Matlab：通過置換構建分子庫

我試圖用0-46氫，0-20碳，0-13氧等方法對所有可能的分子進行索引。我有7個我感興趣的原子：H ，C，O，N，氯，氟和S.我寫了下面的for循環來展示我想實現：Matlab：通過置換構建分子庫

MassListIndex = [] 
%MassIndex = [h,c,o,n,cl,f,s] 
for h = 0:46; 
    for c = 0:20; 
    for o = 0:13; 
     for n = 0:15; 
      for cl=0:5; 
       for f=0:5; 
        for s=0:5; 
         MassListIndex = [MassListIndex;[h,c,o,n,cl,f,s]]; 
        end; 
       end; 
      end; 
     end; 
    end; 
end; 
end;

這令我非常低效;我不想等待2個月左右的時間。我已經嘗試過使用combinator.m腳本，但問題是隻有一個輸入集合的長度是'置換'，即如果我想擁有多達46個氫，我還需要每個都有46個其他6個原子。這在計算上很重（46^7 = = 436億）。

有什麼辦法可以使這種計算更有效嗎？或者，我需要更多地考慮騎它的「廢話排列」縮水我的名單（據我所知，分子H40C2從未被觀察到的！）

感謝

來源

2014-10-06 PootersTheCat

你在找經驗公式嗎？因爲結構公式會變得更復雜 – 2014-10-06 21:53:25

如果你有足夠的RAM，定義'vectors = {0:46 0:20 0:13 0:15 0:20 0:20 0:13 0:15};'並應用[this] （http://stackoverflow.com/q/21895335/2586922）。或者爲了節省RAM，可以嘗試使用uint8數據類型：uint8 ：5）uint8（0：5）}'。後者在我的計算機上只需要5秒鐘，併產生所需的47755008x7結果 – 2014-10-06 22:02:05

只有經驗公式對於質量很重要，所以如果你把你的47755008x7矩陣和'bsxfun'與來自[IUPAC]的原子質量值（http： //www.degruyter.com/view/j/pac.2013.85.issue-5/pac-rep-13-03-02/pac-rep-13-03-02.xml），你有自己的答案。「無意義排列」的算法[作爲OP的練習]（http://www.xkcd.com/1425/）。 – craigim 2014-10-06 23:21:03

第一個問題是不是硬。至少不是如果你記得預先分配的話！我改變了你的代碼到這一點：

mxidx = 47*21*14*16*6*6*6; 
MassListIndex = zeros(mxidx,7); 
idx = 1; 
for h = 0:46; 
    for c = 0:20; 
     for o = 0:13; 
      for n = 0:15; 
       for cl=0:5; 
        for f=0:5; 
         for s=0:5; 
          MassListIndex(idx,:) = [h,c,o,n,cl,f,s]; 
          idx = idx + 1; 
         end; 
        end; 
       end; 
      end; 
     end; 
    end; 
end;

它在我的電腦上不到一分鐘就跑。通常，如果您忘記預分配，Matlab會發出警告;並且無論何時（如本例中）預先知道矩陣的大小，您應該預先分配！另一方面，另一方面，47^7 = 506623120463（超過500億元 - 它是47^7而不是46^7，因爲列表0:46有47個元素）。所以即使你只使用一個字節公關。排在你矩陣（你當然不會），它仍然會佔用更多的半TB！而且計算時間同樣會很龐大！

但真的什麼時候你會需要這個列表。你已經構建了您的列表的方式，你可以很容易地僅僅通過索引例如：計算一個條目

function m = MassListIndex(a,b) 
a = a - 1; 
lst = zeros(1,7); 
for i = 1:7 
    lst(8-i) = mod(a,47); 
    a = floor(a /47); 
end 
if nargin < 2 
    m = lst; 
else 
    m = lst(b); 
end 
end

編輯：

如果你希望它也計算質量，你可以這樣做：

function mass = getMassFromPermutationNumber(a) 
a = a - 1; 
lst = zeros(1,7); 
for i = 1:7 
    lst(8-i) = mod(a,47); 
    a = floor(a /47); 
end 
mass = lst*[1.00794;12.011;15.9994;20.1797;35.4527;18.9984;32.066]; 
end

來源爲羣衆：http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/mass.html

免責聲明：我不是很擅長化學，所以請申請合理數量的懷疑！

來源

2014-10-07 08:14:55

謝謝你的迴應！列表的原因是然後計算每個排列的質量。該質量列表與HD質譜數據進行比較，因此我們可以確定檢測到的化合物的分子式。那有意義嗎？ – PootersTheCat 2014-10-07 22:43:43

我已經爲我的答案添加了一個編輯，解釋瞭如何在不列出列表的情況下從排列數中獲得質量。如果你堅持列出清單，那麼就沒有辦法花費大量的內存，而且我也沒有辦法顯着加快這個過程（可能有一個 - 我只是看不到它）。 – 2014-10-08 08:53:23

Matlab：通過置換構建分子庫

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