new mafft v 6.857 with extensions
[jabaws.git] / binaries / src / mafft / extensions / mxscarna_src / McCaskill.cpp
diff --git a/binaries/src/mafft/extensions/mxscarna_src/McCaskill.cpp b/binaries/src/mafft/extensions/mxscarna_src/McCaskill.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..39497fb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,839 @@
+#include <iostream>
+#include "McCaskill.hpp"
+//#include "energy_param3.hpp"
+#include "Util.hpp"
+#include <cstring>
+
+namespace MXSCARNA {
+energy_param  McCaskill::energyParam;
+
+float *McCaskill::exphairpin;
+float McCaskill::expninio[5][32];
+float McCaskill::expdangle5[6][4];
+float McCaskill::expdangle3[6][4];
+float McCaskill::expinternalLoop[31];
+float McCaskill::expbulge[31];
+char   McCaskill::exptriLoop[2][6];
+float McCaskill::exptriLoopEnergy[2];
+char   McCaskill::exptetraLoop[30][7];
+float McCaskill::exptetraLoopEnergy[30];
+float McCaskill::expStack[6][6];
+float McCaskill::expTstackH[6][16];
+float McCaskill::expTstackI[6][16];
+float McCaskill::expint11[6][6][16];
+float McCaskill::expint21[6][6][16][4];
+float McCaskill::expint22[6][6][16][16];
+float McCaskill::expMLclosing;
+float McCaskill::expMLintern[8];
+float McCaskill::expTermAU;
+float McCaskill::expMLbase[31];
+
+const int McCaskill::TURN         = 3;
+const float McCaskill::GASCONST   = 1.98717;
+const float McCaskill::T          = 37 + 273.15;
+const int McCaskill::MAXLOOP      = 30;
+const int McCaskill::TETRA_ENTH37 = -400;
+const int McCaskill::NBPAIRS      = 7;
+const int McCaskill::SCALE        = 10;
+
+
+void 
+McCaskill::
+calcPartitionFunction()
+{ 
+    initParameter();
+    Inside();
+    Outside();
+    convertProbability();
+
+/*
+    for(int i = 0; i < n_seq; i++) {
+       for(int j = i; j < n_seq; j++) {
+           cout << getProb(i, j) << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+*/
+}
+
+void
+McCaskill::
+convertProbability()
+{
+    float *pPointer  = p.getPointer(0, 0);
+    float *abPointer = ab.getPointer(0,0);
+    for(int i = 0; i < n_seq; i++) {
+       for(int j = i; j < n_seq; j++) {
+           *pPointer += *abPointer++;
+           *pPointer++ = EXP(*pPointer);
+       }
+    }
+}
+
+void 
+McCaskill::
+Inside()
+{
+
+    for (int i = n_seq - TURN - 2; i >= 0; i--) {
+       float *abPointer   = ab.getPointer(i, i + TURN + 1);
+       float *am1Pointer  = am1.getPointer(i, i + TURN + 1);
+       float *amPointer   = am.getPointer(i, i + TURN + 1);
+       float *q1Pointer   = q1.getPointer(i, i + TURN + 1);
+       float *aPointer    = a.getPointer(i, i + TURN + 1);
+       int   *typePointer = typeMat.getPointer(i, i+TURN+1);
+       for (int j = i + TURN + 1; j < n_seq; j++) {
+           int tmpType   = *typePointer++;
+                           *abPointer++  = compQb(i, j, tmpType);
+           am1v.ref(i,j) = *am1Pointer++ = compQm1(i,j, tmpType);
+           amv.ref(i,j)  = *amPointer++  = compQm(i,j);
+           q1v.ref(i,j)  = *q1Pointer++  = compQ1(i,j, tmpType);
+                           *aPointer++   = compQ(i,j);   
+       }
+    }
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compQb(int i, int j, int tmpType) 
+{
+
+    float tmpAb;
+    int type  = tmpType;
+    int u     = j - i - 1;
+    if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+       // hairpin energy 
+       assert(u >= 3);
+       tmpAb = expHairpinEnergy(type, u, i + 1, j - 1);
+               
+       // base pair, bulge, interior loop energy
+       for(int h = i + 1; h <= MIN(i + MAXLOOP + 1, j - TURN - 2); h++) {
+           int u1 = h-i-1;
+           int max = MAX(h + TURN + 1, j-1-MAXLOOP+u1);
+           float *abPointer     = ab.getPointer(h, max - 1);
+           const int *typeMatPointer = typeMat.getPointer(h, max);
+
+           for(int l = max; l < j; l++) {
+               int type2 = *typeMatPointer++;
+               abPointer++;
+               if(!Beta::isCanonicalReducedPairCode(type2)) continue;
+               
+               assert(h >= 0 && h < n_seq && l >= 0 && l < n_seq);
+               type2 = Beta::flipReducedPairCode(type2);
+               assert(h-i-1 >= 0); assert(j-l-1 >= 0);
+               float loopE = *abPointer;
+               loopE += expLoopEnergy(u1, j-l-1, tmpType, type2, i+1, j-1, h-1, l+1); 
+               tmpAb = LOG_ADD(tmpAb, loopE);
+           }
+       }
+
+       // multi loop
+       float tmpQm = IMPOSSIBLE;
+       float *amPointer  = am.getPointer(i + 1, j - TURN - 3);
+       float *am1Pointer = am1v.getPointer(j-TURN-2, j-1);
+       for(int h = j - TURN - 2; h >= i + TURN + 3; h--) {
+           assert(h >= 0 && h < n_seq);
+           float tmpScore = *amPointer--;
+           tmpScore += *am1Pointer--;
+           tmpQm = LOG_ADD(tmpQm, tmpScore);
+       }
+       tmpQm += expMLclosing + expMLintern[type];
+       tmpQm += endStemScore(i, j);
+       tmpAb = LOG_ADD(tmpAb, tmpQm);
+    }
+    else {
+       tmpAb = IMPOSSIBLE;
+    }
+    return tmpAb;
+}
+
+//F = a:ML_closing + b:ML_intern*k + c:ML_BASE*u
+
+inline float
+McCaskill::
+compQm1(int i, int j, int tmpType)
+{
+    float tmpQm1 = IMPOSSIBLE;
+
+    int l = j;
+    if (i + TURN + 1 <= l) {
+       int type = typeMat.ref(i,l);
+       if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+           float tmpScore = ab.ref(i,l);
+           tmpScore += beginStemScore(i, l);
+           //tmpScore += expMLbase[1]*(j-l) + expMLintern[type];
+           tmpScore += expMLintern[tmpType];
+           tmpQm1 = LOG_ADD(tmpQm1, tmpScore);
+       }
+    }
+    if(i < j) {
+       tmpQm1 = LOG_ADD(tmpQm1, am1.ref(i,j-1));
+    }
+
+    return tmpQm1;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compQm(int i, int j)
+{
+    float tmpQm = IMPOSSIBLE;
+    float *amPointer  = am.getPointer(i,j-TURN-2);
+    float *am1Pointer = am1v.getPointer(j-TURN-1, j);
+    for(int h = j - TURN - 1; h >= i ; h--) {
+       float tmpScore = 0;
+       float tmpAm1 = *am1Pointer--;
+       
+       tmpScore += tmpAm1;
+       tmpQm = LOG_ADD(tmpQm, tmpScore);
+       tmpScore = *amPointer--;
+       tmpScore += tmpAm1;
+       tmpQm = LOG_ADD(tmpQm, tmpScore);
+    }
+
+    return tmpQm;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compQ1(int i, int j, int tmpType)
+{
+    float tmpQ1 = IMPOSSIBLE;
+
+    if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(tmpType)) {
+       float tmpScore = ab.ref(i, j);
+       tmpScore += beginStemScore(i, j);
+       tmpQ1 = LOG_ADD(tmpQ1, tmpScore);
+    }
+    tmpQ1 = LOG_ADD(tmpQ1, q1.ref(i, j - 1));
+
+    return tmpQ1;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compQ(int i, int j)
+{
+    float tmpQ = 0;
+    tmpQ = LOG_ADD(tmpQ, q1.ref(i,j));
+    
+    float *aPointer  = a.getPointer(i,j-TURN-2);
+    float *q1Pointer = q1v.getPointer(j-TURN-1, j);
+    for(int h = j - TURN - 1; h >= i + 1; h--) {
+       float tmpScore  = *aPointer--;
+       tmpScore       += *q1Pointer--;
+       tmpQ            = LOG_ADD(tmpQ, tmpScore);
+    }
+
+    return tmpQ;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+beginStemScore(const int i, const int j) const
+{
+    float temp = 0;
+    int type = typeMat.ref(i,j);
+
+    if(0 < i)                   { temp += expdangle5[type][numSeq[i-1]]; }
+    if(j < n_seq-1)             { temp += expdangle3[type][numSeq[j+1]]; }
+    if(type != Beta::REDUCED_CG_CODE && type != Beta::REDUCED_GC_CODE)  { temp += expTermAU; }
+    return temp;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+endStemScore(const int i, const int j) const
+{
+    float temp = 0;
+    int type = typeMat.ref(i,j);
+
+    type = Beta::flipReducedPairCode(type);
+
+    if(i < n_seq-1)             { temp += expdangle3[type][numSeq[i+1]]; }
+    if(j > 0)                   { temp += expdangle5[type][numSeq[j-1]]; }
+    if(type != Beta::REDUCED_CG_CODE && type != Beta::REDUCED_GC_CODE)  { temp += expTermAU; }
+    return temp;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compP(int h, int l, int tmpType)
+{
+    float prob = IMPOSSIBLE;
+           
+    int type = tmpType;
+    if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+               
+       /* exterior loop */
+       float tmp_p = 0;
+       tmp_p -= a.ref(0,n_seq-1);
+       if(0 < h) { 
+           tmp_p += a.ref(0,h-1);
+       }
+       if(l < n_seq-1) {
+           tmp_p += a.ref(l+1, n_seq-1);
+       }
+       tmp_p += beginStemScore(h, l);
+       prob = LOG_ADD(prob, tmp_p);
+
+       assert(IMPOSSIBLE <= prob && prob <= 0);
+
+       /* internal loop */
+       tmp_p = IMPOSSIBLE;
+       int tt = Beta::flipReducedPairCode(tmpType);
+       int max = MAX(0,h-MAXLOOP-1);
+       for(int i = max; i <= h - 1; i++) {
+           float min = MIN(l+MAXLOOP-h+i+2, n_seq-1);
+           int   *typeMatPointer = typeMat.getPointer(i,l+1);
+           float *pPointer       = p.getPointer(i,l);
+           for(int j = l + 1; j <= min; j++) {
+               int type2    = *typeMatPointer++;
+               pPointer++;
+               if(!Beta::isCanonicalReducedPairCode(type2)) continue;
+               assert(i >= 0 && i < n_seq && j >= 0 && j < n_seq);
+
+               float tmpScore  = *pPointer;
+               tmpScore       += expLoopEnergy(h-i-1, j-l-1, type2, tt, i+1, j-1, h-1, l+1);
+               tmp_p = LOG_ADD(tmp_p, tmpScore);
+           }
+       }
+       prob = LOG_ADD(prob, tmp_p); 
+       assert(IMPOSSIBLE <= prob && prob <= 0);
+
+       /* multi loop */
+       tmp_p = IMPOSSIBLE;
+       float tmp_begin   = beginStemScore(h, l);
+       float *q1Pointer  = q1v.getPointer(0, l);
+       float *am1Pointer = am1v.getPointer(0, l);
+       float *amPointer  = amv.getPointer(1,h-1);
+       for(int i = 0; i <= h-TURN-1; i++) {
+           float tmpq1    = *q1Pointer++;
+           float tmpam    = *amPointer++;
+           float tmpScore = *am1Pointer++;
+
+           tmpScore += tmpam;
+           tmpScore += tmp_begin;
+           tmpScore += expMLclosing + expMLintern[tt];
+           tmp_p = LOG_ADD(tmp_p, tmpScore);
+
+           tmpScore  = tmpq1;
+           tmpScore += tmpam;
+           tmpScore += tmp_begin;
+           tmpScore += expMLclosing + expMLintern[tt];
+           tmp_p = LOG_ADD(tmp_p, tmpScore);
+
+           tmpScore  = tmpq1;
+           tmpScore += tmp_begin;
+           tmpScore += expMLclosing + expMLintern[tt];
+           tmp_p = LOG_ADD(tmp_p, tmpScore);
+       }
+               
+       assert(IMPOSSIBLE <= tmp_p && tmp_p <= 0);
+       prob = LOG_ADD(prob, tmp_p); 
+       
+       tmp_p = IMPOSSIBLE;
+       for(int i = h-TURN; i <= h-1; i++) {
+           if(i >= 0) {
+               float tmpScore  = q1.ref(i,l);
+               tmpScore       += tmp_begin;
+               tmpScore       += expMLclosing + expMLintern[tt];
+               tmp_p           = LOG_ADD(tmp_p, tmpScore);
+           }
+       }
+       assert(IMPOSSIBLE <= tmp_p && tmp_p <= 0); 
+       prob = LOG_ADD(prob, tmp_p);
+    }
+    else {
+       prob = IMPOSSIBLE;
+    }
+
+    return prob;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compPm(int i, int l)
+{
+  float tmpPm  = IMPOSSIBLE;
+
+  int *typeMatPointer   = typeMat.getPointer(i,n_seq-1);
+  float *pPointer       = p.getPointer(i,n_seq);
+  float *amPointer      = am.getPointer(l+1,n_seq-1);
+  float *abPointer      = ab.getPointer(i, n_seq);
+  for(int j = n_seq - 1; j >= l + TURN + 1; j--) {
+      int type = *typeMatPointer--;
+      pPointer--;
+      amPointer--;
+      abPointer--;
+      if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+         float tmp  = *pPointer;
+         tmp       += *amPointer;
+         tmp       += endStemScore(i, j);
+         tmpPm = LOG_ADD(tmpPm, tmp);
+      }
+  }
+  tmpPm += expMLintern[1];
+
+  return tmpPm;
+}
+
+inline float
+McCaskill::
+compPm1(int i, int l)
+{
+  float tmpPm1 = IMPOSSIBLE;
+
+  int j =  l + 1;
+  if(j <= n_seq-1) {
+      int type = typeMat.ref(i,j);
+      if(Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+         float tmp = p.ref(i,j);
+         tmp += endStemScore(i, j);
+         tmpPm1 = tmp;
+      }
+      tmpPm1 += expMLintern[1];
+  }
+  if(l+1 <= n_seq - 1) {
+      tmpPm1 = LOG_ADD(tmpPm1, am1.ref(i, l+1));
+  }
+
+  return tmpPm1;
+}
+
+void 
+McCaskill::
+Outside()
+{
+    for(int h = 0; h <= n_seq - TURN - 2; h++) {
+       float *pPointer    = p.getPointer(h, n_seq-1);
+       float *q1Pointer   = q1.getPointer(h, n_seq-1);
+       float *am1Pointer  = am1.getPointer(h, n_seq-1);
+       int   *typePointer = typeMat.getPointer(h, n_seq-1);
+       for(int l = n_seq-1; l >= h + TURN + 1; l--) {
+           int tmpType    = *typePointer--;
+           pv.ref(h,l)    = *pPointer--   = compP(h,l,tmpType);
+           q1v.ref(h,l)   = *q1Pointer--  = compPm(h,l);
+           am1v.ref(h,l)  = *am1Pointer-- = compPm1(h,l);
+
+           assert(p.ref(h,l) <= 0);
+       }
+    }
+}
+
+void
+McCaskill::
+printProbMat()
+{
+    int m = 0;
+    for(int i = 0; i < n_seq; i++) cout << " " << seq[i];
+    cout << endl;
+    for(int i = 0; i < n_seq; i++) {
+       if(m < n_seq) {
+           cout << seq[m];
+       }
+       for(int j = 0; j <= i-1; j++) {
+           if(j != i-1) cout << "  ";
+           else         cout << " ";
+       }
+       if(i != 0 && i != n_seq-1) {
+           cout << "\\";
+       }
+
+       for(int j = i; j < n_seq; j++) {
+           if(p.ref(i,j) > 0.01) {
+
+               int type = Beta::getReducedPairCode(numSeq[i], numSeq[j]);
+               
+               if(!Beta::isCanonicalReducedPairCode(type)) {
+                   cout << "\n" << seq[i] << " " << seq[j] << " " << exp(p.ref(i,j)) << endl;
+               }
+
+               if(j != n_seq-1) {
+                   cout << "* ";
+               }
+               else {
+                   cout << "*";
+               }
+
+           }
+           else {
+
+               if(j != n_seq-1) {
+                   cout << "  ";
+               }
+               else {
+                   cout << " ";
+               }
+
+           }
+
+       }
+       if(m < n_seq) {
+           cout << seq[m++] << endl;
+       }
+       if(i == n_seq - 1) cout << endl;
+    }
+    for(int i = 0; i < n_seq; i++) cout << " " << seq[i];
+    cout << endl;
+}
+
+void
+McCaskill::
+initParameter()
+{
+    float GT;
+    float RT_KCAL_MOL = McCaskill::T*McCaskill::GASCONST;
+    int len = 31;
+
+    for(int i = 0; i < len; i++) {
+       GT = energyParam.getHairpin(i);
+       exphairpin[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+    
+    for (int i = 0; i < len; i++) {
+       GT = energyParam.getBulge(i);
+       expbulge[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+       GT = energyParam.getInternalLoop(i);
+       expinternalLoop[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+    expinternalLoop[2] = -80*10/RT_KCAL_MOL; /* special case of size 2 interior loops (single mismatch) */
+    
+    // float lxc = energy_param3::lxc37;
+    for (int i = 31; i < n_seq; i++) {
+       GT = energyParam.getHairpin(30) + (107.856*LOG((float)i/30));
+       exphairpin[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+
+    for(int i = 0; i < 5; i++) {
+       GT = energyParam.getNinio(i);
+       for(int j = 0; j <= MAXLOOP; j++) {
+           expninio[i][j] = -MIN(energyParam.getMaxNinio(), j*GT)*10/RT_KCAL_MOL;
+       }
+    }
+
+    for(int i = 0; i < 30; i++) {
+      GT = energyParam.getTetraLoopEnergy(i);
+      exptetraLoopEnergy[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+    
+    /*no parameters for Triloop*/
+    for(int i = 0; i < 2; i++) {
+       GT = 0;
+       exptriLoopEnergy[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+
+    GT = energyParam.getMLclosing();
+    expMLclosing = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+
+    for(int i = 0; i <= NBPAIRS; i++) {
+      GT = energyParam.getMLintern();
+      expMLintern[i] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+    }
+
+    expTermAU = -energyParam.getTerminalAU()*10/RT_KCAL_MOL;
+    
+    GT = energyParam.getMLBase();
+    for(int i = 0; i < len; i++) {
+       expMLbase[i] = -GT*10*(float)i/RT_KCAL_MOL;
+    }
+
+    /*
+       if danlges = 0 just set their energy to 0,
+       don't let dangle energyies become > 0 (at large temps)
+       but make sure go smoothly to 0
+    */
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j =0; j < 4; j++) {
+           GT = energyParam.getDangle5(i,j);
+           expdangle5[i][j] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+           GT = energyParam.getDangle3(i,j);
+           expdangle3[i][j] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+       }
+    }
+
+    /* stacking energies  */
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           GT = energyParam.getStack(i,j);
+           expStack[i][j] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+       }
+    }
+
+    /* mismatch energies */
+    for (int i = 0; i < 6; i++) {
+       for (int j = 0; j < 16; j++) {
+         GT = energyParam.getTstackI(i, j);
+         //  cout << i << " " << " " << j << " " << GT << endl;
+         expTstackI[i][j] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+         GT = energyParam.getTstackH(i, j);
+         expTstackH[i][j] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+       }
+    }
+    
+    /* interior loops of length 2*/
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+             GT = energyParam.getInt11(i, j, k);
+             expint11[i][j][k] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+           }
+       }
+    }
+
+    /* interior 2*1 loops */
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j =0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+               for(int l = 0; l < 4; l++) {
+                 GT = energyParam.getInt21(i,j,k,l);
+                 expint21[i][j][k][l] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+               }
+           }
+       }
+    }
+
+    /* interior 2*2 loops */
+    for (int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+               for(int l = 0; l < 16; l++) {
+                 GT = energyParam.getInt22(i,j,k,l);
+                 expint22[i][j][k][l] = -GT*10/RT_KCAL_MOL;
+               }
+           }
+       }
+    }
+}
+
+
+inline float 
+McCaskill::
+expHairpinEnergy(const int type, const int l, const int i, const int j)
+{
+  float q;
+  int    k;
+  
+//  assert(l >= 0);
+  q = exphairpin[l];
+
+  if(l == 4) {
+      char temp_seq[7];
+
+      for(int iter = i - 1; iter < i + 5; iter++) {
+       temp_seq[iter - (i-1)] = seq[iter];
+      }
+      temp_seq[6] = '\0';
+
+      for(k = 0; k < 30; k++) {
+       if(strcmp(temp_seq, energyParam.getTetraLoop(k)) == 0) break;
+      }
+      if(k != 30) {
+       q += exptetraLoopEnergy[k];
+      }
+  }
+  if(l == 3) {
+
+      /* no triloop bonus
+    char temp_seq[6];
+    
+    for(int iter = i - 1; iter < i + 4; iter++) {
+       temp_seq[iter - (i-1)] = seq[iter];
+    }
+    temp_seq[6] = '\0';
+    for(k = 0; k < 2; k++) {
+      if(strcmp(temp_seq, energyParam.getTriLoop(k)) == 0) break;
+    }
+    if(k != 2) {
+      q *= exptriLoopEnergy[k];
+    }
+      */
+
+    if(type != Beta::REDUCED_CG_CODE && type != Beta::REDUCED_GC_CODE) q += expTermAU;
+  }
+  else {
+      int type2 = Beta::getPairCode(numSeq[i], numSeq[j]);
+      q += expTstackH[type][type2];
+  }
+
+  return q;
+}
+
+
+inline float 
+McCaskill::
+expLoopEnergy(int u1, int u2, int type, int type2, 
+             int si1, int sj1, int sp1, int sq1)
+{
+  float z = 0;
+
+  if((u1 == 0) && (u2 == 0)) { z = expStack[type][type2]; }
+  else {
+    if((u1 == 0) || (u2 == 0)) {
+      int u;
+      if(u1 == 0) { u = u2; }
+      else        { u = u1; }
+      z = expbulge[u];
+      if(u1 + u2 == 1) z += expStack[type][type2];
+      else {
+       if (type  != Beta::REDUCED_CG_CODE && type  != Beta::REDUCED_GC_CODE) z += expTermAU;
+       if (type2 != Beta::REDUCED_CG_CODE && type2 != Beta::REDUCED_GC_CODE) z += expTermAU;
+      }
+    }
+    else {
+      if(u1 + u2 == 2) {
+         z = expint11[type][type2][Beta::getPairCode(numSeq[si1], numSeq[sj1])];
+      }
+      else if((u1 == 1) && (u2 == 2)) {
+         z = expint21[type][type2][Beta::getPairCode(numSeq[si1], numSeq[sj1])][numSeq[sq1]];
+      }
+      else if((u1 == 2) && (u2 == 1)) {
+         z = expint21[type2][type][Beta::getPairCode(numSeq[sq1], numSeq[sp1])][numSeq[si1]];
+      }
+      else if((u1 == 2) && (u2 == 2)) {
+       z = expint22[type][type2][Beta::getPairCode(numSeq[si1], numSeq[sj1])][Beta::getPairCode(numSeq[sp1], numSeq[sq1])];
+      }
+      else {
+       z = expinternalLoop[u1 + u2] +
+           expTstackI[type][Beta::getPairCode(numSeq[si1], numSeq[sj1])]
+            + expTstackI[type2][Beta::getPairCode(numSeq[sq1], numSeq[sp1])];
+       z += expninio[2][abs(u1-u2)];
+      }
+    }
+  }
+
+  return z;
+}
+
+void
+McCaskill::
+printExpEnergy()
+{
+    cout << "exphairpin:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 31; i++) {
+       cout << exphairpin[i] << endl;
+    }
+    
+    cout << "expninio[5][32]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 5; i++) {
+       for(int j = 0; j < 32; j++) {
+           cout << expninio[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expdangle5[6][4]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 4; j++) {
+           cout << expdangle5[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expdangle3[6][4]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 4; j++) {
+           cout << expdangle3[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expinternalLoop[31]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 31; i++) {
+       cout << i << ":" << expinternalLoop[i] << endl;
+    }
+    cout << "expbulge[31]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 31; i++) {
+       cout << i << ":" << expbulge[i] << endl;
+    }
+    
+    cout << "exptriLoopEnergy[2]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 2; i++) {
+       cout << i << ":" << exptriLoopEnergy[i] << endl;
+    }
+
+    cout << "exptetraLoopEnergy[15]" << endl;
+    for(int i = 0; i < 15; i++) {
+       cout << i << ":" << exptetraLoopEnergy[i] << endl;
+    }
+    
+    cout << "expStack[6][6]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           cout << expStack[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expTstackH[6][16]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 16; j++) {
+           cout << expTstackH[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expTstackI[6][16]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 16; j++) {
+           cout << expTstackI[i][j] << " ";
+       }
+       cout << endl;
+    }
+    
+    cout << "expMLclosing=" << expMLclosing << endl;
+    cout << "expMLintern:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 8; i++) {
+       cout << expMLintern[i] << " ";
+    }
+    cout << endl;
+
+    cout << "expMLbase[31]:";
+    for(int i = 0; i < 31; i++) {
+       cout << i << ":" << expMLbase[i] << endl;
+    }
+
+    cout << "expint11[6][6][16]:";
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+               cout << expint11[i][j][k] << " ";
+           }
+           cout << endl;
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    cout << "expint21[6][6][16][4]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+               for(int l = 0; l < 4; l++) {
+                   cout << expint21[i][j][k][l] << " ";
+               }
+               cout << endl;
+           }
+           cout << endl;
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+    
+    cout << "expint22[6][6][16][16]:" << endl;
+    for(int i = 0; i < 6; i++) {
+       for(int j = 0; j < 6; j++) {
+           for(int k = 0; k < 16; k++) {
+               for(int l = 0; l < 16; l++) {
+                   cout << expint22[i][j][k][l] << " ";
+               }
+               cout << endl;
+           }
+           cout << endl;
+       }
+       cout << endl;
+    }
+
+}
+
+}