poj 4092:牛仔裤

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题目：

描述

基因地理计划是IBM和美国国家地理学会的合作研究项目，用来分析来自于数十万的捐助者的DNA，来研究人类在地球上的迁移图。

作为一个IBM的研究者，你被要求写一个程序，来发现共性的DNA片段，用来和个人调查信息关联以确定新的遗传标记。

DNA碱基序列通过按顺序排列分子中发现的含氮碱基来记录。有四种碱基：腺嘌呤（A），胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。一个6碱基的DNA序列可以表示为TAGACC。

给定一组DNA的碱基序列，确定发生在所有序列中最长的一系列碱基。

输入

输入以一个整数n作为单独的一行来开头，表示数据集个数。每个数据集包括以下成分：
一个正整数m（2<=m<=10）表示数据集中碱基序列个数
m行，每行包括一个含有60个碱基的序列

输出

对于每一个数据集，输出所有碱基序列中共同的最长的子碱基序列。如果这个最长的共同碱基子序列比三要小，则输出”no significant commonalities”以代替。如果存在多个相同长度的最长共同碱基子序列存在，则只输出按字母顺序排列的第一个序列。

样例输入

32GATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA3GATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATAGATACTAGATACTAGATACTAGATACTAAAGGAAAGGGAAAAGGGGAAAAAGGGGGAAAAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAAAGGAAAGGGAAAAGGGGAAAAAGGGGGAAAA3CATCATCATCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCACATCATCATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACATCATCATTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

样例输出

no significant commonalitiesAGATACCATCATCAT

解题方案：

我们先看子问题：

1）求两个字符串的所有公共子串？ 使用方案是动态规划建表，然后查找表收集所有的公共字符串

2）对字符串集合排序？ 使用的是 STL 中的 stable_sort  函数（参数1，参数2）

3）对两个有序集合求交集？ 使用的是归并思想求交集

然后我们在考虑我们的大问题

对一组数据 ，使其随意两两组合求一组所有公共子串，如果字符串个数为奇数，则最后一个字符串和其他任意一个字符串组合

对每一组所有公共子串排序

对全部组所有公共子串进行任意两两组合求交集，如果公共子串组数为奇数，方法同上

迭代上一步，直至求出所有组的公共子串组，然后找出最长的一个即可（如果存在多个，则输出第一个即可，此时已是排好序的）

实验数据

32GATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA3GATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAGATAGATACTAGATACTAGATACTAGATACTAAAGGAAAGGGAAAAGGGGAAAAAGGGGGAAAAGATACCAGATACCAGATACCAGATACCAAAGGAAAGGGAAAAGGGGAAAAAGGGGGAAAA3CATCATCATCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCACATCATCATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACATCATCATTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

实验结果

代码

#include <iostream>#include <string>#include <list>#include <algorithm>#include <fstream>#include <map>using namespace std;int const ELEM_LENGTH = 60;typedef list<string>* Elem;typedef Elem*  TABLE;// 根据动态表，建立对应长度的哈希表void get_table(int ** data,int row,int column,TABLE & table,string a);// 求出两个字符串的公共字串动态表void common_substring(string a,string b,int ** &data,int &row,int &column);// 读出所有数据，然后放在data二维数组中void read_data();// 主要解决方案void main_solution(string * data,int m);// 求交集list<string> common_two_list(list<string> * list1,list<string> * list2);// 求出两个字符串的公共字串动态表void common_substring(string a,string b,int ** &data,int &row,int &column){row = a.length()+1;column = b.length()+1;data = new int *[row];for(int i=0;i<row;i++){data[i] = new int[column];}for(int i=0;i<row;i++){data[i][0] = 0;}for(int i=0;i<column;i++){data[0][i] = 0;}for(int i =1;i<row;i++)for(int j=1;j<column;j++){if ( a[i-1] == b[j-1] ){data[i][j] = data[i-1][j-1]+1;}else data[i][j] = 0;}//ofstream writer;//writer.open("out.txt");//writer<<" ";//for(int i=0;i<ELEM_LENGTH;i++)//writer<<'\t'<<b[i];//writer<<endl;//for(int i=0;i<ELEM_LENGTH;i++)//{//writer<<a[i];//for(int j=0;j<ELEM_LENGTH;j++)//{//writer<<'\t'<<data[i+1][j+1];//}//writer<<endl;//}//writer.close();}// 根据动态表，建立对应长度的哈希表void get_table(int ** data,int row,int column,TABLE & table,string a){int n;string str;table = new Elem[ELEM_LENGTH];for(int i=0;i<ELEM_LENGTH;i++)table[i] = new list<string>;for(int i=row-1;i>2;i--)for(int j=column-1;j>2;j--){if( data[i][j] >= 3 ){n = data[i][j];str="";while( n>0 ){str = str + a[i-n] ;n--;}table [data[i][j]] ->push_back(str);}}for( int i = ELEM_LENGTH-1;i >= 0 ;i-- ){map<string,bool> mymap;for(list<string>::iterator it=table[i]->begin();it != table[i]->end(); it++ ){if( mymap.find(*it) == mymap.end() )mymap.insert(make_pair(*it,true));}if( i != ELEM_LENGTH-1 ){for( list<string>::iterator it = table[i+1]->begin();it != table[i+1]->end(); it++ ){string a = it->substr(0,it->size()-1);string b = it->substr(1,it->size()-1);if( mymap.find(a) == mymap.end() )mymap.insert(make_pair(a,true));if( mymap.find(b) == mymap.end() )mymap.insert(make_pair(b,true));}}table[i]->clear();for(map<string,bool>::iterator it = mymap.begin();it != mymap.end(); it++ )table[i]->push_back(it->first);stable_sort( table[i]->begin() , table[i]->end() );}}// 读出所有数据，然后放在data二维数组中void read_data(){string * dna;int n;int m;ifstream reader;reader.open("data.txt");reader>>n;while( n>0 ){reader>>m;dna = new string[m];for( int i=0;i<m;i++ )reader>>dna[i];n--; main_solution( dna,m );}reader.close();}// 主要解决方案void main_solution(string * data,int m){int ** dp_table;int row ;int column;int table_number = (m+1)/2;TABLE *table = new TABLE[table_number];list<string> result;bool exist = true;for( int i=0,j=0; i<m-1; i=i+2 ){common_substring( data[i],data[i+1],dp_table,row,column );get_table( dp_table,row,column,table[j++],data[i] );}if( m%2 == 1 ){common_substring(data[0],data[m-1],dp_table,row,column);get_table( dp_table,row,column,table[table_number-1],data[0] );}for( int i=ELEM_LENGTH-1;i>=2;i-- ){if(table_number > 1){result = common_two_list( table[0][i],table[1][i]);int j = 2;while(! result.empty() && j < table_number ){result = common_two_list(&result,table[j][i]);j++;}if( result.empty() ){continue;}else{cout<<result.front()<<endl;break;}}else{if( table[0][ELEM_LENGTH-1]->empty() )cout<<"no significant commonalities"<<endl;else cout<<table[0][ELEM_LENGTH-1]->front()<<endl;break;}}}// 求交集list<string> common_two_list(list<string> * list1,list<string> * list2){list<string> result;list<string>::iterator it1,it2;it1 = list1->begin();it2 = list2->begin();while( it1 != list1->end() && it2 != list2->end() ){if( it1->compare(*it2) < 0){it1 ++ ;}else if( it1->compare(*it2) > 0){it2 ++;}else {result.push_back(*it1);it1 ++; it2++;}}return result;}int main(){read_data();system("pause");return 0;}