Wrapper for Clustal Omega.
[jabaws.git] / binaries / src / clustalo / src / squid / gki.c
diff --git a/binaries/src/clustalo/src/squid/gki.c b/binaries/src/clustalo/src/squid/gki.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..965823a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,389 @@
+/*****************************************************************
+ * SQUID - a library of functions for biological sequence analysis
+ * Copyright (C) 1992-2002 Washington University School of Medicine
+ * 
+ *     This source code is freely distributed under the terms of the
+ *     GNU General Public License. See the files COPYRIGHT and LICENSE
+ *     for details.
+ *****************************************************************/
+
+/* gki.c
+ * SRE, Sat May  1 14:49:08 1999
+ * 
+ * "generic key index" module: emulation of Perl hashes.
+ * Maps keys (ASCII char strings) to array index. Dynamically
+ * resizes the hash table. 
+ * 
+ * Limitations:
+ *     - hash table can only grow; no provision for deleting keys
+ *       or downsizing the hash table.
+ *     - Maximum hash table size set at 100003. Performance 
+ *       will degrade for key sets much larger than this.
+ *     - Assumes that integers are 32 bits (or greater). 
+ * 
+ * Defines a typedef'd structure:
+ *     gki           - a key index hash table.
+ * Provides functions:
+ *     GKIInit()     - start a hash table.
+ *     GKIStoreKey() - store a new key, get a unique index.                        
+ *     GKIKeyIndex() - retrieve an existing key's index.
+ *     GKIFree()     - free a hash table.
+ *     GKIStatus()   - Debugging: prints internal status of a hash struct
+ *            
+ *
+ * Note that there are no dependencies on squid; the gki.c/gki.h
+ * pair are base ANSI C and can be reused anywhere.
+ *****************************************************************
+ * 
+ * API for storing/reading stuff: 
+ * moral equivalent of Perl's $foo{$key} = whatever, $bar{$key} = whatever:
+ *       #include "gki.h"
+ *     
+ *       gki  *hash;
+ *       int   idx;
+ *       char *key;
+ *       
+ *       hash = GKIInit();
+ * (Storing:) 
+ *       (foreach key) {
+ *          idx = GKIStoreKey(hash, key);       
+ *          (reallocate foo, bar as needed)
+ *          foo[idx] = whatever;
+ *          bar[idx] = whatever;
+ *       }     
+ * (Reading:)
+ *       (foreach key) {
+ *          idx = GKIKeyIndex(hash, key);
+ *          if (idx == -1) {no_such_key; }
+ *          (do something with) foo[idx];
+ *          (do something with) bar[idx];
+ *       }   
+ *       GKIFree();
+ *       
+ *****************************************************************
+ *
+ * Timings on wrasse for 45402 keys in /usr/dict/words using
+ * Tests/test_gki: 
+ *      250 msec store      (6 usec/store)
+ *      140 msec retrieve   (3 usec/retrieve)
+ * and using the 13408 names of Pfam's GP120.full alignment:
+ *       70 msec store      (5 usec/store)
+ *       50 msec retrieve   (4 usec/retrieve)     
+ * 
+ * RCS $Id: gki.c 217 2011-03-19 10:27:10Z andreas $ (Original squid RCS Id: gki.c,v 1.3 2000/12/21 23:42:59 eddy Exp)
+ */
+
+
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <limits.h>
+#include "squid.h"
+#include "gki.h"
+
+/* 
+ *   Best hash table sizes are prime numbers (see Knuth vol 3, Sorting
+ * and Searching). 
+ *   gki_primes[] defines the ascending order of hash table sizes
+ * that we use in upsizing the hash table dynamically.
+ *   useful site for testing primes:
+ * http://www.idbsu.edu/people/jbrennan/algebra/numbers/sieve.html
+ *   Because of the way gki_hashvalue works, the largest number
+ * must be < INT_MAX / 128 / 128 : 131072 on a 32 bit machine.
+ */
+static int gki_primes[]  = { 101, 1009, 10007, 100003 };
+#define GKI_NPRIMES      4
+#define GKI_ALPHABETSIZE 128
+
+static GKI *gki_alloc(int primelevel);
+static int  gki_hashvalue(GKI *hash, char *key);
+static int  gki_upsize(GKI *old);
+
+
+/* Function: GKIInit()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:12:24 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Initialize a hash table for key indexing.  
+ *           Simply a wrapper around a level 0 gki_alloc().
+ *
+ * Args:     (void)
+ *
+ * Returns:  An allocated hash table structure.
+ *           Caller frees with GKIFree().
+ */
+GKI *
+GKIInit(void)
+{
+  GKI *hash;
+  hash = gki_alloc(0);
+  return hash;
+}
+
+/* Function: GKIFree()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:13:26 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Free a key index hash table.
+ *
+ * Args:     hash  - the gki structure
+ *
+ * Returns:  (void).
+ *           hash table is destroyed.
+ */
+void
+GKIFree(GKI *hash)
+{
+  struct gki_elem *ptr;
+  int       i;
+
+  if (hash == NULL) return;    /* tolerate a NULL */
+
+  for (i = 0; i < hash->nhash; i++)
+    while (hash->table[i] != NULL)
+      {
+       ptr = hash->table[i]->nxt;
+                               /* NULL keys can occur after we've gki_upsize'd */
+       if (hash->table[i]->key != NULL) free(hash->table[i]->key);
+       free(hash->table[i]);
+       hash->table[i] = ptr;
+      }
+  free(hash->table);
+  free(hash);
+}
+
+/* Function: GKIStoreKey()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:16:48 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Store a key in the key index hash table.
+ *           Associate it with a unique "key index", counting
+ *           from 0. (It's this index that lets us map
+ *           the hashed keys to indexed C arrays, (clumsily)
+ *           emulating Perl's hashes.)
+ *
+ *           Does *not* check to see if the key's already
+ *           in the table, so it's possible to store multiple
+ *           copies of a key with different indices; probably
+ *           not what you want, so if you're not sure the 
+ *           key is unique, check the table first with 
+ *           GKIKeyIndex().
+ *
+ * Args:     hash  - GKI structure to store the key in
+ *           key   - string to store
+ *
+ * Returns:  the new key's index. Since it's always the
+ *           last one in the current array, this index is
+ *           just hash->nkeys-1.
+ *           On a malloc failure, returns -1.
+ *           hash table is modified.
+ */
+int
+GKIStoreKey(GKI *hash, char *key)
+{
+  int val;
+  struct gki_elem *ptr;
+
+  val = gki_hashvalue(hash, key);
+  
+  ptr = hash->table[val];
+  hash->table[val]      = MallocOrDie(sizeof(struct gki_elem));
+  hash->table[val]->key = MallocOrDie(sizeof(char) * (strlen(key)+1));
+  strcpy(hash->table[val]->key, key);
+
+  hash->table[val]->idx = hash->nkeys;
+  hash->table[val]->nxt = ptr;
+
+  hash->nkeys++;
+                               /* time to upsize? */
+  if (hash->nkeys > 3*hash->nhash && hash->primelevel < GKI_NPRIMES-1)
+    gki_upsize(hash);
+
+  return hash->nkeys-1; 
+}
+
+/* Function: GKIKeyIndex()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:20:42 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Look up a key in the hash table. Return
+ *           its index (0..nkeys-1), else -1 if the key
+ *           isn't in the hash (yet).
+ *           
+ * Args:     hash  - the GKI hash table to search in
+ *           key   - the key to look up        
+ *
+ * Returns:  -1 if key is not found;
+ *           index of key if it is found (range 0..nkeys-1).
+ *           hash table is unchanged.
+ */
+int
+GKIKeyIndex(GKI *hash, char *key)
+{
+  struct gki_elem *ptr;
+  int val;
+  
+  val = gki_hashvalue(hash, key);
+  for (ptr = hash->table[val]; ptr != NULL; ptr = ptr->nxt)
+    if (strcmp(key, ptr->key) == 0) return ptr->idx;
+  return -1;
+}
+
+/* Function: GKIStatus()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:11:13 1999 [St. Louis]
+ *
+ * Purpose:  (DEBUGGING) How are we doing? Calculate some
+ *           simple statistics for the hash table.
+ *
+ * Args:     hash - the GKI hash table to look at
+ *
+ * Returns:  (void) 
+ *           Prints diagnostics on stdout.
+ *           hash table is unchanged.
+ */
+void
+GKIStatus(GKI *hash)
+{
+  struct gki_elem *ptr;
+  int i;
+  int nkeys;
+  int nempty  = 0;
+  int maxkeys = -1;
+  int minkeys = INT_MAX;
+
+  for (i = 0; i < hash->nhash; i++)
+    {
+      nkeys = 0;
+      for (ptr = hash->table[i]; ptr != NULL; ptr = ptr->nxt)
+       nkeys++;
+
+      if (nkeys == 0)      nempty++;
+      if (nkeys > maxkeys) maxkeys = nkeys;
+      if (nkeys < minkeys) minkeys = nkeys;
+    }
+
+  printf("Total keys:        %d\n", hash->nkeys);
+  printf("Hash table size:   %d\n", hash->nhash);
+  printf("Average occupancy: %.1f\n", (float) hash->nkeys / (float) hash->nhash);
+  printf("Unoccupied slots:  %d\n", nempty);
+  printf("Most in one slot:  %d\n", maxkeys);
+  printf("Least in one slot: %d\n", minkeys);
+  
+}
+
+
+/* Function: gki_alloc()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:55:47 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Allocate a hash table structure with the
+ *           size given by primelevel.
+ *
+ * Args:     primelevel - level 0..GKI_NPRIMES-1, specifying
+ *                        the size of the table; see gki_primes[]
+ *                        array.
+ *
+ * Returns:  An allocated hash table structure. 
+ *           Caller frees with GKIFree().
+ */
+static GKI *
+gki_alloc(int primelevel)
+{
+  GKI *hash;
+  int  i;
+
+  if (primelevel < 0 || primelevel >= GKI_NPRIMES) 
+    Die("bad primelevel in gki_alloc()");
+  hash = MallocOrDie(sizeof(GKI));
+
+  hash->primelevel = primelevel;
+  hash->nhash      = gki_primes[hash->primelevel];
+  hash->table      = MallocOrDie(sizeof(struct gki_elem) * hash->nhash);
+  for (i = 0; i < hash->nhash; i++)
+    hash->table[i] = NULL;
+  hash->nkeys = 0;
+  return hash;
+}  
+
+
+/* Function: gki_hashvalue()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:14:10 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Calculate the hash value for a key. Usually
+ *           we expect a one-word key, but the function will
+ *           hash any ASCII string effectively. The hash function
+ *           is a simple one (see p. 233 of Sedgewick,
+ *           Algorithms in C).
+ *           Slightly optimized: does two characters at a time
+ *           before doing the modulo; this gives us a significant
+ *           speedup.  
+ *
+ * Args:     hash - the gki structure (we need to know the hash table size)
+ *           key  - a string to calculate the hash value for       
+ *
+ * Returns:  a hash value, in the range 0..hash->nhash-1.
+ *           hash table is unmodified.
+ */
+static int
+gki_hashvalue(GKI *hash, char *key)
+{
+  int val = 0;
+
+  for (; *key != '\0'; key++)
+    {
+      val = GKI_ALPHABETSIZE*val + *key; 
+      if (*(++key) == '\0') { val = val % hash->nhash; break; }
+      val = (GKI_ALPHABETSIZE*val + *key) % hash->nhash;
+    }
+  return val;
+}
+
+/* Function: gki_upsize()
+ * Date:     SRE, Sat May  1 11:46:07 1999 [May Day geek-out]
+ *
+ * Purpose:  Grow the hash table to the next available size.
+ *
+ * Args:     old - the GKI hash table to reallocate.
+ *
+ * Returns:  1 on success (the hash table is changed);
+ *           0 on failure; the table is already at its maximum size,
+ *              and the hash table is returned unchanged.
+ */
+static int
+gki_upsize(GKI *old)
+{
+  GKI      *new;
+  int       i;
+  struct gki_elem *optr;
+  struct gki_elem *nptr;
+  int       val;
+
+  if (old->primelevel >= GKI_NPRIMES-1)  return 0;
+  new = gki_alloc(old->primelevel+1);
+
+  /* Read the old, store in the new, while *not changing*
+   * any key indices. Because of the way the lists are
+   * treated as LIFO stacks, all the lists are reversed 
+   * in the new structure.
+   */
+  for (i = 0; i < old->nhash; i++)
+    {
+      optr = old->table[i];
+      while (optr != NULL)
+       {
+         val = gki_hashvalue(new, optr->key);
+
+         nptr = new->table[val];
+         new->table[val]      = optr;
+         optr                 = optr->nxt;
+         new->table[val]->nxt = nptr;
+       }
+    }
+  free(old->table);
+
+  /* Now swap within the interior of the structures, so the old
+   * structure is updated to the new structure.
+   * (nkeys is identical, so we don't need to swap that element.)
+   */
+  old->primelevel = new->primelevel;
+  old->nhash      = new->nhash;
+  old->table      = new->table;
+  free(new);
+  return 1;
+}