創建 DNA 序列的補充並將其反轉 C++

Question

所以我試圖創建序列 TGAGACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGC 的補充，但是我的輸出沒有按預期工作。 序列中每個字母的補碼是
A -> T
G -> C
C -> G
T -> A

我已經用 Java 編程一年多了，所以我對 C++ 中的指針真的很生疏，我猜問題在於反向方法，指針的方式在函數調用的每次傳遞中都發生了變化

#include<stdio.h>
#include<iostream>
using namespace std;

void reverse(char s[]);

int main() {
    char s[40] = {'T','G','A','G','A','C','T','T','C','A','G','G','C','T','C','C','T','G','G','G','C','A','A','C','G','T','G','C','T','G','G','T','C','T','G','T','G','T','G'};

    cout << "DNA sequence: "<< endl << s << endl;

    reverse(s);

    cout << "Reverse Compliment: "<< endl << s << endl;



    system("pause");
}

void reverse(char s[])
{
    char c;
    char *p, *q;

    p = s;

    if (!p)
        return;

    q = p + 1;
    if (*q == '\0')
        return;

    c = *p;
    reverse(q);

    switch(c) {
        case 'A':
            *p = 'T';
            break;
        case 'G':
            *p = 'C';
            break;
        case 'C':
            *p = 'G';
            break;
        case 'T':
            *p = 'A';
            break;  
    }
    while (*q != '\0') {
        *p = *q;
        p++;
        q++;
    }

    *p = c;

    return;
}

Answer 1

標准的現代 C++ 使這種低級的、面向指針的編程變得不必要（實際上，您正在有效地編寫 C）。

一旦你有了一個函數，比如說complement ，它將一個核苷酸轉換成它的補體，你只需要應用一些標准庫函數，比如transform 。

這是用 C++11 重寫的程序：

#include <string>
#include <iostream>                                                                                                                                                                                          
#include <algorithm>
#include <cassert>


using namespace std;


char complement(char n)
{   
    switch(n)
    {   
    case 'A':
        return 'T';
    case 'T':
        return 'A';
    case 'G':
        return 'C';
    case 'C':
        return 'G';
    }   
    assert(false);
    return ' ';
}   


int main() 
{   
    string nucs = "ACAATTGGA";
    transform(
        begin(nucs),
        end(nucs),
        begin(nucs),
        complement);
    cout << nucs << endl;
}   

Answer 2

std::string樣式，看起來簡單干凈：我認為它可能對 OP 或其他人有用。

創建 DNA 序列的補充並將其反轉 C++

換句話說，它是DNA序列的反向互補，可以很容易地通過將DNA序列反向然后得到它的互補來實現。 或者得到補碼然后反轉。 一個例子如下所示。

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>

int main()
{
    std::string DNAseq = "TGAGACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGC";
    reverse(DNAseq.begin(), DNAseq.end());
    for (std::size_t i = 0; i < DNAseq.length(); ++i){
        switch (DNAseq[i]){
        case 'A':
            DNAseq[i] = 'T';
            break;    
        case 'C':
            DNAseq[i] = 'G';
            break;
        case 'G':
            DNAseq[i] = 'C';
            break;
        case 'T':
            DNAseq[i] = 'A';
            break;
        }
    }
    std::cout << "reverse complement : " << DNAseq << std::endl;
    return 0;
}

Answer 3

像這樣改變reverse方法

void reverse(char s[])
{
    while (*s) {
        switch(*s) {
        case 'A':
            *s = 'T';
            break;
        case 'G':
            *s = 'C';
            break;
        case 'C':
            *s = 'G';
            break;
        case 'T':
            *s = 'A';
            break;  
        }
        ++s;
    }
    return;
}

...你會得到正確的結果。

如果你不喜歡指針，請不要使用它們！ 在現代 C++ 中，通常不需要指針。 以下代碼是按照我的方式編寫的 C++11（你有 C++11 編譯器嗎？）。

#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>

std::string reverse(std::string seq)
{
    auto lambda = [](const char c) {
        switch (c) {
        case 'A':
            return 'T';
        case 'G':
            return 'C';
        case 'C':
            return 'G';
        case 'T':
            return 'A';
        default:
            throw std::domain_error("Invalid nucleotide.");
        }
    };

    std::transform(seq.cbegin(), seq.cend(), seq.begin(), lambda);
    return seq;
}


int main()
{
    std::string seq("TGAGACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTG");
    std::cout << "DNA sequence: " << std::endl << seq << std::endl;
    seq = reverse(seq);
    std::cout << "Reverse Compliment: " << std::endl << seq << std::endl;
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

一些注意事項：

1. 在switch語句中使用default 。
2. 在 C++ 中，從函數返回值比通過指針操作變量更好。
3. 比普通字符更喜歡std::string 。