豆包MarsCode AI刷题---环状DNA序列的最小表示法

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一:题目详细内容

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题目中所给的代码:

class Main { public static String solution(String dna_sequence) { // Please write your code here return ""; } public static void main(String[] args) { // You can add more test cases here System.out.println(solution("ATCA").equals("AATC")); System.out.println(solution("CGAGTC").equals("AGTCCG")); System.out.println(solution("TCATGGAGTGCTCCTGGAGGCTGAGTCCATCTCCAGTAG").equals("AGGCTGAGTCCATCTCCAGTAGTCATGGAGTGCTCCTGG")); } }

二:题目详细解析

2.1

要找到环状 DNA 序列的最小表示,我们可以使用字符串比较的方法。基本思路是将字符串视为一个循环的字符串,通过比较不同起始位置的子串来找到字典序最小的那个。

以下是一个可能的解决方案:

  1. 将字符串复制一遍并拼接在原字符串后面,这样我们可以方便地比较所有可能的循环表示。
  2. 遍历所有可能的起始位置,找到字典序最小的子串。

2.2 题目理解

我们有一个由四种碱基(A, C, G, T)构成的环状 DNA 序列。这个序列可以从任何位置开始读取,因此一个长度为 n 的序列实际上有 n 种不同的表示方式(因为是环状的,所以旋转后的序列也是有效的表示)。我们的任务是找到这些表示中字典序最小的那个。

2.3 思路分析

  1. 模拟环状:由于序列是环状的,我们可以将其视为一个无限重复的序列。为了编程方便,我们通常将原序列复制一遍并拼接在一起,这样我们就可以通过简单地比较子串来找到最小的表示,而无需处理复杂的环状结构。
  2. 寻找最小表示:现在我们有了一个“双倍长度”的字符串,我们可以从这个字符串的每个可能的位置开始,取出长度为原序列长度的子串,并比较这些子串以找到最小的那个。 2.4 解题步骤
  3. 初始化:读取输入字符串 dna_sequence,并计算其长度 n
  4. 创建双倍字符串:将 dna_sequence 复制一遍并拼接在一起,形成 doubledSequence
  5. 寻找最小表示:初始化一个变量 minRepresentation 来存储当前找到的最小表示(初始时可以是原字符串)。然后,从 doubledSequence 的每个可能的位置(从索引 1 到 n-1)开始,取出长度为 n 的子串,并与 minRepresentation 进行比较。如果找到更小的子串,则更新 minRepresentation
  6. 返回结果:返回 minRepresentation 作为答案。

2.5 详细解题代码:

public class Main { public static String solution(String dna_sequence) { int n = dna_sequence.length(); String doubledSequence = dna_sequence + dna_sequence; String minRepresentation = dna_sequence.substring(0, n); // 初始化为原字符串 for (int i = 1; i < n; i++) { String currentRepresentation = doubledSequence.substring(i, i + n); if (currentRepresentation.compareTo(minRepresentation) < 0) { minRepresentation = currentRepresentation; } } return minRepresentation; } public static void main(String[] args) { // 测试用例 System.out.println(solution("ATCA").equals("AATC")); // true System.out.println(solution("CGAGTC").equals("AGTCCG")); // true System.out.println(solution("TTGAC").equals("ACTTG")); // true // 可以添加更多测试用例来验证算法的正确性 } }
这道题是一个背景题,以生物学问题为引导,主要考察的是理解能力以及字符串相关知识的应用。