数学において、与えられた数列の部分列とは、与えられた数列から、いくつかの要素を削除するか、要素をまったく削除せずに、残りの要素の順序を変更せずに派生できる数列のことです。たとえば、数列は、要素を削除した後に得られるの部分列であり、1 つの数列が別の数列の部分列であるという関係は、前順序です。
サブシーケンスには、元のシーケンスでは連続していなかった連続した要素を含めることができます。 などの元のシーケンスからの連続した要素で構成されるサブシーケンスは、サブ文字列です。サブ文字列は、サブシーケンスを改良したものです。
単語「apple」のすべての部分列のリストは、 「a」、 「 ap 」、「 al」、「ae」、「app」、「apl」、「ape」、「ale」、「appl」、「appe 」 、「aple」、「apple」、「p」、 「 pp 」 、「pl」、「pe 」、 「ppl」、「ppe」、「ple」、「pple」、「l」、「le」、 「 e」、「」(空の文字列) になります。
共通部分列
2つのシーケンスとシーケンスが与えられ、がとの両方の部分列である場合、シーケンスはと の共通部分列であると言われます 。たとえば、の場合、 はとの共通部分列であると言われます。
これは最長共通部分列ではない。なぜならの長さは 3 のみで、共通部分列 の長さは 4 であるからである。との最長共通部分列は
アプリケーション
サブシーケンスはコンピュータサイエンスに応用されており[1] 、特にバイオインフォマティクスの分野ではコンピュータを使用してDNA、RNA、タンパク質の配列を比較、分析、保存します。
たとえば、37 個の要素を含む DNA 配列を 2 つ取ります。
- SEQ 1 = ACGGTGTCGTGCTATGCTGATGCTGACTTATATGCTA
- シーケンス2 = CGTTCGGCTATCGTACGTTCTATTCTATGATTTCTAA
シーケンス 1 と 2 の最長共通部分シーケンスは次のとおりです。
- LCS (SEQ 1、SEQ 2 ) = CGTTCGGCTATGCTTCTACTTATTCTA
これは、最初のシーケンスの最長共通部分列の 27 個の要素を強調表示することで説明できます。
- シーケンス1 = A CG G T G TCG T GCTATGCT GA T G CT G ACTTAT A T G CTA
- SEQ 2 = CGTTCGGCTAT C G TA C G TTCTA TT CT A T G ATT T CTA A
これを示す別の方法は、 2 つのシーケンスを揃えることです。つまり、最長共通サブシーケンスの要素を同じ列 (縦棒で示されます) に配置し、発生した空サブシーケンスを埋めるために特殊文字 (ここではダッシュ) を導入します。
- 配列1 = ACGGTGTCGTGCTAT-G--C-TGATGCTGA--CT-T-ATATG-CTA-
- | || ||| ||||| | | | | || | || | || | |||
- 配列2 = -C-GT-TCG-GCTATCGTACGT--T-CT-ATTCTATGAT-T-TCTAA
サブシーケンスは、DNA 塩基であるアデニン、グアニン、シトシン、チミンを使用して、2 本の DNA 鎖の類似性を判断するために使用されます。
定理
- 実数の無限列には必ず無限単調部分列が存在する(これはボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理の証明に用いられる補題である)。
- のすべての無限有界列には収束する部分列が存在する(これがボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理である)。
- すべての整数 と長さの有限列には、少なくとも長さの単調増加部分列 または長さの単調減少部分列 が含まれます(これがエルデシュ・シェケレスの定理です)。
- 距離空間がコンパクトであるとは、 内のすべてのシーケンスに、 の極限となる収束部分シーケンスが存在する場合です。
参照
注記
- ^ コンピュータサイエンスでは、文字列はシーケンスの同義語としてよく使用されますが、部分文字列と部分シーケンスは同義語ではないことに注意することが重要です。部分文字列は文字列の連続した部分ですが、部分シーケンスはそうである必要はありません。つまり、文字列の部分文字列は常に文字列の部分シーケンスですが、文字列の部分シーケンスは常に文字列の部分文字列であるとは限りません。以下を参照してください。Gusfield , Dan (1999) [1997]。Algorithms on Strings, Trees and Sequences: Computer Science and Computational Biology。米国: Cambridge University Press。p. 4。ISBN 0-521-58519-8。
この記事にはPlanetMathの subsequence の資料が組み込まれており、これはCreative Commons Attribution-Share-Alike Licenseに基づいてライセンスされています。
