/// <summary>
/// Funkcja znajdująca najlepsze dopasowanie podciągów.
/// </summary>
/// <param name="v">pierwszy ciąg wejściowy</param>
/// <param name="w">drugi ciąg wejściowy</param>
/// <param name="alignment">obiekt opisujący najlepsze dopasowanie podciągów.
/// Uwaga, w wersji z podciągami ustaw:
/// al.VStart = indeks pierwszego elementu optymalnego podciągu v, który dopasowywaliśmy
/// al.WStart = indeks pierwszego elementu optymalnego podciągu w, który dopasowywaliśmy
/// al.VEnd = indeks pierwszego elementu za optymalnym podciągiem v, który dopasowywaliśmy
/// al.WEnd = indeks pierwszego elementu za optymalnym podciągiem w, który dopasowywaliśmy
/// </param>
/// <returns>wartość najlepszego dopasowania</returns>
public int FindSubsequenceAlignment(string v, string w, out Alignment alignment)
{
alignment = new Alignment();
int globalMax = int.MinValue;
int[,] assessments = new int[w.Length + 1, v.Length + 1];
LastOp[,] operations = new LastOp[w.Length + 1, v.Length + 1];
List <char> sbv = new List <char>();
List <char> sbw = new List <char>();
for (int i = 1; i < w.Length + 1; i++)
{
assessments[i, 0] = i * Epsilon;
operations[i, 0] = LastOp.GapV;
}
for (int i = 1; i < v.Length + 1; i++)
{
assessments[0, i] = i * Epsilon;
operations[0, 1] = LastOp.GapW;
}
for (int i = 1; i < w.Length + 1; i++)
{
for (int j = 1; j < v.Length + 1; j++)
{
int cost = Matrix[w[i - 1], v[j - 1]];
int maxValue;
if (assessments[i - 1, j] + Epsilon > assessments[i, j - 1] + Epsilon)
{
if (assessments[i - 1, j - 1] + cost > assessments[i - 1, j] + Epsilon)
{
maxValue = assessments[i - 1, j - 1] + cost;
operations[i, j] = LastOp.Change;
}
else
{
maxValue = assessments[i - 1, j] + Epsilon;
operations[i, j] = LastOp.GapV;
}
}
else
{
if (assessments[i - 1, j - 1] + cost > assessments[i, j - 1] + Epsilon)
{
maxValue = assessments[i - 1, j - 1] + cost;
operations[i, j] = LastOp.Change;
}
else
{
maxValue = assessments[i, j - 1] + Epsilon;
operations[i, j] = LastOp.GapW;
}
}
if (maxValue < cost)
{
assessments[i, j] = cost;
operations[i, j] = LastOp.Skip;
if (cost > globalMax)
{
globalMax = cost;
alignment.WEnd = i;
alignment.VEnd = j;
}
}
else
{
assessments[i, j] = maxValue;
if (maxValue > globalMax)
{
globalMax = maxValue;
alignment.WEnd = i;
alignment.VEnd = j;
}
}
}
}
int iv = alignment.VEnd, iw = alignment.WEnd;
bool skipDetected = false;
for (; !skipDetected && iv > 0 && iw > 0;)
{
if (operations[iw, iv] == LastOp.Change)
{
sbv.Add(v[iv - 1]);
sbw.Add(w[iw - 1]);
iv--; iw--;
}
else
{
if (operations[iw, iv] == LastOp.GapV)
{
sbv.Add('-');
sbw.Add(w[iw - 1]);
iw--;
}
else
{
if (operations[iw, iv] == LastOp.GapW)
{
sbw.Add('-');
sbv.Add(v[iv - 1]);
iv--;
}
else
{
sbv.Add(v[iv - 1]);
sbw.Add(w[iw - 1]);
iv--;
iw--;
skipDetected = true;
}
}
}
}
alignment.VStart = iv;
alignment.WStart = iw;
sbv.Reverse();
sbw.Reverse();
alignment.AlignedV = String.Concat(sbv.ToArray());
alignment.AlignedW = String.Concat(sbw.ToArray());
return(globalMax);
}
/// <summary>
/// Funkcja znajdująca najlepsze dopasowanie ciągów (bez uwzględniania podciągów).
/// </summary>
/// <param name="v">pierwszy ciąg wejściowy</param>
/// <param name="w">drugi ciąg wejściowy</param>
/// <param name="alignment">obiekt opisujący najlepsze dopasowanie.
/// Uwaga, w wersji bez uwzględniania podciągów ustaw:
/// alignment.VStart = 0;
/// alignment.WStart = 0;
/// alignment.VEnd = v.Length;
/// alignment.WEnd = w.Length;
/// </param>
/// <returns>wartość najlepszego dopasowania</returns>
public int FindAlignment(string v, string w, out Alignment alignment)
{
alignment = new Alignment();
int a = v.Length, b = w.Length;
int[,] matrix = new int[v.Length + 1, w.Length + 1];
LastOp[,] action = new LastOp[v.Length + 1, w.Length + 1];
for (int i = 0; i <= a; i++)
{
matrix[i, 0] = i * Epsilon;
action[i, 0] = LastOp.GapW;
}
for (int i = 0; i <= b; i++)
{
matrix[0, i] = i * Epsilon;
action[0, i] = LastOp.GapV;
}
for (int i = 1; i <= a; i++)
{
for (int j = 1; j <= b; j++)
{
matrix[i, j] = Maximum(
matrix[i - 1, j] + Epsilon,
matrix[i, j - 1] + Epsilon,
matrix[i - 1, j - 1] + Matrix[v[i - 1], w[j - 1]],
out action[i, j]
);
}
}
StringBuilder vRes = new StringBuilder();
StringBuilder wRes = new StringBuilder();
while (a > 0 || b > 0)
{
switch (action[a, b])
{
case LastOp.GapV:
vRes.Append('-');
wRes.Append(w[b - 1]);
--b;
break;
case LastOp.GapW:
vRes.Append(v[a - 1]);
wRes.Append('-');
--a;
break;
case LastOp.Change:
vRes.Append(v[a - 1]);
wRes.Append(w[b - 1]);
--a; --b;
break;
}
}
var alignedV = vRes.ToString().ToCharArray();
Array.Reverse(alignedV);
var alignedW = wRes.ToString().ToCharArray();
Array.Reverse(alignedW);
alignment.VStart = 0;
alignment.WStart = 0;
alignment.VEnd = v.Length;
alignment.WEnd = w.Length;
alignment.AlignedV = new string(alignedV);
alignment.AlignedW = new string(alignedW);
//-----------------------------------------
//Console.WriteLine();
//Console.WriteLine("Alignment with cost: {0}", matrix[v.Length, w.Length]);
//Console.WriteLine("Word v: {0}", alignment.AlignedV);
//Console.WriteLine("Word w: {0}", alignment.AlignedW);
//-----------------------------------------
return(matrix[v.Length, w.Length]);
}
/// <summary>
/// Funkcja znajdująca najlepsze dopasowanie ciągów (bez uwzględniania podciągów).
/// </summary>
/// <param name="v">pierwszy ciąg wejściowy</param>
/// <param name="w">drugi ciąg wejściowy</param>
/// <param name="alignment">obiekt opisujący najlepsze dopasowanie.
/// Uwaga, w wersji bez uwzględniania podciągów ustaw:
/// al.VStart = 0;
/// al.WStart = 0;
/// al.VEnd = v.Length;
/// al.WEnd = w.Length;
/// </param>
/// <returns>wartość najlepszego dopasowania</returns>
public int FindAlignment(string v, string w, out Alignment alignment)
{
alignment = new Alignment();
alignment.VStart = 0;
alignment.WStart = 0;
alignment.VEnd = v.Length;
alignment.WEnd = w.Length;
int[,] assessments = new int[w.Length + 1, v.Length + 1];
LastOp[,] operations = new LastOp[w.Length + 1, v.Length + 1];
List <char> sbv = new List <char>();
List <char> sbw = new List <char>();
operations[0, 0] = LastOp.Skip;
for (int i = 1; i < w.Length + 1; i++)
{
assessments[i, 0] = i * Epsilon;
operations[i, 0] = LastOp.GapV;
}
for (int i = 1; i < v.Length + 1; i++)
{
assessments[0, i] = i * Epsilon;
operations[0, 1] = LastOp.GapW;
}
for (int i = 1; i < w.Length + 1; i++)
{
for (int j = 1; j < v.Length + 1; j++)
{
int cost = Matrix[w[i - 1], v[j - 1]];
if (assessments[i - 1, j] + Epsilon > assessments[i, j - 1] + Epsilon)
{
if (assessments[i - 1, j - 1] + cost > assessments[i - 1, j] + Epsilon)
{
assessments[i, j] = assessments[i - 1, j - 1] + cost;
operations[i, j] = LastOp.Change;
}
else
{
assessments[i, j] = assessments[i - 1, j] + Epsilon;
operations[i, j] = LastOp.GapV;
}
}
else
{
if (assessments[i - 1, j - 1] + cost > assessments[i, j - 1] + Epsilon)
{
assessments[i, j] = assessments[i - 1, j - 1] + cost;
operations[i, j] = LastOp.Change;
}
else
{
assessments[i, j] = assessments[i, j - 1] + Epsilon;
operations[i, j] = LastOp.GapW;
}
}
}
}
int iv = v.Length, iw = w.Length;
for (; iw > 0 || iv > 0;)
{
if (operations[iw, iv] == LastOp.Change)
{
sbv.Add(v[iv - 1]);
sbw.Add(w[iw - 1]);
iv--; iw--;
}
else
{
if (operations[iw, iv] == LastOp.GapV)
{
sbv.Add('-');
sbw.Add(w[iw - 1]);
iw--;
}
else
{
sbw.Add('-');
sbv.Add(v[iv - 1]);
iv--;
}
}
}
sbv.Reverse();
sbw.Reverse();
alignment.AlignedV = String.Concat(sbv.ToArray());
alignment.AlignedW = String.Concat(sbw.ToArray());
return(assessments[w.Length, v.Length]);
}
/// <summary>
/// Funkcja znajdująca najlepsze dopasowanie podciągów.
/// </summary>
/// <param name="v">pierwszy ciąg wejściowy</param>
/// <param name="w">drugi ciąg wejściowy</param>
/// <param name="alignment">obiekt opisujący najlepsze dopasowanie podciągów.
/// Uwaga, w wersji z podciągami ustaw:
/// alignment.VStart = indeks pierwszego elementu optymalnego podciągu v, który dopasowywaliśmy
/// alignment.WStart = indeks pierwszego elementu optymalnego podciągu w, który dopasowywaliśmy
/// alignment.VEnd = indeks pierwszego elementu za optymalnym podciągiem v, który dopasowywaliśmy
/// alignment.WEnd = indeks pierwszego elementu za optymalnym podciągiem w, który dopasowywaliśmy
/// </param>
/// <returns>wartość najlepszego dopasowania</returns>
public int FindSubsequenceAlignment(string v, string w, out Alignment alignment)
{
alignment = new Alignment();
int bestV = 0, bestW = 0, best = 0;
LastOp[,] action = new LastOp[v.Length + 1, w.Length + 1];
int[,] matrix = new int[v.Length + 1, w.Length + 1];
for (int i = 0; i <= v.Length; i++)
{
matrix[i, 0] = 0;
action[i, 0] = LastOp.Skip;
}
for (int j = 0; j <= w.Length; j++)
{
matrix[0, j] = 0;
action[0, j] = LastOp.Skip;
}
for (int i = 1; i <= v.Length; i++)
{
for (int j = 1; j <= w.Length; j++)
{
var max = Maximum(
matrix[i - 1, j] + Epsilon,
matrix[i, j - 1] + Epsilon,
matrix[i - 1, j - 1] + Matrix[v[i - 1], w[j - 1]],
out action[i, j]
);
if (max > 0)
{
matrix[i, j] = max;
if (max > best)
{
best = max;
bestV = i;
bestW = j;
}
}
else
{
action[i, j] = LastOp.Skip;
matrix[i, j] = 0;
}
}
}
int a = bestV, b = bestW;
StringBuilder vRes = new StringBuilder();
StringBuilder wRes = new StringBuilder();
while (action[a, b] != LastOp.Skip)
{
switch (action[a, b])
{
case LastOp.GapV:
vRes.Append('-');
wRes.Append(w[b - 1]);
b--;
break;
case LastOp.GapW:
vRes.Append(v[a - 1]);
wRes.Append('-');
a--;
break;
case LastOp.Change:
vRes.Append(v[a - 1]);
wRes.Append(w[b - 1]);
a--; b--;
break;
}
}
var alignedV = vRes.ToString().ToCharArray();
Array.Reverse(alignedV);
var alignedW = wRes.ToString().ToCharArray();
Array.Reverse(alignedW);
alignment.VStart = a;
alignment.WStart = b;
alignment.VEnd = bestV;
alignment.WEnd = bestW;
alignment.AlignedV = new string(alignedV);
alignment.AlignedW = new string(alignedW);
//-----------------------------------------
//Console.WriteLine();
//Console.WriteLine("Alignment with cost: {0}", matrix[v.Length, w.Length]);
//Console.WriteLine("Word v: {0}", alignment.AlignedV);
//Console.WriteLine("Word w: {0}", alignment.AlignedW);
//-----------------------------------------
return(matrix[bestV, bestW]);
}