使用Arraylist将数组中元素随机均等乱序分为N个子数组

使用Arraylist将数组中元素随机均等乱序分为N个子数组

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• 为了将数组中的元素 随机地 ，均等地, 不重复地 ，划分到N个子数组中
• 使用Arraylist将数组中的元素保存到ArrayList中，使用Collections.shuffle(ArrayList)对列表中的元素进行乱序处理
• 遍历元素，将指定个数的元素重新装载到list列表或数组中

示例

生成GC含量为50%的DNA序列

• 说明：GC含量反映一条DNA链的GC碱基占所有碱基的比例(其中DNA碱基由ACGT四种碱基构成)。
• 作法：
  • 生成一条长度为bit的整型数组DNAindex，用以表示碱基索引。
  • 将DNAindex数组中元素存储到Arraylist-listDNAindex中，使用 Collections.shuffle(listDNAindex)对其中元素进行乱序处理
  • 将listDNAindex中元素分成两部分，前段部分存入A_T_list中-用以表示A_T碱基的索引，后段部分存入G_C_list中-用以表示G_C碱基的索引。
  • 从 A_T = {'A', 'T'}和G_C = {'G', 'C'}中随机选择碱基按照A_T_list和G_C_list中的索引位置装填碱基到dna中。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class Mainfunction {
    public static void main(String[] args) {
        CreatePopulation createdna = new CreatePopulation();
        char[] demo_dna = createdna.init();
        String demoresultDNA = String.valueOf(demo_dna);
        System.out.println("demoresultDNA  :" + demoresultDNA);
        System.out.println("A_T_index");
        for (int j = 0; j < createdna.bit / 2; j++) {
            System.out.print(createdna.A_T_list.get(j) + " ");
        }
        System.out.println(" ");
        System.out.println("G_C_index");
        for (int j = 0; j < createdna.bit / 2; j++) {
            System.out.print(createdna.G_C_list.get(j) + " ");
        }
    }
}

class CreatePopulation {
    int bit = 20;
    int Num = 4;
    //将DNAindex由数组模式转换为List列表模式表示为listDNAindex
    List<Integer> listDNAindex = new ArrayList<Integer>();
    //对于AT和GC分别用两个列表表示其位置的索引
    List<Integer> A_T_list = new ArrayList<Integer>();
    List<Integer> G_C_list = new ArrayList<Integer>();

    char[] init() {
        char[] A_T = {'A', 'T'};
        char[] G_C = {'G', 'C'};
        char[] dna = new char[bit];
        int[] DNAindex = new int[bit];
        for (int i = 0; i < bit; i++) {
            DNAindex[i] = i;
        }//初始化DNAindex,其中DNAindex可表示为{0,1,2,3,4,5...19}
        for (Integer i : DNAindex) {
            listDNAindex.add(i);
        }
        //对列表进行乱序处理--转换成列表进行处理主要是为了使用乱序功能和不重复的功能
        Collections.shuffle(listDNAindex);
        int arrayCount = 2;                                       //分的组数
        int arraySumCount = listDNAindex.size() / arrayCount;     //每组数量
        int startIndex = 0;                                       //每组开始下标

        for (int i = 0; i < listDNAindex.size(); i++) {
            if (i == arraySumCount) {
                for (int j = startIndex; j < i; j++) {
                    //将前1/2序列加入到A_T_list中
                    A_T_list.add(listDNAindex.get(j));
                    //java中ArrayList使用和python中list使用方式有些不同，其中元素的获取需要使用.get语句，
                    // 而python中元素的获取可以和数组一样直接使用下标索引
                }
            }
            //如果到达最终索引
            if (i == listDNAindex.size() - 1) {
                //将后1/2序列加入到G_C_list中
                for (int j = arraySumCount; j <= i; j++) {
                    G_C_list.add(listDNAindex.get(j));
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < A_T_list.size(); i++) {
            int a = (int) (Math.random() * 2);
            dna[A_T_list.get(i)] = A_T[a];
        }
        for (int i = 0; i < G_C_list.size(); i++) {
            int a = (int) (Math.random() * 2);
            dna[G_C_list.get(i)] = G_C[a];
        }
        return dna;
    }
}

• 输出:

demoresultDNA  :TATGTTCTACGGGTCCGTAG
A_T_index
17 4 2 18 7 0 5 1 13 8
G_C_index
14 12 9 11 10 6 19 16 3 15
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