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source/src/game/genetics/matrix.hpp

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Add scoring matrices and functions
3 years ago
Update copyright date
3 years ago
Add scoring matrices and functions
3 years ago
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  1. /*

  2.  * Copyright (C) 2021  Christopher J. Howard
  3.  *
  4.  * This file is part of Antkeeper source code.
  5.  *
  6.  * Antkeeper source code is free software: you can redistribute it and/or modify
  7.  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  8.  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  9.  * (at your option) any later version.
  10.  *
  11.  * Antkeeper source code is distributed in the hope that it will be useful,
  12.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14.  * GNU General Public License for more details.
  15.  *
  16.  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17.  * along with Antkeeper source code.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.

  18.  */
  19. 

  20. #ifndef ANTKEEPER_GENETICS_MATRIX_HPP

  21. #define ANTKEEPER_GENETICS_MATRIX_HPP

  22. 

  23. namespace genetics {
  24. namespace matrix {
  25. 

  26. /**

  27.  * BLOSUM62 substitution matrix.
  28.  *
  29.  * @see ftp://ftp.ncbi.nih.gov/blast/matrices/

  30.  */
  31. template <class T>
  32. constexpr T blosum62[27][27] =
  33. {
  34. 	// A   B   C   D   E   F   G   H   I   J   K   L   M   N   O   P   Q   R   S   T   U   V   W   X   Y   Z   *

  35. 	{  4, -2,  0, -2, -1, -2,  0, -2, -1,  0, -1, -1, -1, -2,  0, -1, -1, -1,  1,  0,  0,  0, -3,  0, -2, -1, -4 }, // A

  36. 	{ -2,  4, -3,  4,  1, -3, -1,  0, -3,  0,  0, -4, -3,  3,  0, -2,  0, -1,  0, -1,  0, -3, -4, -1, -3,  1, -4 }, // B

  37. 	{  0, -3,  9, -3, -4, -2, -3, -3, -1,  0, -3, -1, -1, -3,  0, -3, -3, -3, -1, -1,  0, -1, -2, -2, -2, -3, -4 }, // C

  38. 	{ -2,  4, -3,  6,  2, -3, -1, -1, -3,  0, -1, -4, -3,  1,  0, -1,  0, -2,  0, -1,  0, -3, -4, -1, -3,  1, -4 }, // D

  39. 	{ -1,  1, -4,  2,  5, -3, -2,  0, -3,  0,  1, -3, -2,  0,  0, -1,  2,  0,  0, -1,  0, -2, -3, -1, -2,  4, -4 }, // E

  40. 	{ -2, -3, -2, -3, -3,  6, -3, -1,  0,  0, -3,  0,  0, -3,  0, -4, -3, -3, -2, -2,  0, -1,  1, -1,  3, -3, -4 }, // F

  41. 	{  0, -1, -3, -1, -2, -3,  6, -2, -4,  0, -2, -4, -3,  0,  0, -2, -2, -2,  0, -2,  0, -3, -2, -1, -3, -2, -4 }, // G

  42. 	{ -2,  0, -3, -1,  0, -1, -2,  8, -3,  0, -1, -3, -2,  1,  0, -2,  0,  0, -1, -2,  0, -3, -2, -1,  2,  0, -4 }, // H

  43. 	{ -1, -3, -1, -3, -3,  0, -4, -3,  4,  0, -3,  2,  1, -3,  0, -3, -3, -3, -2, -1,  0,  3, -3, -1, -1, -3, -4 }, // I

  44. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // J

  45. 	{ -1,  0, -3, -1,  1, -3, -2, -1, -3,  0,  5, -2, -1,  0,  0, -1,  1,  2,  0, -1,  0, -2, -3, -1, -2,  1, -4 }, // K

  46. 	{ -1, -4, -1, -4, -3,  0, -4, -3,  2,  0, -2,  4,  2, -3,  0, -3, -2, -2, -2, -1,  0,  1, -2, -1, -1, -3, -4 }, // L

  47. 	{ -1, -3, -1, -3, -2,  0, -3, -2,  1,  0, -1,  2,  5, -2,  0, -2,  0, -1, -1, -1,  0,  1, -1, -1, -1, -1, -4 }, // M

  48. 	{ -2,  3, -3,  1,  0, -3,  0,  1, -3,  0,  0, -3, -2,  6,  0, -2,  0,  0,  1,  0,  0, -3, -4, -1, -2,  0, -4 }, // N

  49. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // O

  50. 	{ -1, -2, -3, -1, -1, -4, -2, -2, -3,  0, -1, -3, -2, -2,  0,  7, -1, -2, -1, -1,  0, -2, -4, -2, -3, -1, -4 }, // P

  51. 	{ -1,  0, -3,  0,  2, -3, -2,  0, -3,  0,  1, -2,  0,  0,  0, -1,  5,  1,  0, -1,  0, -2, -2, -1, -1,  3, -4 }, // Q

  52. 	{ -1, -1, -3, -2,  0, -3, -2,  0, -3,  0,  2, -2, -1,  0,  0, -2,  1,  5, -1, -1,  0, -3, -3, -1, -2,  0, -4 }, // R

  53. 	{  1,  0, -1,  0,  0, -2,  0, -1, -2,  0,  0, -2, -1,  1,  0, -1,  0, -1,  4,  1,  0, -2, -3,  0, -2,  0, -4 }, // S

  54. 	{  0, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -2, -1,  0, -1, -1, -1,  0,  0, -1, -1, -1,  1,  5,  0,  0, -2,  0, -2, -1, -4 }, // T

  55. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // U

  56. 	{  0, -3, -1, -3, -2, -1, -3, -3,  3,  0, -2,  1,  1, -3,  0, -2, -2, -3, -2,  0,  0,  4, -3, -1, -1, -2, -4 }, // V

  57. 	{ -3, -4, -2, -4, -3,  1, -2, -2, -3,  0, -3, -2, -1, -4,  0, -4, -2, -3, -3, -2,  0, -3, 11, -2,  2, -3, -4 }, // W

  58. 	{  0, -1, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1,  0, -1, -1, -1, -1,  0, -2, -1, -1,  0,  0,  0, -1, -2, -1, -1, -1, -4 }, // X

  59. 	{ -2, -3, -2, -3, -2,  3, -3,  2, -1,  0, -2, -1, -1, -2,  0, -3, -1, -2, -2, -2,  0, -1,  2, -1,  7, -2, -4 }, // Y

  60. 	{ -1,  1, -3,  1,  4, -3, -2,  0, -3,  0,  1, -3, -1,  0,  0, -1,  3,  0,  0, -1,  0, -2, -3, -1, -2,  4, -4 }, // Z

  61. 	{ -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,  0, -4, -4, -4, -4,  0, -4, -4, -4, -4, -4,  0, -4, -4, -4, -4, -4,  1 }  // *

  62. };
  63. 

  64. /**

  65.  * BLOSUM80 substitution matrix.
  66.  *
  67.  * @see ftp://ftp.ncbi.nih.gov/blast/matrices/

  68.  */
  69. template <class T>
  70. constexpr T blosum80[27][27] =
  71. {
  72. 	// A   B   C   D   E   F   G   H   I   J   K   L   M   N   O   P   Q   R   S   T   U   V   W   X   Y   Z   *

  73. 	{  7, -3, -1, -3, -2, -4,  0, -3, -3,  0, -1, -3, -2, -3,  0, -1, -2, -3,  2,  0,  0, -1, -5, -1, -4, -2, -8 }, // A

  74. 	{ -3,  6, -6,  6,  1, -6, -2, -1, -6,  0, -1, -7, -5,  5,  0, -4, -1, -2,  0, -1,  0, -6, -8, -3, -5,  0, -8 }, // B

  75. 	{ -1, -6, 13, -7, -7, -4, -6, -7, -2,  0, -6, -3, -3, -5,  0, -6, -5, -6, -2, -2,  0, -2, -5, -4, -5, -7, -8 }, // C

  76. 	{ -3,  6, -7, 10,  2, -6, -3, -2, -7,  0, -2, -7, -6,  2,  0, -3, -1, -3, -1, -2,  0, -6, -8, -3, -6,  1, -8 }, // D

  77. 	{ -2,  1, -7,  2,  8, -6, -4,  0, -6,  0,  1, -6, -4, -1,  0, -2,  3, -1, -1, -2,  0, -4, -6, -2, -5,  6, -8 }, // E

  78. 	{ -4, -6, -4, -6, -6, 10, -6, -2, -1,  0, -5,  0,  0, -6,  0, -6, -5, -5, -4, -4,  0, -2,  0, -3,  4, -6, -8 }, // F

  79. 	{  0, -2, -6, -3, -4, -6,  9, -4, -7,  0, -3, -7, -5, -1,  0, -5, -4, -4, -1, -3,  0, -6, -6, -3, -6, -4, -8 }, // G

  80. 	{ -3, -1, -7, -2,  0, -2, -4, 12, -6,  0, -1, -5, -4,  1,  0, -4,  1,  0, -2, -3,  0, -5, -4, -2,  3,  0, -8 }, // H

  81. 	{ -3, -6, -2, -7, -6, -1, -7, -6,  7,  0, -5,  2,  2, -6,  0, -5, -5, -5, -4, -2,  0,  4, -5, -2, -3, -6, -8 }, // I

  82. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // J

  83. 	{ -1, -1, -6, -2,  1, -5, -3, -1, -5,  0,  8, -4, -3,  0,  0, -2,  2,  3, -1, -1,  0, -4, -6, -2, -4,  1, -8 }, // K

  84. 	{ -3, -7, -3, -7, -6,  0, -7, -5,  2,  0, -4,  6,  3, -6,  0, -5, -4, -4, -4, -3,  0,  1, -4, -2, -2, -5, -8 }, // L

  85. 	{ -2, -5, -3, -6, -4,  0, -5, -4,  2,  0, -3,  3,  9, -4,  0, -4, -1, -3, -3, -1,  0,  1, -3, -2, -3, -3, -8 }, // M

  86. 	{ -3,  5, -5,  2, -1, -6, -1,  1, -6,  0,  0, -6, -4,  9,  0, -4,  0, -1,  1,  0,  0, -5, -7, -2, -4, -1, -8 }, // N

  87. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // O

  88. 	{ -1, -4, -6, -3, -2, -6, -5, -4, -5,  0, -2, -5, -4, -4,  0, 12, -3, -3, -2, -3,  0, -4, -7, -3, -6, -2, -8 }, // P

  89. 	{ -2, -1, -5, -1,  3, -5, -4,  1, -5,  0,  2, -4, -1,  0,  0, -3,  9,  1, -1, -1,  0, -4, -4, -2, -3,  5, -8 }, // Q

  90. 	{ -3, -2, -6, -3, -1, -5, -4,  0, -5,  0,  3, -4, -3, -1,  0, -3,  1,  9, -2, -2,  0, -4, -5, -2, -4,  0, -8 }, // R

  91. 	{  2,  0, -2, -1, -1, -4, -1, -2, -4,  0, -1, -4, -3,  1,  0, -2, -1, -2,  7,  2,  0, -3, -6, -1, -3, -1, -8 }, // S

  92. 	{  0, -1, -2, -2, -2, -4, -3, -3, -2,  0, -1, -3, -1,  0,  0, -3, -1, -2,  2,  8,  0,  0, -5, -1, -3, -2, -8 }, // T

  93. 	{  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 }, // U

  94. 	{ -1, -6, -2, -6, -4, -2, -6, -5,  4,  0, -4,  1,  1, -5,  0, -4, -4, -4, -3,  0,  0,  7, -5, -2, -3, -4, -8 }, // V

  95. 	{ -5, -8, -5, -8, -6,  0, -6, -4, -5,  0, -6, -4, -3, -7,  0, -7, -4, -5, -6, -5,  0, -5, 16, -5,  3, -5, -8 }, // W

  96. 	{ -1, -3, -4, -3, -2, -3, -3, -2, -2,  0, -2, -2, -2, -2,  0, -3, -2, -2, -1, -1,  0, -2, -5, -2, -3, -1, -8 }, // X

  97. 	{ -4, -5, -5, -6, -5,  4, -6,  3, -3,  0, -4, -2, -3, -4,  0, -6, -3, -4, -3, -3,  0, -3,  3, -3, 11, -4, -8 }, // Y

  98. 	{ -2,  0, -7,  1,  6, -6, -4,  0, -6,  0,  1, -5, -3, -1,  0, -2,  5,  0, -1, -2,  0, -4, -5, -1, -4,  6, -8 }, // Z

  99. 	{ -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8,  0, -8, -8, -8, -8,  0, -8, -8, -8, -8, -8,  0, -8, -8, -8, -8, -8,  1 }  // *

  100. };
  101. 

  102. } // namspace matrix

  103. } // namespace genetics

  104. 

  105. #endif // ANTKEEPER_GENETICS_MATRIX_HPP