python - 此代码如何计算 4 的 次方

Question

我在 Coursera 上关注生物信息学 I。我的一位同学使用函数式编程解决了一个pattern_to_number 问题:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
from functools import reduce

def pattern_to_number(pattern):
    code = dict(zip("ACGT",range(4)))
    return reduce(lambda x,c: 4*x+code[c], pattern, 0)

print(pattern_to_number(sys.argv[1]))

这是我在本地运行小程序的方式:

$ python3 ./pattern_to_number.py 'ATGCAA'

输出是(正确的):912

我理解lambda 和reduce 的使用。我不明白上面的功能解决方案如何能够模仿以下传统方法的功能。计算 i 的 4 次方。

for i, val in enumerate(pattern[::-1]):
        total += dict[val] * (4**i)

那么 lambda 的主体在哪里(或如何)计算 code[c] 的 4 次方？

Answer 1

首先，让我们看一下reduce函数:

reduce(lambda x,c: 4*x+code[c], pattern, 0)

这会将当前值乘以 4 并添加模式中的当前元素。写出来看起来像这样:

1. x=0(初始值)c="A"，结果为:4*x+code["A"] = code["A"]
2. x=code["A"](上一个结果)c="C"，结果是`4*x+code["C"] = 4 *代码[“A”] +代码[“C”]
3. x=4*code["A"] + code["C"], c="G", 结果为4*x+代码["G"] = 4*(4*代码["A"] + 代码["C"]) + 代码["G"] = 4**2 * 代码["A"] + 4 * 代码[ "C"] + code["G"]
4. x=4**2 * code["A"] + 4 * code["C"] + code["G"], c="T"，结果是 4*x+code["T"] = 4*(4**2 * code["A"] + 4 * code["C"] + code["G"]) + 代码["T"] = 4**3 * 代码["A"] + 4**2 * 代码["C"] + 4 * 代码["G"] + 代码["T"]

其中每个序列元素都有 4 的正确幂。

所以诀窍在于 reduce 函数的 4*x，它最终将模式中的第一个元素乘以 4恰好 len-1 次，第二个元素乘以 4 len-2 次等