Question

我遇到与反向翻译有关的问题问题本身可以表述为：给定20个唯一字母的字符集（对应于20个氨基酸），每个字母表由3个字符组成的代码生成[来自A，T，G，C的任何3个]。产生编码给定氨基酸序列/串的所有可能的核苷酸序列对于20种氨基酸，存在64种可能的核苷酸[ATGC]组合。例如：由字母K表示的赖氨酸由两个三联体（=密码子），AAA和GAA编码。

正向翻译很好，因为我可以将三联体映射到氨基酸代码，但问题在于反向翻译，其中三联体的各种组合是可能的，因为大多数氨基酸可以由多个密码子编码。

这是我的计划的基本框架：

 //Map all Amino Acids with their corresponding codons.
std::map<std::string, string, std::less<std::string> >  somevar;
somevar["K"]="AAA|GAA";......so on.

//Take input in string of Amino Acid single letter codes.
//Split each Amino acid into corresponding codons using stringstream
while(std::getline(ss, token, '|')){}

//Store the values in vector.

第一个问题：由于我不知道输入字符串的大小，我需要动态矢量数组或矢量矢量。（简单地说，如果发生类似KK的事情，将会有两个数组类型变量存储KK的所有三元组。）是否有某种方法可以消除这种冗余（直接查看某个表）？

//Pass the arrays to a function which will return all possible permutations.

第二个问题：解决第一个问题之后，我想用给定的氨基酸串创建所有可能的核苷酸序列组合。（即，从每个新创建的数组（组）得到的所有可能的组合）。 /> KK将导致：AAAGAA，AAAAAA，GAAAAA，GAAGAA。

唯一的限制是复杂性应该是~O（n ^ 2），我想知道我是否可以递归地执行它，或者是否在c ++中有一些内置的函数/库可以帮助我生成所有给定（可变）数据集的可能排列。

编辑：另一个例子假如随机字母A有3个密码子，字母Y有5个，那么组合总数将是3 * 5。

如果M = AAT，ATA和N = GTT，AGT，TGT，那么结果将是1）AATGTT，2）ATAGTT，3）AATAGT，4）AATTGT，5）ATAAGT，6）ATATGT

Answer 1

以下可能会有所帮助：

std::vector<std::string> translate(const std::vector<std::string>& v,
                                const std::map<std::string, std::vector<std::string>>& mapping)
{
    if (v.empty()) {
        return {};
    }
    std::vector<std::string> res = {""};

    for (const auto& s : v) {
        std::vector<std::string> tmp;

        for (const auto& seq : mapping.at(s)) {
            for (const auto& old: res) {
                tmp.push_back(old + seq);
            }
        }
        res = std::move(tmp);
    }
    return res;
}

使用：

v要翻译的序列
mapping "K"和{"AAA", "GAA"}

Live example

Answer 2

你真的想得到所有排列（所有可能的密码子排序），或者所有可能的字母翻译成密码子（更像是同音异义替换）吗？

如果是后者，对于你的问题2，如果所有字母都有2个可能的密码子（远远超过O（n ^ 2）），则输出字符串的数量将为O（2 ^ n）。

你仍然可以通过递归函数相对简单地使用它（或者不像@Jarod42那样）。

对于你的问题1，我认为你的程序输入实际上是一种存储输出的紧凑方式...... 对于一个输入字符串，您的返回类型可以是std::vector<std::string>，因此您可以为所有输出字符串找到std::vector<std::vector<std::string> >吗？

创建给定变量集的所有可能排列

2 个答案: