基因序列相似性问题CCR版(KM模式匹配)

【题十五】基因序列相似性问题(dna.cpp/c/pas)

师大附中 陈超锐

内存限制256MB  时间限制1s

 

【题目背景】

最长公共子序列问题是生物信息学中序列比对问题的一个特例。这类问题在分子生物学和模式识别中有广泛应用。其中最主要的应用是测量基因序列的相似性。在演化分子生物学的研究中发现，某个重要的DNA序列片段常出现在不同的物种中。在测量基因序列的相似性时，如果需要特别关一个具体的DNA序列片段，就要考察带有子串包含约束的最长公共子序列问题。

【题目描述】
这个问题可以具体表述如下：给定2个长度分别为m和n的DNA序列X和Y，以及一个长度为p的模式子串P．带有子序列包含约束的最长公共子序列问题就是要找出x和Y的不包含P为其子串的最长公共子序列。
　　例如，如果给定的DNA序列x和Y分别为X=AATGCCTAGGC，Y=CGATCTGGAC，模式子序列P=TGGC，则子序列ATCTGGC是X和Y的一个无约束的最长公共子序列，而不包含P为其子串的最长公共子序列是ATCTGC(可能不唯一)。
编程任务：找出给定序列X和Y带有不包含子串P约束的最长公共子序列。

【输入格式】(dna.in)

文件的第1行中给出正整数m,n,p，分别表示给定序列X和Y以及模式子串P的长度。m<200,n<200,p<200。接下来的3行分别给出序列X和Y以及模式子串P。

【输出格式】(dna.out)

将计算出的X和Y带有不包含子串P约束的最长公共子序列的长度输出，不存在则长度为0。

【样例输入】

11 10 4

AATGCCTAGGC

CGATCTGGAC

TGGC

【样例输出】

6

【数据范围】

对于20%的数据：0<n,m,p<=10;

对于60%的数据，0<n,m,p<=100

对于100%的数据：0<n,m,p<=200；

一年多没写KMP了各种伤不起……

仅仅是隐约记得pre的含义是(将1-i的后半段与1-pre[i]匹配)

结点好不容易知道std的标程大概咋回事了居然WA

原因是k必须在最内层循环……(想想也是f[i][j]k]更新的f[i+1][j+1][t],t有可能在k前面)

f[i][j][k]自然表示a匹配到i,b匹配到j时,最后几位与模式串p匹配最后(前面不影响)匹配到第k位时的最大匹配长度

#include<cstdio>#include<cstdlib>#include<algorithm>#include<iostream>#include<functional>#include<cstring>#include<cmath>#include<cctype>using namespace std;#define For(i,n) for(int i=1;i<=n;i++)#define Fork(i,k,n) for(int i=k;i<=n;i++)#define Rep(i,n) for(int i=0;i<=n;i++)#define MAXN (200+10)char a[MAXN],b[MAXN],c[MAXN];int n,m,p;int f[MAXN][MAXN][MAXN];int pre[MAXN];void kmp(){pre[0]=-1,pre[1]=0;int j=0;Fork(i,2,p+1) {if(j^-1&&c[i]^c[j+1]) j=pre[j];pre[i]=++j; }}int main(){freopen("dna.in","r",stdin);freopen("dna.out","w",stdout);scanf("%d%d%d",&n,&m,&p);scanf("%s%s%s",a+1,b+1,c+1);kmp();memset(f,128,sizeof(f));f[0][0][0]=0;Fork(i,0,n)Fork(j,0,m)Fork(k,0,p-1){if (!f[i][j][k]&&k) continue;if (i<n) f[i+1][j][k]=max(f[i+1][j][k],f[i][j][k]);if (j<m) f[i][j+1][k]=max(f[i][j+1][k],f[i][j][k]);if (i<n&&j<m&&a[i+1]==b[j+1]){int t=k;while (t^-1&&c[t+1]^a[i+1]) t=pre[t];++t;f[i+1][j+1][t]=max(f[i+1][j+1][t],f[i][j][k]+1); }}int ans=0;Rep(i,p-1) ans=max(ans,f[n][m][i]);cout<<ans<<endl;return 0;}