使用Arraylist將陣列中元素隨機均等亂序分為N個子陣列

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• 為了將陣列中的元素 隨機地 ，均等地, 不重複地 ，劃分到N個子陣列中
• 使用Arraylist將陣列中的元素儲存到ArrayList中，使用Collections.shuffle(ArrayList)對列表中的元素進行亂序處理
• 遍歷元素，將指定個數的元素重新裝載到list列表或陣列中

示例

生成GC含量為50%的DNA序列

• 說明：GC含量反映一條DNA鏈的GC鹼基佔所有鹼基的比例(其中DNA鹼基由ACGT四種鹼基構成)。
• 作法：
  • 生成一條長度為bit的整型陣列DNAindex，用以表示鹼基索引。
  • 將DNAindex陣列中元素儲存到Arraylist-listDNAindex中，使用 Collections.shuffle(listDNAindex)對其中元素進行亂序處理
  • 將listDNAindex中元素分成兩部分，前段部分存入A_T_list中-用以表示A_T鹼基的索引，後段部分存入G_C_list中-用以表示G_C鹼基的索引。
  • 從 A_T = {'A', 'T'}和G_C = {'G', 'C'}中隨機選擇鹼基按照A_T_list和G_C_list中的索引位置裝填鹼基到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;
    //將DNAindex由陣列模式轉換為List列表模式表示為listDNAindex
    List<Integer> listDNAindex = new ArrayList<Integer>();
    //對於AT和GC分別用兩個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可表示為{0,1,2,3,4,5...19}
        for (Integer i : DNAindex) {
            listDNAindex.add(i);
        }
        //對列表進行亂序處理--轉換成列表進行處理主要是為了使用亂序功能和不重複的功能
        Collections.shuffle(listDNAindex);
        int arrayCount = 2;                                       //分的組數
        int arraySumCount = listDNAindex.size() / arrayCount;     //每組數量
        int startIndex = 0;                                       //每組開始下標

        for (int i = 0; i < listDNAindex.size(); i++) {
            if (i == arraySumCount) {
                for (int j = startIndex; j < i; j++) {
                    //將前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，其中元素的獲取需要使用.get語句，
                    // 而python中元素的獲取可以和陣列一樣直接使用下標索引
                }
            }
            //如果到達最終索引
            if (i == listDNAindex.size() - 1) {
                //將後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;
    }
}
 

• 輸出:

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
Process finished with exit code 0