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 ;
    }

}