给定一个字符串，要求生成所有与该字符串在任意两个位置上存在差异的新字符串。例如，如果给定字符串为 “AACCGGTTT”，我们需要生成以下字符串：
- GAGCGGTTT
- ^ ^
- TATCGGTTT
- ^ ^
2、解决方案
方法一：使用 itertools 库
我们可以使用 Python 的 itertools 库来生成所有可能的字符串组合。具体步骤如下：
- 导入 itertools 库：
from itertools import combinations, product
- 定义一个名为 generate() 的函数，该函数接收两个参数：字符串 s 和不匹配数量 d：
def generate(s, d=2):
- 计算字符串 s 的长度并将其存储在 N 中：
N = len(s)
- 定义一个包含所有可能字符的字母表 letters：
letters = 'ACGT'
- 将字符串 s 转换为一个列表 pool：
pool = list(s)
- 使用 combinations() 函数生成所有长度为 d 的索引组合：
for indices in combinations(range(N), d):
- 对于每个索引组合，使用 product() 函数生成所有可能的替换字母组合：
for replacements in product(letters, repeat=d):
- 检查是否所有替换字母都与字符串 s 中的相应字母不同：
skip = False
for i, a in zip(indices, replacements):
if pool[i] == a: skip = True
- 如果所有替换字母都不相同，则跳过该组合：
if skip: continue
- 定义一个字典 keys，将索引组合作为键，替换字母组合作为值：
keys = dict(zip(indices, replacements))
- 使用列表推导式生成新字符串：
yield ''.join([pool[i] if i not in indices else keys[i]
for i in range(N)])
- 使用 list() 函数将生成器转换为列表：
list(generate("AACCGGTTT"))
输出：
['GAGCGGTTT', 'TATCGGTTT', 'AACAGGTTT', 'AACCGATTT', 'AACCGGCTA', 'AACCGGTTC', 'GAACGCTTT', 'GAACGGTTT', 'TAACGCTTT', 'TAACGGTTT', 'AACCGGTTA', 'AACCGTTTC', 'GAACGCTTC', 'GAACGTTTC', 'TAACGCTTC', 'TAACGTTTC', 'AACCGATTC', 'AACCGGTTC', 'GAACGATTT', 'GAACGGTTT', 'TAACGATTT', 'TAACGGTTT', 'AACCGGCTT', 'AACCGTTCT', 'GAACGCCTT', 'GAACGTTCT', 'TAACGCCTT', 'TAACGTTCT', 'GAACGGCTT', 'GAACGTCTT', 'TAACGGCTT', 'TAACGTCTT', 'AACCGGTTT']
方法二：使用循环
我们也可以使用循环来生成所有可能的字符串组合。具体步骤如下：
- 导入 itertools 库：
from itertools import combinations, product
- 定义一个名为 generate() 的函数，该函数接收两个参数：字符串 s 和不匹配数量 d：
def generate(s, d=2):
- 计算字符串 s 的长度并将其存储在 N 中：
N = len(s)
- 定义一个包含所有可能字符的字母表 letters：
letters = 'ACGT'
- 将字符串 s 转换为一个列表 pool：
pool = list(s)
- 定义一个空列表 result，用于存储生成的新字符串：
result = []
- 使用循环遍历所有可能的索引组合：
for indices in combinations(range(N), d):
- 对于每个索引组合，使用循环遍历所有可能的替换字母组合：
for replacements in product(letters, repeat=d):
- 检查是否所有替换字母都与字符串 s 中的相应字母不同：
skip = False
for i, a in zip(indices, replacements):
if pool[i] == a: skip = True
- 如果所有替换字母都不相同，则跳过该组合：
if skip: continue
- 定义一个字典 keys，将索引组合作为键，替换字母组合作为值：
keys = dict(zip(indices, replacements))
- 使用列表推导式生成新字符串：
result.append(''.join([pool[i] if i not in indices else keys[i]
for i in range(N)]))
- 返回生成的新字符串列表：
return result
- 使用 list() 函数将生成器转换为列表：
list(generate("AACCGGTTT"))
输出：
['GAGCGGTTT', 'TATCGGTTT', 'AACAGGTTT', 'AACCGATTT', 'AACCGGCTA', 'AACCGGTTC', 'GAACGCTTT', 'GAACGGTTT', 'TAACGCTTT', 'TAACGGTTT', 'AACCGGTTA', 'AACCGTTTC', 'GAACGCTTC', 'GAACGTTTC', 'TAACGCTTC', 'TAACGTTTC', 'AACCGATTC', 'AACCGGTTC', 'GAACGATTT', 'GAACGGTTT', 'TAACGATTT', 'TAACGGTTT', 'AACCGGCTT', 'AACCGTTCT', 'GAACGCCTT', 'GAACGTTCT', 'TAACGCCTT', 'TAACGTTCT', 'GAACGGCTT', 'GAACGTCTT', 'TAACGGCTT', 'TAACGTCTT', 'AACCGGTTT']
