testsrc/compbio/data/sequence/FastaSequenceGenerator.java

   1 /* Copyright (c) 2009 Peter Troshin\r
   2  *  \r
   3  *  JAva Bioinformatics Analysis Web Services (JABAWS) @version: 1.0     \r
   4  * \r
   5  *  This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the\r
   6  *  Apache License version 2 as published by the Apache Software Foundation\r
   7  * \r
   8  *  This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without\r
   9  *  even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the Apache \r
  10  *  License for more details.\r
  11  * \r
  12  *  A copy of the license is in apache_license.txt. It is also available here:\r
  13  * @see: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.txt\r
  14  * \r
  15  * Any republication or derived work distributed in source code form\r
  16  * must include this copyright and license notice.\r
  17  */\r
  18 \r
  19 package compbio.data.sequence;\r
  20 \r
  21 import java.util.ArrayList;\r
  22 import java.util.List;\r
  23 import java.util.Random;\r
  24 \r
  25 public class FastaSequenceGenerator {\r
  26 \r
  27         enum SeqType {\r
  28                 DNA, PROTEIN\r
  29         }\r
  30 \r
  31         enum ProteinAlphabet {\r
  32                 A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, V\r
  33         };\r
  34 \r
  35         enum DNAAlphabet {\r
  36                 C, T, G, A, U\r
  37         };\r
  38 \r
  39         enum Letters {\r
  40                 q, w, e, r, t, y, u, i, o, p, a, s, d, f, g, h, j, k, l, z, x, c, v, b, n, m\r
  41         };\r
  42 \r
  43         final SeqType seqtype;\r
  44         final int seqNumber;\r
  45         final Random rand;\r
  46 \r
  47         /**\r
  48          * \r
  49          * @param type\r
  50          *            of the sequence to be generated one of DNA or PROTEIN\r
  51          * @param seqNumber\r
  52          *            number of sequences to be generated\r
  53          */\r
  54         public FastaSequenceGenerator(SeqType type, int seqNumber) {\r
  55                 this.seqtype = type;\r
  56                 this.seqNumber = seqNumber;\r
  57                 this.rand = new Random();\r
  58         }\r
  59 \r
  60         /**\r
  61          * Generate a list of Fasta formatted sequences with sequence length between\r
  62          * 0.5 to 1 of maxLenght. Name of the sequence as well as the sequence is\r
  63          * generated randomly\r
  64          * \r
  65          * @param maxSeqLength\r
  66          *            maximum length of generated sequence\r
  67          * @return\r
  68          */\r
  69         public List<FastaSequence> generateFasta(int maxSeqLength) {\r
  70                 List<FastaSequence> fastal = new ArrayList<FastaSequence>();\r
  71                 FastaSequence seq = null;\r
  72                 for (int i = 0; i < seqNumber; i++) {\r
  73                         switch (this.seqtype) {\r
  74                         case DNA:\r
  75                                 seq = new FastaSequence(generateName(), generateDna(\r
  76                                                 maxSeqLength, getRandomNumber(0.5, 0.99)));\r
  77                                 break;\r
  78                         case PROTEIN:\r
  79                                 seq = new FastaSequence(generateName(), generateProtein(\r
  80                                                 maxSeqLength, getRandomNumber(0.5, 0.99)));\r
  81                                 break;\r
  82                         default:\r
  83                                 throw new AssertionError("Cannot recognise a type!");\r
  84                         }\r
  85                         fastal.add(seq);\r
  86                 }\r
  87                 return fastal;\r
  88         }\r
  89 \r
  90         private String generateName() {\r
  91                 Letters[] letters = Letters.values();\r
  92                 int max = letters.length - 1;\r
  93                 StringBuilder sb = new StringBuilder();\r
  94                 for (int i = 0; i < 10; i++) {\r
  95                         sb.append(letters[getRandomNumber(0, max)]);\r
  96                 }\r
  97                 return sb.toString();\r
  98         }\r
  99 \r
 100         private String generateProtein(int length, double variability) {\r
 101                 ProteinAlphabet[] proteinA = ProteinAlphabet.values();\r
 102                 int max = proteinA.length - 1;\r
 103                 StringBuilder sb = new StringBuilder();\r
 104                 for (int i = 0; i < length * variability; i++) {\r
 105                         sb.append(proteinA[getRandomNumber(max)]);\r
 106                 }\r
 107                 return sb.toString();\r
 108         }\r
 109 \r
 110         private String generateDna(int length, double variability) {\r
 111                 if (variability == 0) {\r
 112                         variability = 1;\r
 113                 }\r
 114                 DNAAlphabet[] dnaA = DNAAlphabet.values();\r
 115                 int max = dnaA.length - 1;\r
 116                 StringBuilder sb = new StringBuilder();\r
 117                 for (int i = 0; i < length * variability; i++) {\r
 118                         sb.append(dnaA[getRandomNumber(max)]);\r
 119                 }\r
 120                 return sb.toString();\r
 121         }\r
 122 \r
 123         /*\r
 124          * Returns random integers in range from 0 to max\r
 125          * \r
 126          * @param max\r
 127          * \r
 128          * @return\r
 129          */\r
 130         private int getRandomNumber(int max) {\r
 131                 return rand.nextInt(max);\r
 132         }\r
 133 \r
 134         /*\r
 135          * Returns random integers with value in range from min to max\r
 136          * \r
 137          * @param min\r
 138          * \r
 139          * @param max\r
 140          * \r
 141          * @return\r
 142          */\r
 143         private int getRandomNumber(int min, int max) {\r
 144                 return new Long(Math.round((max - min) * rand.nextDouble() + min))\r
 145                                 .intValue();\r
 146         }\r
 147 \r
 148         private double getRandomNumber(double min, double max) {\r
 149                 return (max - min) * rand.nextDouble() + min;\r
 150         }\r
 151 }\r