Java字符对齐算法

coder 2024-03-11 原文

我有两个 100 个字符的数组(最大，可以更少或不同大小)我想对齐。当有一个字符不同于另一个字符时，我想添加一个“-”。我找到了 Needleman–Wunsch基于动态规划的算法，以及 Smith–Waterman算法，它是一种通用的局部对齐方法，也基于动态规划，但它们对于我想做的事情来说似乎太复杂了。我只需要一个简单的 Java 算法，大概不到 50 行，这段代码之后会被翻译成汇编语言，所以我需要一个简单的算法。

有没有办法用 diff 算法进行这种对齐？如果是，有人可以指出我该怎么做吗？我搜索了 biostar 部分，但似乎我需要使用我提到的两种算法。

英语不是我的母语，所以可能我搜索了错误的关键字。

我的程序已经可以使用 Needleman 算法及其大约 200 行代码。

所需输入/输出示例:

Input
Array 1 : MKNLASREVNIYVNGKLV
Array 2 : QMASREVNIYVNGKL


Output
Array 1 (or a simple print) : -MKNLASREVNIYVNGKLV 
Array 2 (or a simple print) : QM---ASREVNIYVNGKL-

最佳答案

使用完全符合您要求的 Levenshtein 距离的变体:

输出

-MKNLASREVNIYVNGKLV
QM---ASREVNIYVNGKL-

代码:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] aligned = align("MKNLASREVNIYVNGKLV", "QMASREVNIYVNGKL");
        System.out.println(aligned[0]);
        System.out.println(aligned[1]);
    }

    public static String[] align(String a, String b) {
        int[][] T = new int[a.length() + 1][b.length() + 1];

        for (int i = 0; i <= a.length(); i++)
            T[i][0] = i;

        for (int i = 0; i <= b.length(); i++)
            T[0][i] = i;

        for (int i = 1; i <= a.length(); i++) {
            for (int j = 1; j <= b.length(); j++) {
                if (a.charAt(i - 1) == b.charAt(j - 1))
                    T[i][j] = T[i - 1][j - 1];
                else
                    T[i][j] = Math.min(T[i - 1][j], T[i][j - 1]) + 1;
            }
        }

        StringBuilder aa = new StringBuilder(), bb = new StringBuilder();

        for (int i = a.length(), j = b.length(); i > 0 || j > 0; ) {
            if (i > 0 && T[i][j] == T[i - 1][j] + 1) {
                aa.append(a.charAt(--i));
                bb.append("-");
            } else if (j > 0 && T[i][j] == T[i][j - 1] + 1) {
                bb.append(b.charAt(--j));
                aa.append("-");
            } else if (i > 0 && j > 0 && T[i][j] == T[i - 1][j - 1]) {
                aa.append(a.charAt(--i));
                bb.append(b.charAt(--j));
            }
        }

        return new String[]{aa.reverse().toString(), bb.reverse().toString()};
    }
}

关于Java字符对齐算法，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/15042879/

Java 字符 section length MKNLASREVNIYVNGKLV algorithm

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