,最大限度的消除误差的影响,我们对这两个片断的重合部分进行匹配统
计,发现两个片断总共854个位置重叠的元素中,共有847个元素是相同的,已经达到了95%
以上的可信匹配比率。
经过这几道关卡,我们完全可以认为,DNA片断A,B有重合的部分,并且B相对于A的偏移量
是-270。
以上面的匹配算法为基础,我们可以通过一个种子片断,通过匹配连结,最终获得由成百
上千个片断组成的大片断。
正在处理最后的大片断的连接部分。(出差期间没有写程序,耽误了一些时间,见谅!)
 
急需要可操作的完整的实验数据。
完整的程序(含源代码)在我的主页有下载:
http://www24.brinkster.com/creationzy/myprg.htm
不断更新中。
 
你的sina信箱不能收信了,在这里和你联系把。
你要的数据我会尽快给你找到。
另外,你能完整的描述一下你的算法吗?
我看你的源码注释很少,加上我本身不是学计算机的,算法底子很浅,看起来比较费劲
 
已经完稿,请到我的主页去下载程序及源代码。
在误差小于等于1%的时候效果很好,一旦误差超过4%...
最小吻合比率应该视数据误差而定,一般为 100%-2.5*误差。
我发现一次性完全拼接似乎是多余的,因此没有实现。在实际操作时,可以在初步拼接之后
用“从文件读取”,选择上一次生成的最终DNA文件(默认为 Final.txt)即可将上一次的结
果作为原始数据,进行再次拼接。(注意到每次拼接之后片段的平均长度都会变大,为了提高
效率,每次都应该增大“最小索引匹配对数”和“稀疏索引间隔”的值)。
 
几个问题:
1、该算法的复杂度多少?也可以说再多大的数量级上(原始序列的长度),完成最终的拼接工作所需的总共时间是多少?能不能给个大概的估计值。
 
2、你的主页上面没有源程序啊?
3、能不能具体的讲一讲你的建索引的过程和"得到每个索引在片断中的偏移量,这样形成两个数组"的过程(我想我还是先看看程序再说吧,我没有下载到你的程序)
谢谢你了,有时间一定请客。
有什么我能帮上忙的,讲话就行!
 
现在特别想拿到源程序好好看一看。有一点儿像吸毒的人想吗啡的感觉。
其实这个东西是给mm写的,他们在做这方面的工作,进展不是很顺利。我的任务是将你的算法用c来实现,然后在Linux下面运行通过,我不知道自己能不能完成。
自己在学习GIS的二次开发,JAVA的,进展不顺利,资料太少。
另外,你有关于后缀树的资料吗?最好是中文的,其中的一个部分要用到后缀树的算法。
最后,你做的东西中好像没有考虑到DNA中的重复序列的问题,DNA不是完全随机的,它有很多的重复序列,这样会影响到最终的拼接结果。现在正在解决的问题就是如何标记出重复序列,大家讨论的结果就是用后缀树的数据结构来完成,能不能给点你认为的思路?
 
再次感谢。
 
我好像也学过数据结构,怎么就压根没听说过“后缀树”?失败呀。
老大,我的程序完全可以用Kylix3在Linux下编译的,我昨天刚试过的,不用翻译。(只不过
运行速度好像还不到Windows的1/20——不懂呀)
我的算法有进度条显示的,你准备好1G以上的CPU,500M以上的内存,再加上些许的耐心即可。
主页现在好像有些问题...
 
后缀树:suffix tree。www.google.com上面英文的资料很多,用来做字符串匹配的。不过看得不是太明白。
翻译成纯C是为了将程序并行处理,也许曙光的服务器对Kylix编译的东西支持不好吧?谁知道呢,反正人家的要求是用纯C
我的CPU是1.4的,内存小了点儿,256的,不过是Rambus的。:-)
能把源程序发给我一份吗?
 
多谢乔兄!
我下载了一分资料,看了几页,好像这种算法是用于精确匹配的,不适合您提出的不精确
匹配的情况。
我用你给出的实验数据进行了匹配试验,其中有一个结果是:两个长度均在1000上下的片
断A、B,我的匹配算法发现B相对A的偏移量为200多。然后,我将A截断200多以后,和B分别
存入两个文件,用我的工具对两个文件进行XOR操作,发现:这两个文件的头、尾均有约数
十字节的异或值不为零,而中部的近800个字节中,只有两个零星的XOR值不为0。像这样的
数据,我认为只能依靠模糊匹配,而我的基于索引匹配的算法是完全可以做到的。
当然,我现在的算法虽然基本上实现了模糊匹配的功能,但是它的时空复杂度还有待改进
——在最坏的情况下,拼接片断算法的时间复杂度为 O(AvgLen^2*n^3),即片断的平均长度
的平方乘以片断数的三次方——太可怕了(生成索引及索引匹配的时间复杂度分别为O(n*
AvgLen*Log2(AvgLen))以及O(n*(每片断对应的索引数*每索引对应的片段数+n)))。由于精
力的关系,我目前还没有采用最复杂但效率最高的算法(可能将算法复杂度中的指数减掉2-
3!)。
 
并不是这样的,也可以进行模糊匹配的。要改变一下结构
我正在学习中,有了心得讨论一下。
这个我结了,还有什么发信给我好了。
 
接受答案了.
 

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