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moonbio

moon add caassien/moonbio@0.1.2
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0.1.2
License
MIT
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12 days ago
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README

#MoonBio

CI

MoonBio 是一个面向 MoonBit 生态的生物信息学基础库，聚焦序列解析、经典比对算法、简单 MSA 流程、CLI/WASM 演示与可复现验收流程。仓库按 2026 MoonBit OSC2026 的公开开发要求整理，当前主仓库为 GitHub，镜像仓库为 GitLink。

#目标

  • 提供可复用的 DNA/RNA 序列基础能力。
  • 提供 MoonBit 可运行的 FASTA / FASTQ 解析实现。
  • 提供 Needleman-Wunsch、Smith-Waterman、Levenshtein 和渐进式 MSA。
  • 提供可验证的 CLI 与 WASM 构建入口。
  • 提供竞赛验收需要的 CI、自查脚本、来源说明和申报材料。

#功能概览

  • src/core
    • DNA 序列类型、反向互补、转录、HMM Viterbi 示例。
  • src/parser
    • 多记录 FASTA 解析。
    • FASTQ 解析与质量长度一致性校验。
    • FASTA / FASTQ 汇总统计。
    • FASTA GC 百分比与 FASTQ Phred+33 质量范围统计。
  • src/align
    • Needleman-Wunsch 全局比对。
    • Smith-Waterman 局部比对。
    • Levenshtein 距离。
    • 基于中心序列的渐进式 MSA。
  • cmd/cli
    • 运行全局比对、MSA 和解析统计示例。
  • cmd/wasm
    • 生成 WASM 入口并导出示例函数。

#仓库结构

.
├── cmd/
│   ├── cli/
│   └── wasm/
├── docs/
├── scripts/
├── src/
│   ├── align/
│   ├── core/
│   └── parser/
├── moon.mod
├── moon.pkg
├── official-requirements.md
├── proposal-one-page.md
├── source-attribution.md
└── submission-status.md

#快速开始

git clone https://github.com/caassien/MoonBio.git
cd MoonBio
moon update
moon fmt --check
moon check --target all
moon test --target wasm
moon test --target wasm-gc
moon test --target js

本机若安装了 C 编译器，还可以继续执行：

moon test --target native

#示例

CLI 示例：

moon run cmd/cli

WASM 构建：

moon build --target wasm-gc cmd/wasm

产物默认位于：

_build/wasm-gc/debug/build/cmd/wasm/wasm.wasm

#验收与自查

推荐本地执行：

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\verify_acceptance.ps1

若需要强制验证 native 目标：

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\verify_acceptance.ps1 -RequireNative

#性能与正确性证据

算法采用可解释的动态规划基线：全局/局部比对的时间复杂度为 O(m*n)、空间复杂度为 O(m*n)；渐进式 MSA 以第一条序列为中心，依次合并 两两比对结果。解析器会拒绝缺失头部、空序列、非法字符和 FASTQ 质量长度不一致， 并提供 GC 与质量范围统计，便于在真实数据上复核边界行为。

可复现实验步骤见 docs/benchmarks.md。

#MoonBit 包信息

  • Module: caassien/moonbio
  • License: MIT
  • 推荐工具链：moonc v0.10.3

#当前限制

  • cmd/wasm 已提供真实 WASM 构建入口与导出函数，但浏览器侧展示页仍以轻量验收演示为主，后续可以继续扩展为完整交互式前端。
  • 当前 MSA 为可运行的渐进式基线版本，重点在可测试、可维护和可扩展。

#License

MIT

#
AlignmentConfig

source
pub struct AlignmentConfig {
  match_score : Int
  mismatch_score : Int
  gap_penalty : Int
} derive(Eq, 
Debug)

#
BioEngine

source
pub struct BioEngine {
  config : AlignmentConfig
} derive(Eq, 
Debug)

#
BioEngine::global_align

source
fn BioEngine::global_align(self : BioEngine, left : String, right : String) -> 
AlignmentResult

#
BioEngine::local_align

source
fn BioEngine::local_align(self : BioEngine, left : String, right : String) -> 
AlignmentResult

#
BioEngine::multiple_align

source
fn BioEngine::multiple_align(self : BioEngine, sequences : Array[String]) -> 
MsaResult

#
BioEngine::new

source
fn BioEngine::new() -> BioEngine

#
BioEngine::summarize_fasta

source
fn BioEngine::summarize_fasta(self : BioEngine, content : String) -> Result[String, String]

#
BioEngine::summarize_fastq

source
fn BioEngine::summarize_fastq(self : BioEngine, content : String) -> Result[String, String]

#
BioEngine::with_config

source
fn BioEngine::with_config(config : AlignmentConfig) -> BioEngine

#
SequenceContext

source
pub struct SequenceContext {
  id : String
  sequence : String
  length : Int
  gc_percent : Int
} derive(Eq, 
Debug)

#
SequenceContext::new

source
fn SequenceContext::new(id : String, sequence : String) -> SequenceContext

#
default_alignment_config

source
fn default_alignment_config() -> AlignmentConfig

#
gc_ratio_percent

source
fn gc_ratio_percent(sequence : String) -> Int

#
normalize_sequence

source
fn normalize_sequence(sequence : String) -> String

#
validate_dna_string

source
fn validate_dna_string(sequence : String) -> Result[Unit, String]

#
validate_non_empty_records

source
fn validate_non_empty_records(record_count : Int, format_name : String) -> Result[Unit, String]

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