华为OJ平台——DNA序列

题目描述：

一个DNA序列由A/C/G/T四个字母的排列组合组成。G和C的比例（定义为GC-Ratio）是序列中G和C两个字母的总的出现次数除以总的字母数目（也就是序列长度）。在基因工程中，这个比例非常重要。因为高的GC-Ratio可能是基因的起始点。

给定一个很长的DNA序列，以及要求的最小子序列长度，研究人员经常会需要在其中找出GC-Ratio最高的子序列。

输入

　　输入一个string型基因序列，和int型子串的长度

输出

　　找出GC比例最高的字串

样例输入

　　AACTGTGCACGACCTGA 5

样例输出

　　 GCACG

思路：

最常见和最易想到的方法是直接截取一个长度不小于minLen的子串，然后判断其中的GC-Ratio；确定这个子串是否是GC-Ratio最大的，但是此方法复杂度太高，每次截取子串后又要对子串进行遍历统计。

所以，我提出了下面的方法，对于一个确定的起点，对最长的子串进行一次遍历就可以确定以此为起点的相应的最高的GC-Ratio的子串，这样复杂度有所降低

 import java.util.Scanner;

 /**
  * 一个DNA序列由A/C/G/T四个字母的排列组合组成。G和C的比例（定义为GC-Ratio）是
  * 序列中G和C两个字母的总的出现次数除以总的字母数目（也就是序列长度）。在基因工程
  * 中，这个比例非常重要。因为高的GC-Ratio可能是基因的起始点。
  * 给定一个很长的DNA序列，以及要求的最小子序列长度，研究人员经常会需要在其中找
  * 出GC-Ratio最高的子序列
  *
  * 输入
  * 输入一个string型基因序列，和int型子串的长度
  * 输出
  * 找出GC比例最高的字串
  * 样例输入 AACTGTGCACGACCTGA 5
  * 样例输出 GCACG
  *
  */
 public class DNASeq {

     public static void main(String[] args) {
         // 输入读取参数
         Scanner cin = new Scanner(System.in);
         String seq = cin.next();
         int minLen = cin.nextInt() ;
         cin.close();                

         System.out.println(findOpticalSubseq(seq,minLen));

     }

     /**
      * 输入字符串和最小子串长度，返回GC-Ratio最高的子串
      * @param seq
      * @param minLen
      * @return
      */
     private static String findOpticalSubseq(String seq, int minLen) {
         String res ;
         //记录GC-Ratio最高的子串在字符串seq中的起点和终点
         int [] index = new int[2] ;
         float maxRatio = 0.0f ;
         int count ;

         /*
          * 最常见和最易想到的方法是直接截取一个长度不小于minLen的子串，然后判断其中的GC-Ratio；
          * 确定这个子串是否是GC-Ratio最大的，但是此方法复杂度太高，每次截取子串后又要对子串进行遍历统计
          * 所以，我提出了下面的方法，对于一个确定的起点，一次对最长的子串进行一次遍历就可以确定相应的
          * 最高的GC-Ratio的子串的起点和终点，复杂度有所降低
          */
         for(int i = 0 ; i < (seq.length() - minLen) ; i++){
             count = 0 ;
             for(int j = i ; j < seq.length() ; j++){
                 if(seq.charAt(j) == 'G' || seq.charAt(j) == 'C'){
                     count++ ;
                 }
                 //满足子串长度要求以及GC-Ratio更高的时候更新GC-Ratio和起点和终点的值
                 if((j-i+1) >= minLen && count/(j-i+1.0f) > maxRatio){
                     maxRatio = count/(j-i+1.0f) ;
                     index[0] = i ;
                     index[1] = j ;
                 }
             }
         }

         //根据起点和终点的位置确定返回的子串
         if(index[1] == (seq.length()-1)){
             res = seq.substring(index[0]) ;
         }else{
             res = seq.substring(index[0], index[1]+1) ;
         }

         return res ;
     }

 }

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