Question

我有一个字符串，如果有一个或多个无效字符则必须返回False，否则返回True。需要注意的是，我只能内置函数和str操作（例如：in，+，indexing，len）和递归。到目前为止我没有工作：

def is_valid_sequence(dna):
""" (str) -> bool

Return True if and only if the DNA sequence is valid
(A, T, C, and G)
:param dna: string sequence
:return: true or false
>>> is_valid_sequence('ATTAC')
True
>>> is_valid_sequence('FBSSS')
False
"""
valid_seq = 0

if len(dna) == 1 and dna in ['A', 'T', 'C', 'G']:
        valid_seq += 1
else:
    return is_valid_sequence(dna[1:])

显然，这段代码由于递归而无法正常工作，并且在下一次递归迭代后将valid_seq变量添加1只会被擦除。

Answer 1

正如其他人所说，递归函数在到达递归结束时不会返回。你可以这样说：

if len(dna) == 1 and dna in ['A','T','G','C']:
    return True

也就是说，如果您知道dna字符串的长度总是大于或等于1。总之，你最终会得到类似的东西：

def is_vaild_sequence(dna):
    if dna[0] not in ['A','T','G','C']:
        return False
    if len(dna) == 1:
        return True
    return is_vaild_sequence(dna[1:])

这里，第一个检查确定dna的第一个字符是否有效，然后是递归结构来检查整个序列。

理想情况下，如果可以在没有递归约束的情况下解决这个问题，那么请理解它。迭代方法要好得多，即

for i in range(0,len(dna)):
    if dna[i] not in ['A','T','G','C']:
        return False
return True

Answer 2

对于小尺寸（大约一千个字符）的DNA序列，这是一个实际的实现

def is_valid_sequence (dna):
  # base case
  if len (dna) == 0:
    return True
  # check if first character is valid
  elif dna [0] not in ['A', 'T', 'C', 'G']:
    return False
  # otherwise, recurse on the rest of the characters
  else:
    return is_valid_sequence (dna [1:])

print (is_valid_sequence ('AATGCGA'))  # True
print (is_valid_sequence ('AATXGCGA')) # False

提醒

小心python中的递归 - 长dna字符串会导致堆栈溢出。尝试验证这个＆＃34;大＆＃34;会失败

GATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGAT TACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACA

您可以通过使用Clojure风格的is_valid_sequence / loop机制实现recur来实现常量空间递归，从而轻松避免这种情况

def recur (*values):
  return (recur, values)

def loop (f):
  acc = f ()
  while type (acc) is tuple and acc [0] is recur:
    acc = f (*acc [1])
  return acc

def is_valid_sequence (dna):
  # stack-safe loop/recur implementation
  # initialize loop state variable `s` to value of `dna`
  return loop (lambda s = dna:
    # base case
    True if len (s) == 0 else
    # check if first character valid
    False if s [0] not in ['A', 'T', 'C', 'G'] else
    # else recurse on the rest of the characters
    recur (s [1:]))

# does not overflow stack
print (is_valid_sequence ('GATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACAGATTACA'))
# True

持续改进

loop / recur实现提供了另一个调整函数性能的机会。像我们使用dna[0]和dna[1:]一样切换字符串会在内存中创建 new 字符串;这只是必要的，因为我们编写的第一个函数中使用了递归API

loop / recur接口允许我们使用适合计算输出的任何数据类型 - 在这种情况下，一个简单的整数索引就可以。词法范围负责其余部分 - dna可以在我们的lambda中访问，并且不需要进行dna[1:]切片，这将为大输入节省大量时间/空间

def is_valid_sequence (dna):
  # only create this array once
  valid_chars = ['A', 'T', 'C', 'G']
  # initialize loop state variable `i` with 0
  return loop (lambda i = 0:
    True if len (dna) == i else
    False if dna [i] not in valid_chars else
    recur (i + 1))

Python和Unruly Lambda

注意我们是如何被迫在lambda中使用纯表达式而不是传统的if/elif/else语句语法 - 这对于简单程序来说不是问题，但更复杂的程序可能很难在python中以这种方式表达

这与上面的程序完全相同，但使用普通旧函数而不是lambda

def is_valid_sequence (dna):
  valid_chars = ['A', 'T', 'C', 'G']
  # plain old function; replaces lambda
  def myloop (i = 0):
    if len (dna) == 0:
      return True
    elif dna [i] not in valid_chars:
      return False
    else:
      return recur (i + 1)
  # use plain old function instead of lambda
  return loop (myloop)

字符串中的有效字符

2 个答案: