用于确定局部数据点(AWK)的滑动窗口

时间:2013-05-20 09:16:26

标签: awk sliding-window genome

我认为我的问题并不清楚。所以,还有时间用另一种方法来解释我的任务。

  • 我有一个包含大约27,500个数据点的数据文件。每个数据点在第一列中具有0到46041637之间的唯一整数,在第2列中具有描述。
  • 我想知道整数是如何分布在46M的可能性中的。例如,有多少(和哪些)数据点落在1-1000的范围内,有多少(在1001-2000之间等等),直到达到46M。
  • 在前面的示例中,将创建大约46K(46M / 1000)个较小的数据集(或箱)。有些垃圾箱会包含几个数据点,而其中很多都不包含任何数据点。
  • 在上面的示例中,bin的大小/长度(我称之为windowsize)是1000.我还不知道最适合我的目的是什么样的windowsize,所以,我希望能够拥有一个具有“可调节”窗口大小的脚本。
  • 此外,示例1-1000,1001,1001,[...]显然没有在箱中显示任何重叠。然而,这意味着我失去了很多“敏感性”,因此失去了知识/信息。所以我希望能够创建重叠的窗口/箱子。例如,1-1000,501-1500,1501-2500,2001-3000。这些垃圾箱重叠500.我可以设置垃圾箱之间的重叠量。
  • 我想将每个bin写入自己的文件,即使bin不包含任何数据点。

以下是我之前给出的解释,显然不是很好


使用AWK我试图在一个整数列表上“滑动一个窗口”。如果我将这个数据集分开,每个(可能重叠的)bin中会有多少数据点?我喜欢设置binsize(或windowsize)并在bin之间重叠。这种方法使我能够了解本地数据点密度。 - >我有一点AWK的经验,我被告知AWK应该能够完成这项工作,我更喜欢使用AWK。但是,我也对其他想法持开放态度(例如Python)。

  • 我有一个数据文件,其中包含大约27,500个0到46041637之间的整数(4600万)以及每个数据点的描述。
  • 由于我想知道“改变”分辨率的效果,我想用不同的窗口大小和各个窗口之间的重叠来玩一点。
  • 我喜欢将每个'窗口'的所有内容写入单独的文件,并根据'windows-startpoint'命名文件。

我准备了一些附在下面的示例文件。但是,为了更容易理解这里是另一个非常简单的例子:

Datarange 1 - 10
Integers in dataset: 2,4,5,6,9
####
####Example 1: Windowsize=5,overlap=2####
####
file name ="1" contents are: (range is 1 - 5)
2
4
5
file name="3" contents are: (range is 4 - 8, that is, two overlap with previous range)
4
5
6
file name="7" contents are: (range is 7 - 10, if the range was larger, it would be 7 - 11)
9
####
####Example 2: Windowsize=3,overlap=0####
####
file name="1" contents are (range 1 - 3)
2
file name="4" contents are (range 4 - 6)
4
5
6
file name="7" contents are (range 7 - 9)
9
file name="9" contents are (range 10 - 10)
<none>

示例输入文件

    3579                    
    3661                    
    3752    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    3947    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    6734    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6865    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6915    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    8961                    
    13471   EXON    13449   13532   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    13561   INTRON  13533   13710   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    22226   EXON    22106   22261   +   Solyc06g005030.1.1.1Solyc06g005030.1.1
    22516                   
    22556                   
    36903   INTRON  36836   36915   +   Solyc06g005060.2.1.1Solyc06g005060.2.1
    37377   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37605   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37935   3P_UTR  37801   38132   +   Solyc06g005060.2.1.0Solyc06g005060.2.1
    167942  5P_UTR  167930  167956  -   Solyc06g005140.2.1.0Solyc06g005140.2.1
    168020  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1
    168153  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1

具有不同窗口大小和重叠的示例输出文件

> AWK -v windowsize=50000 -v overlap=0 -f awkscript input.file
> ls
1      50001
100001 150001
> cat 1
    3579                    
    3661                                        
    3752    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    3947    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    6734    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6865    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6915    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    8961                    
    13471   EXON    13449   13532   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    13561   INTRON  13533   13710   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    22226   EXON    22106   22261   +   Solyc06g005030.1.1.1Solyc06g005030.1.1
    22516                   
    22556                   
    36903   INTRON  36836   36915   +   Solyc06g005060.2.1.1Solyc06g005060.2.1
    37377   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37605   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37935   3P_UTR  37801   38132   +   Solyc06g005060.2.1.0Solyc06g005060.2.1                  
    3752    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    3947    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    6734    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6865    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6915    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    8961                    
    13471   EXON    13449   13532   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    13561   INTRON  13533   13710   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    22226   EXON    22106   22261   +   Solyc06g005030.1.1.1Solyc06g005030.1.1
    22516                   
    22556                   
    36903   INTRON  36836   36915   +   Solyc06g005060.2.1.1Solyc06g005060.2.1
    37377   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37605   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37935   3P_UTR  37801   38132   +   Solyc06g005060.2.1.0Solyc06g005060.2.1
 > cat 50001

 > cat 100001

 > cat 150001
    167942  5P_UTR  167930  167956  -   Solyc06g005140.2.1.0Solyc06g005140.2.1
    168020  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1
    168153  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1

> #And with some different paramenters
> AWK -v windowsize=160000 -v overlap=10000 -f awkscript input.file
> ls
1    10001
> cat 1
    3579                    
    3661                    
    3752    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    3947    EXON    3706    4407    +   Solyc06g005000.2.1.1Solyc06g005000.2.1
    6734    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6865    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    6915    INTRON  5605    7662    +   Solyc06g005000.2.1.2Solyc06g005000.2.1
    8961                    
    13471   EXON    13449   13532   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    13561   INTRON  13533   13710   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    22226   EXON    22106   22261   +   Solyc06g005030.1.1.1Solyc06g005030.1.1
    22516                   
    22556                   
    36903   INTRON  36836   36915   +   Solyc06g005060.2.1.1Solyc06g005060.2.1
    37377   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37605   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37935   3P_UTR  37801   38132   +   Solyc06g005060.2.1.0Solyc06g005060.2.1
> cat 10001
    13471   EXON    13449   13532   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    13561   INTRON  13533   13710   +   Solyc06g005020.1.1.2Solyc06g005020.1.1
    22226   EXON    22106   22261   +   Solyc06g005030.1.1.1Solyc06g005030.1.1
    22516                   
    22556                   
    36903   INTRON  36836   36915   +   Solyc06g005060.2.1.1Solyc06g005060.2.1
    37377   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37605   EXON    36916   37800   +   Solyc06g005060.2.1.2Solyc06g005060.2.1
    37935   3P_UTR  37801   38132   +   Solyc06g005060.2.1.0Solyc06g005060.2.1
    167942  5P_UTR  167930  167956  -   Solyc06g005140.2.1.0Solyc06g005140.2.1
    168020  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1
    168153  INTRON  167957  169025  -   Solyc06g005140.2.1.2Solyc06g005140.2.1

非常感谢你的帮助!


我最初的问题很少调整,因为我需要的计算时间比预期的要多。

是否有可能将每个窗口的“统计信息”写入表中的一行,而不是将属于特定窗口的所有记录写入其自己的文件中?使用统计数据我的意思是,特定窗口包含多少条记录以及每种类型有多少条记录。应用于上面的示例,这将是这样的:

> python script.py 160000 10000 file (using the script from sidharth c nadhan)
> cat result
window | total | exons | intron | 3P_UTR | 5P_UTR
1      |  17   |   6   |   5    |    1   |   0
10001  |  12   |   4   |   4    |    1   |   1 

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

试试这个:

import sys,os,collections
list1,set1=list(),set()
dict1 = collections.defaultdict(list)
dict2 = collections.defaultdict(int)
wind , overl, maxim= int(sys.argv[1]),int(sys.argv[2]),int(sys.argv[4])
for line in open(sys.argv[3]):
  try : set1.add(line.split()[1])
  except : pass
  for i in xrange(1,maxim,wind-overl):
    if int(line.split()[0]) in xrange(i,wind+i): dict1[i].append(line)
print "Window\tTotal\t",
for entri in set1 : print entri,"\t",
print "\n",
for j in xrange(1,maxim,wind-overl):
  dict2.clear()
  for line in dict1[j]:
    try : dict2[line.split()[1]] +=1
    except: pass
  print j,"\t",len(dict1[j]),"\t",
  for entri in set1:
    print dict2[entri],"\t",
  print "\n",

用法:python script.py 窗口重叠文件格式

其中,maxim表示输入文件中的最大整数。样本输入文件中的maxim = 168153。将其作为命令行参数可以提高计算速度。