Merge branch 'Jalview-JS/develop' into merge_js_develop
[jalview.git] / src / jalview / analysis / AlignmentSorter.java
index bb55426..f2b2222 100755 (executable)
@@ -1,27 +1,43 @@
 /*
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Development Version 2.4.1)
- * Copyright (C) 2009 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
  * 
- * This program is free software; you can redistribute it and/or
- * modify it under the terms of the GNU General Public License
- * as published by the Free Software Foundation; either version 2
- * of the License, or (at your option) any later version.
+ * This file is part of Jalview.
  * 
- * This program is distributed in the hope that it will be useful,
- * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
- * GNU General Public License for more details.
+ * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License 
+ * as published by the Free Software Foundation, either version 3
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ *  
+ * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but 
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty 
+ * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR 
+ * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  * 
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
- * along with this program; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA
+ * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  */
 package jalview.analysis;
 
-import java.util.*;
-
-import jalview.datamodel.*;
-import jalview.util.*;
+import jalview.analysis.scoremodels.PIDModel;
+import jalview.analysis.scoremodels.SimilarityParams;
+import jalview.bin.ApplicationSingletonProvider;
+import jalview.bin.ApplicationSingletonProvider.ApplicationSingletonI;
+import jalview.datamodel.AlignmentAnnotation;
+import jalview.datamodel.AlignmentI;
+import jalview.datamodel.AlignmentOrder;
+import jalview.datamodel.SequenceFeature;
+import jalview.datamodel.SequenceGroup;
+import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.datamodel.SequenceNode;
+import jalview.util.QuickSort;
+
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.BitSet;
+import java.util.Collections;
+import java.util.Iterator;
+import java.util.List;
 
 /**
  * Routines for manipulating the order of a multiple sequence alignment TODO:
@@ -38,179 +54,182 @@ import jalview.util.*;
  * from the first tobesorted position in the alignment. e.g. (a,tb2,b,tb1,c,tb3
  * becomes a,tb1,tb2,tb3,b,c)
  */
-public class AlignmentSorter
+public class AlignmentSorter implements ApplicationSingletonI
 {
-  static boolean sortIdAscending = true;
 
-  static int lastGroupHash = 0;
+  private AlignmentSorter()
+  {
+    // private singleton
+  }
+
+  public static AlignmentSorter getInstance()
+  {
+    return (AlignmentSorter) ApplicationSingletonProvider
+            .getInstance(AlignmentSorter.class);
+  }
+
+  /**
+   * types of feature ordering: Sort by score : average score - or total score -
+   * over all features in region Sort by feature label text: (or if null -
+   * feature type text) - numerical or alphabetical Sort by feature density:
+   * based on counts - ignoring individual text or scores for each feature
+   */
+  public static final String FEATURE_SCORE = "average_score";
+
+  public static final String FEATURE_LABEL = "text";
+
+  public static final String FEATURE_DENSITY = "density";
+
+  /*
+   * todo: refactor searches to follow a basic pattern: (search property, last
+   * search state, current sort direction)
+   */
+  boolean sortIdAscending = true;
+
+  int lastGroupHash = 0;
 
-  static boolean sortGroupAscending = true;
+  boolean sortGroupAscending = true;
 
-  static AlignmentOrder lastOrder = null;
+  AlignmentOrder lastOrder = null;
 
-  static boolean sortOrderAscending = true;
+  boolean sortOrderAscending = true;
 
-  static NJTree lastTree = null;
+  TreeModel lastTree = null;
 
-  static boolean sortTreeAscending = true;
+  boolean sortTreeAscending = true;
 
   /**
-   * last Annotation Label used by sortByScore
+   * last Annotation Label used for sort by Annotation score
    */
-  private static String lastSortByScore;
+  private String lastSortByAnnotation;
 
   /**
-   * compact representation of last arguments to SortByFeatureScore
+   * string hash of last arguments to sortByFeature (sort order toggles if this
+   * is unchanged between sorts)
    */
-  private static String lastSortByFeatureScore;
+  private String sortByFeatureCriteria;
 
-  private static boolean sortLengthAscending;
+  private boolean sortByFeatureAscending = true;
+
+  private boolean sortLengthAscending;
+
+  private static boolean sortEValueAscending;
+
+  private static boolean sortBitScoreAscending;
 
   /**
-   * Sort by Percentage Identity w.r.t. s
-   * 
-   * @param align
-   *                AlignmentI
-   * @param s
-   *                SequenceI
-   * @param tosort
-   *                sequences from align that are to be sorted.
-   */
-  public static void sortByPID(AlignmentI align, SequenceI s,
-          SequenceI[] tosort)
-  {
-    sortByPID(align,s,tosort,0,-1);
-  }
-  /**
-   * Sort by Percentage Identity w.r.t. s
+   * Sorts sequences in the alignment by Percentage Identity with the given
+   * reference sequence, sorting the highest identity to the top
    * 
    * @param align
-   *                AlignmentI
+   *          AlignmentI
    * @param s
-   *                SequenceI
-   * @param tosort
-   *                sequences from align that are to be sorted.
-   * @param start   start column (0 for beginning 
+   *          SequenceI
    * @param end
    */
-  public static void sortByPID(AlignmentI align, SequenceI s,
-          SequenceI[] tosort,int start, int end)
+  public static void sortByPID(AlignmentI align, SequenceI s)
   {
     int nSeq = align.getHeight();
 
     float[] scores = new float[nSeq];
     SequenceI[] seqs = new SequenceI[nSeq];
+    String refSeq = s.getSequenceAsString();
 
+    SimilarityParams pidParams = new SimilarityParams(true, true, true,
+            true);
     for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
-      scores[i] = Comparison.PID(align.getSequenceAt(i)
-              .getSequenceAsString(), s.getSequenceAsString());
+      scores[i] = (float) PIDModel.computePID(
+              align.getSequenceAt(i).getSequenceAsString(), refSeq,
+              pidParams);
       seqs[i] = align.getSequenceAt(i);
     }
 
-    QuickSort.sort(scores, 0, scores.length - 1, seqs);
-
+    QuickSort.sort(scores, seqs);
     setReverseOrder(align, seqs);
   }
 
   /**
-   * Reverse the order of the sort
+   * Sorts by ID. Numbers are sorted before letters.
    * 
    * @param align
-   *                DOCUMENT ME!
-   * @param seqs
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          The alignment object to sort
    */
-  private static void setReverseOrder(AlignmentI align, SequenceI[] seqs)
+  public static void sortByID(AlignmentI align)
   {
-    int nSeq = seqs.length;
-
-    int len = 0;
+    int nSeq = align.getHeight();
 
-    if ((nSeq % 2) == 0)
-    {
-      len = nSeq / 2;
-    }
-    else
-    {
-      len = (nSeq + 1) / 2;
-    }
+    String[] ids = new String[nSeq];
+    SequenceI[] seqs = new SequenceI[nSeq];
 
-    // NOTE: DO NOT USE align.setSequenceAt() here - it will NOT work
-    for (int i = 0; i < len; i++)
+    for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
-      // SequenceI tmp = seqs[i];
-      align.getSequences().setElementAt(seqs[nSeq - i - 1], i);
-      align.getSequences().setElementAt(seqs[i], nSeq - i - 1);
+      ids[i] = align.getSequenceAt(i).getName();
+      seqs[i] = align.getSequenceAt(i);
     }
-  }
 
-  /**
-   * Sets the Alignment object with the given sequences
-   * 
-   * @param align
-   *                Alignment object to be updated
-   * @param tmp
-   *                sequences as a vector
-   */
-  private static void setOrder(AlignmentI align, Vector tmp)
-  {
-    setOrder(align, vectorSubsetToArray(tmp, align.getSequences()));
+    QuickSort.sort(ids, seqs);
+    AlignmentSorter as = getInstance();
+    as.sortIdAscending = !as.sortIdAscending;
+    set(align, seqs, as.sortIdAscending);
   }
 
   /**
-   * Sets the Alignment object with the given sequences
+   * Sorts by sequence length
    * 
    * @param align
-   *                DOCUMENT ME!
-   * @param seqs
-   *                sequences as an array
+   *          The alignment object to sort
    */
-  public static void setOrder(AlignmentI align, SequenceI[] seqs)
+  public static void sortByLength(AlignmentI align)
   {
-    // NOTE: DO NOT USE align.setSequenceAt() here - it will NOT work
-    Vector algn = align.getSequences();
-    Vector tmp = new Vector();
+    int nSeq = align.getHeight();
 
-    for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
-    {
-      if (algn.contains(seqs[i]))
-      {
-        tmp.addElement(seqs[i]);
-      }
-    }
+    float[] length = new float[nSeq];
+    SequenceI[] seqs = new SequenceI[nSeq];
 
-    algn.removeAllElements();
-    // User may have hidden seqs, then clicked undo or redo
-    for (int i = 0; i < tmp.size(); i++)
+    for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
-      algn.addElement(tmp.elementAt(i));
+      seqs[i] = align.getSequenceAt(i);
+      length[i] = (seqs[i].getEnd() - seqs[i].getStart());
     }
 
+    QuickSort.sort(length, seqs);
+    AlignmentSorter as = getInstance();
+    as.sortLengthAscending = !as.sortLengthAscending;
+    set(align, seqs, as.sortLengthAscending);
   }
 
   /**
-   * Sorts by ID. Numbers are sorted before letters.
+   * Sorts by sequence evalue. Currently moves all sequences without an evalue to
+   * the top of the alignment.
    * 
    * @param align
    *                The alignment object to sort
    */
-  public static void sortByID(AlignmentI align)
+  public static void sortByEValue(AlignmentI align)
   {
     int nSeq = align.getHeight();
 
-    String[] ids = new String[nSeq];
+    double[] evalue = new double[nSeq];
     SequenceI[] seqs = new SequenceI[nSeq];
 
     for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
-      ids[i] = align.getSequenceAt(i).getName();
       seqs[i] = align.getSequenceAt(i);
+      AlignmentAnnotation[] ann = seqs[i].getAnnotation("Search Scores");
+      if (ann != null)
+      {
+        evalue[i] = ann[0].getEValue();
+      }
+      else
+      {
+        evalue[i] = -1;
+      }
     }
 
-    QuickSort.sort(ids, seqs);
+    QuickSort.sort(evalue, seqs);
 
-    if (sortIdAscending)
+    if (sortEValueAscending)
     {
       setReverseOrder(align, seqs);
     }
@@ -219,30 +238,40 @@ public class AlignmentSorter
       setOrder(align, seqs);
     }
 
-    sortIdAscending = !sortIdAscending;
+    sortEValueAscending = !sortEValueAscending;
   }
+
   /**
-   * Sorts by sequence length
+   * Sorts by sequence bit score. Currently moves all sequences without a bit
+   * score to the top of the alignment
    * 
    * @param align
    *                The alignment object to sort
    */
-  public static void sortByLength(AlignmentI align)
+  public static void sortByBitScore(AlignmentI align)
   {
     int nSeq = align.getHeight();
 
-    float[] length = new float[nSeq];
+    double[] score = new double[nSeq];
     SequenceI[] seqs = new SequenceI[nSeq];
-    
+
     for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
       seqs[i] = align.getSequenceAt(i);
-      length[i] = (float) (seqs[i].getEnd()-seqs[i].getStart());
+      AlignmentAnnotation[] ann = seqs[i].getAnnotation("Search Scores");
+      if (ann != null)
+      {
+        score[i] = ann[0].getEValue();
+      }
+      else
+      {
+        score[i] = -1;
+      }
     }
 
-    QuickSort.sort(length, seqs);
+    QuickSort.sort(score, seqs);
 
-    if (sortLengthAscending)
+    if (sortBitScoreAscending)
     {
       setReverseOrder(align, seqs);
     }
@@ -251,7 +280,7 @@ public class AlignmentSorter
       setOrder(align, seqs);
     }
 
-    sortLengthAscending = !sortLengthAscending;
+    sortBitScoreAscending = !sortBitScoreAscending;
   }
 
   /**
@@ -260,37 +289,37 @@ public class AlignmentSorter
    * object.
    * 
    * @param align
-   *                sorts the given alignment object by group
+   *          sorts the given alignment object by group
    */
   public static void sortByGroup(AlignmentI align)
   {
     // MAINTAINS ORIGNAL SEQUENCE ORDER,
     // ORDERS BY GROUP SIZE
-    Vector groups = new Vector();
+    List<SequenceGroup> groups = new ArrayList<>();
 
-    if (groups.hashCode() != lastGroupHash)
+    AlignmentSorter as = getInstance();
+
+    if (groups.hashCode() != as.lastGroupHash)
     {
-      sortGroupAscending = true;
-      lastGroupHash = groups.hashCode();
+      as.sortGroupAscending = true;
+      as.lastGroupHash = groups.hashCode();
     }
     else
     {
-      sortGroupAscending = !sortGroupAscending;
+      as.sortGroupAscending = !as.sortGroupAscending;
     }
 
     // SORTS GROUPS BY SIZE
     // ////////////////////
-    for (int i = 0; i < align.getGroups().size(); i++)
+    for (SequenceGroup sg : align.getGroups())
     {
-      SequenceGroup sg = (SequenceGroup) align.getGroups().elementAt(i);
-
       for (int j = 0; j < groups.size(); j++)
       {
-        SequenceGroup sg2 = (SequenceGroup) groups.elementAt(j);
+        SequenceGroup sg2 = groups.get(j);
 
         if (sg.getSize() > sg2.getSize())
         {
-          groups.insertElementAt(sg, j);
+          groups.add(j, sg);
 
           break;
         }
@@ -298,146 +327,69 @@ public class AlignmentSorter
 
       if (!groups.contains(sg))
       {
-        groups.addElement(sg);
+        groups.add(sg);
       }
     }
 
     // NOW ADD SEQUENCES MAINTAINING ALIGNMENT ORDER
     // /////////////////////////////////////////////
-    Vector seqs = new Vector();
+    List<SequenceI> tmp = new ArrayList<>();
 
     for (int i = 0; i < groups.size(); i++)
     {
-      SequenceGroup sg = (SequenceGroup) groups.elementAt(i);
+      SequenceGroup sg = groups.get(i);
       SequenceI[] orderedseqs = sg.getSequencesInOrder(align);
 
       for (int j = 0; j < orderedseqs.length; j++)
       {
-        seqs.addElement(orderedseqs[j]);
-      }
-    }
-
-    if (sortGroupAscending)
-    {
-      setOrder(align, seqs);
-    }
-    else
-    {
-      setReverseOrder(align,
-              vectorSubsetToArray(seqs, align.getSequences()));
-    }
-  }
-
-  /**
-   * Converts Vector to array. java 1.18 does not have Vector.toArray()
-   * 
-   * @param tmp
-   *                Vector of SequenceI objects
-   * 
-   * @return array of Sequence[]
-   */
-  private static SequenceI[] vectorToArray(Vector tmp)
-  {
-    SequenceI[] seqs = new SequenceI[tmp.size()];
-
-    for (int i = 0; i < tmp.size(); i++)
-    {
-      seqs[i] = (SequenceI) tmp.elementAt(i);
-    }
-
-    return seqs;
-  }
-
-  /**
-   * DOCUMENT ME!
-   * 
-   * @param tmp
-   *                DOCUMENT ME!
-   * @param mask
-   *                DOCUMENT ME!
-   * 
-   * @return DOCUMENT ME!
-   */
-  private static SequenceI[] vectorSubsetToArray(Vector tmp, Vector mask)
-  {
-    Vector seqs = new Vector();
-    int i;
-    boolean[] tmask = new boolean[mask.size()];
-
-    for (i = 0; i < mask.size(); i++)
-    {
-      tmask[i] = true;
-    }
-
-    for (i = 0; i < tmp.size(); i++)
-    {
-      Object sq = tmp.elementAt(i);
-
-      if (mask.contains(sq) && tmask[mask.indexOf(sq)])
-      {
-        tmask[mask.indexOf(sq)] = false;
-        seqs.addElement(sq);
-      }
-    }
-
-    for (i = 0; i < tmask.length; i++)
-    {
-      if (tmask[i])
-      {
-        seqs.addElement(mask.elementAt(i));
+        tmp.add(orderedseqs[j]);
       }
     }
-
-    return vectorToArray(seqs);
+    set(align, tmp, as.sortGroupAscending);
   }
 
   /**
    * Sorts by a given AlignmentOrder object
    * 
    * @param align
-   *                Alignment to order
+   *          Alignment to order
    * @param order
-   *                specified order for alignment
+   *          specified order for alignment
    */
   public static void sortBy(AlignmentI align, AlignmentOrder order)
   {
     // Get an ordered vector of sequences which may also be present in align
-    Vector tmp = order.getOrder();
+    List<SequenceI> tmp = order.getOrder();
 
-    if (lastOrder == order)
-    {
-      sortOrderAscending = !sortOrderAscending;
-    }
-    else
-    {
-      sortOrderAscending = true;
-    }
+    AlignmentSorter as = getInstance();
 
-    if (sortOrderAscending)
+    if (as.lastOrder == order)
     {
-      setOrder(align, tmp);
+      as.sortOrderAscending = !as.sortOrderAscending;
     }
     else
     {
-      setReverseOrder(align, vectorSubsetToArray(tmp, align.getSequences()));
+      as.sortOrderAscending = true;
     }
+    set(align, tmp, as.sortOrderAscending);
   }
 
   /**
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param align
-   *                alignment to order
+   *          alignment to order
    * @param tree
-   *                tree which has
+   *          tree which has
    * 
    * @return DOCUMENT ME!
    */
-  private static Vector getOrderByTree(AlignmentI align, NJTree tree)
+  private static List<SequenceI> getOrderByTree(AlignmentI align,
+          TreeModel tree)
   {
     int nSeq = align.getHeight();
 
-    Vector tmp = new Vector();
+    List<SequenceI> tmp = new ArrayList<>();
 
     tmp = _sortByTree(tree.getTopNode(), tmp, align.getSequences());
 
@@ -446,15 +398,16 @@ public class AlignmentSorter
       // TODO: JBPNote - decide if this is always an error
       // (eg. not when a tree is associated to another alignment which has more
       // sequences)
-      if (tmp.size() < nSeq)
+      if (tmp.size() != nSeq)
       {
         addStrays(align, tmp);
       }
 
       if (tmp.size() != nSeq)
       {
-        System.err.println("ERROR: tmp.size()=" + tmp.size() + " != nseq="
-                + nSeq + " in getOrderByTree");
+        System.err.println("WARNING: tmp.size()=" + tmp.size() + " != nseq="
+                + nSeq
+                + " in getOrderByTree - tree contains sequences not in alignment");
       }
     }
 
@@ -465,56 +418,50 @@ public class AlignmentSorter
    * Sorts the alignment by a given tree
    * 
    * @param align
-   *                alignment to order
+   *          alignment to order
    * @param tree
-   *                tree which has
+   *          tree which has
    */
-  public static void sortByTree(AlignmentI align, NJTree tree)
+  public static void sortByTree(AlignmentI align, TreeModel tree)
   {
-    Vector tmp = getOrderByTree(align, tree);
+    List<SequenceI> tmp = getOrderByTree(align, tree);
 
-    // tmp should properly permute align with tree.
-    if (lastTree != tree)
-    {
-      sortTreeAscending = true;
-      lastTree = tree;
-    }
-    else
-    {
-      sortTreeAscending = !sortTreeAscending;
-    }
+    AlignmentSorter as = getInstance();
 
-    if (sortTreeAscending)
+    // tmp should properly permute align with tree.
+    if (as.lastTree != tree)
     {
-      setOrder(align, tmp);
+      as.sortTreeAscending = true;
+      as.lastTree = tree;
     }
     else
     {
-      setReverseOrder(align, vectorSubsetToArray(tmp, align.getSequences()));
+      as.sortTreeAscending = !as.sortTreeAscending;
     }
+    set(align, tmp, as.sortTreeAscending);
   }
 
   /**
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param align
-   *                DOCUMENT ME!
-   * @param seqs
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
+   * @param tmp
+   *          DOCUMENT ME!
    */
-  private static void addStrays(AlignmentI align, Vector seqs)
+  private static void addStrays(AlignmentI align, List<SequenceI> tmp)
   {
     int nSeq = align.getHeight();
 
     for (int i = 0; i < nSeq; i++)
     {
-      if (!seqs.contains(align.getSequenceAt(i)))
+      if (!tmp.contains(align.getSequenceAt(i)))
       {
-        seqs.addElement(align.getSequenceAt(i));
+        tmp.add(align.getSequenceAt(i));
       }
     }
 
-    if (nSeq != seqs.size())
+    if (nSeq != tmp.size())
     {
       System.err
               .println("ERROR: Size still not right even after addStrays");
@@ -525,16 +472,16 @@ public class AlignmentSorter
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param node
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param tmp
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param seqset
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * 
    * @return DOCUMENT ME!
    */
-  private static Vector _sortByTree(SequenceNode node, Vector tmp,
-          Vector seqset)
+  private static List<SequenceI> _sortByTree(SequenceNode node,
+          List<SequenceI> tmp, List<SequenceI> seqset)
   {
     if (node == null)
     {
@@ -550,9 +497,11 @@ public class AlignmentSorter
       {
         if (node.element() instanceof SequenceI)
         {
-          if (!tmp.contains(node.element()))
+          if (!tmp.contains(node.element())) // && (seqset==null ||
+                                             // seqset.size()==0 ||
+                                             // seqset.contains(tmp)))
           {
-            tmp.addElement((SequenceI) node.element());
+            tmp.add((SequenceI) node.element());
           }
         }
       }
@@ -583,7 +532,7 @@ public class AlignmentSorter
 
     for (int i = 0; i < alignment.length; i++)
     {
-      ids[i] = (new Float(alignment[i].getName().substring(8)))
+      ids[i] = (Float.valueOf(alignment[i].getName().substring(8)))
               .floatValue();
     }
 
@@ -595,17 +544,17 @@ public class AlignmentSorter
    * particular scoreLabel. Or reverse if same label was used previously
    * 
    * @param scoreLabel
-   *                exact label for sequence associated AlignmentAnnotation
-   *                scores to use for sorting.
+   *          exact label for sequence associated AlignmentAnnotation scores to
+   *          use for sorting.
    * @param alignment
-   *                sequences to be sorted
+   *          sequences to be sorted
    */
   public static void sortByAnnotationScore(String scoreLabel,
           AlignmentI alignment)
   {
     SequenceI[] seqs = alignment.getSequencesArray();
     boolean[] hasScore = new boolean[seqs.length]; // per sequence score
-                                                    // presence
+    // presence
     int hasScores = 0; // number of scores present on set
     double[] scores = new double[seqs.length];
     double min = 0, max = 0;
@@ -617,7 +566,7 @@ public class AlignmentSorter
         hasScores++;
         hasScore[i] = true;
         scores[i] = scoreAnn[0].getScore(); // take the first instance of this
-                                            // score.
+        // score.
         if (hasScores == 1)
         {
           max = min = scores[i];
@@ -649,15 +598,18 @@ public class AlignmentSorter
       {
         if (!hasScore[i])
         {
-          scores[i] = (max + i+1.0);
+          scores[i] = (max + i + 1.0);
         }
       }
     }
 
     jalview.util.QuickSort.sort(scores, seqs);
-    if (lastSortByScore != scoreLabel)
+
+    AlignmentSorter as = getInstance();
+
+    if (as.lastSortByAnnotation != scoreLabel)
     {
-      lastSortByScore = scoreLabel;
+      as.lastSortByAnnotation = scoreLabel;
       setOrder(alignment, seqs);
     }
     else
@@ -665,231 +617,387 @@ public class AlignmentSorter
       setReverseOrder(alignment, seqs);
     }
   }
+
   /**
-   * types of feature ordering:
-   * Sort by score : average score - or total score - over all features in region
-   * Sort by feature label text: (or if null - feature type text) - numerical or alphabetical
-   * Sort by feature density: based on counts - ignoring individual text or scores for each feature
-   */
-  public static String FEATURE_SCORE="average_score";
-  public static String FEATURE_LABEL="text";
-  public static String FEATURE_DENSITY="density";
-  
-  /**
-   * sort the alignment using the features on each sequence found between start and stop with the given featureLabel (and optional group qualifier) 
-   * @param featureLabel (may not be null)
-   * @param groupLabel (may be null)
-   * @param start (-1 to include non-positional features)
-   * @param stop (-1 to only sort on non-positional features)
-   * @param alignment - aligned sequences containing features
-   * @param method - one of the string constants FEATURE_SCORE, FEATURE_LABEL, FEATURE_DENSITY
+   * Sort sequences by feature score or density, optionally restricted by
+   * feature types, feature groups, or alignment start/end positions.
+   * <p>
+   * If the sort is repeated for the same combination of types and groups, sort
+   * order is reversed.
+   * 
+   * @param featureTypes
+   *          a list of feature types to include (or null for all)
+   * @param groups
+   *          a list of feature groups to include (or null for all)
+   * @param startCol
+   *          start column position to include (base zero)
+   * @param endCol
+   *          end column position to include (base zero)
+   * @param alignment
+   *          the alignment to be sorted
+   * @param method
+   *          either "average_score" or "density" ("text" not yet implemented)
    */
-  public static void sortByFeature(String featureLabel, String groupLabel, int start, int stop, 
+  public static void sortByFeature(List<String> featureTypes,
+          List<String> groups, final int startCol, final int endCol,
           AlignmentI alignment, String method)
   {
-    sortByFeature(featureLabel==null ? null : new String[] {featureLabel}, 
-            groupLabel==null ? null : new String[] {groupLabel}, start, stop, alignment, method);
-  }
-  private static boolean containsIgnoreCase(final String lab, final String[] labs)
-  {
-    if (labs==null)
-    {
-      return true;
-    }
-    if (lab==null)
-    {
-      return false;
-    }
-    for (int q=0;q<labs.length;q++)
-    {
-      if (labs[q]!=null && lab.equalsIgnoreCase(labs[q]))
-      {
-        return true;
-      }
-    }
-    return false;
-  }
-  public static void sortByFeature(String[] featureLabels, String[] groupLabels, int start, int stop, 
-          AlignmentI alignment, String method)
-  {
-    if (method!=FEATURE_SCORE && method!=FEATURE_LABEL && method!=FEATURE_DENSITY)
-    {
-      throw new Error("Implementation Error - sortByFeature method must be one of FEATURE_SCORE, FEATURE_LABEL or FEATURE_DENSITY.");
-    }
-    boolean ignoreScore=method!=FEATURE_SCORE;
-    StringBuffer scoreLabel = new StringBuffer();
-    scoreLabel.append(start+stop+method);
-    // This doesn't work yet - we'd like to have a canonical ordering that can be preserved from call to call
-    for (int i=0;featureLabels!=null && i<featureLabels.length; i++)
-    {
-      scoreLabel.append(featureLabels[i]==null ? "null" : featureLabels[i]);
-    }
-    for (int i=0;groupLabels!=null && i<groupLabels.length; i++)
+    if (method != FEATURE_SCORE && method != FEATURE_LABEL
+            && method != FEATURE_DENSITY)
     {
-      scoreLabel.append(groupLabels[i]==null ? "null" : groupLabels[i]);
+      String msg = String.format(
+              "Implementation Error - sortByFeature method must be either '%s' or '%s'",
+              FEATURE_SCORE, FEATURE_DENSITY);
+      System.err.println(msg);
+      return;
     }
+
+    flipFeatureSortIfUnchanged(method, featureTypes, groups, startCol,
+            endCol);
+
     SequenceI[] seqs = alignment.getSequencesArray();
-    
+
     boolean[] hasScore = new boolean[seqs.length]; // per sequence score
-                                                    // presence
+    // presence
     int hasScores = 0; // number of scores present on set
     double[] scores = new double[seqs.length];
     int[] seqScores = new int[seqs.length];
-    Object[] feats = new Object[seqs.length];
-    double min = 0, max = 0;
+    Object[][] feats = new Object[seqs.length][];
+    double min = 0d;
+    double max = 0d;
+
     for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
     {
-      SequenceFeature[] sf = seqs[i].getSequenceFeatures();
-      if (sf==null && seqs[i].getDatasetSequence()!=null)
-      {
-        sf = seqs[i].getDatasetSequence().getSequenceFeatures();
-      }
-      if (sf==null)
+      /*
+       * get sequence residues overlapping column region
+       * and features for residue positions and specified types
+       */
+      String[] types = featureTypes == null ? null
+              : featureTypes.toArray(new String[featureTypes.size()]);
+      List<SequenceFeature> sfs = seqs[i].findFeatures(startCol + 1,
+              endCol + 1, types);
+
+      seqScores[i] = 0;
+      scores[i] = 0.0;
+
+      Iterator<SequenceFeature> it = sfs.listIterator();
+      while (it.hasNext())
       {
-        sf = new SequenceFeature[0];
-      } else {
-        SequenceFeature[] tmp = new SequenceFeature[sf.length];
-        for (int s=0; s<tmp.length;s++)
+        SequenceFeature sf = it.next();
+
+        /*
+         * accept all features with null or empty group, otherwise
+         * check group is one of the currently visible groups
+         */
+        String featureGroup = sf.getFeatureGroup();
+        if (groups != null && featureGroup != null
+                && !"".equals(featureGroup)
+                && !groups.contains(featureGroup))
         {
-          tmp[s] = sf[s];
+          it.remove();
         }
-        sf = tmp;
-      }
-      int sstart = (start==-1) ? start : seqs[i].findPosition(start);
-      int sstop = (stop==-1) ? stop : seqs[i].findPosition(stop);
-      seqScores[i]=0;
-      scores[i]=0.0;
-      int n=sf.length;
-      for (int f=0;f<sf.length;f++)
-      {
-        // filter for selection criteria
-        if (
-        // ignore features outwith alignment start-stop positions.
-        (sf[f].end < sstart || sf[f].begin > sstop)
-                ||
-                // or ignore based on selection criteria
-                (featureLabels != null && !AlignmentSorter.containsIgnoreCase(sf[f].type, featureLabels))
-                || (groupLabels != null
-                        // problem here: we cannot eliminate null feature group features
-                        && (sf[f].getFeatureGroup() != null 
-                                && !AlignmentSorter.containsIgnoreCase(sf[f].getFeatureGroup(), groupLabels))))
+        else
         {
-          // forget about this feature
-          sf[f] = null;
-          n--;
-        } else {
-          // or, also take a look at the scores if necessary.
-          if (!ignoreScore && sf[f].getScore()!=Float.NaN)
+          float score = sf.getScore();
+          if (FEATURE_SCORE.equals(method) && !Float.isNaN(score))
           {
-            if (seqScores[i]==0)
+            if (seqScores[i] == 0)
             {
               hasScores++;
             }
             seqScores[i]++;
             hasScore[i] = true;
-            scores[i] += sf[f].getScore(); // take the first instance of this
-                                            // score.
+            scores[i] += score;
+            // take the first instance of this score // ??
           }
         }
       }
-      SequenceFeature[] fs;
-      feats[i] = fs = new SequenceFeature[n];
-      if (n>0)
+
+      feats[i] = sfs.toArray(new SequenceFeature[sfs.size()]);
+      if (!sfs.isEmpty())
       {
-        n=0;
-        for (int f=0;f<sf.length;f++)
-        {
-          if (sf[f]!=null)
-          {
-            ((SequenceFeature[]) feats[i])[n++] = sf[f];
-          }
-        }
-        if (method==FEATURE_LABEL)
+        if (method == FEATURE_LABEL)
         {
-          // order the labels by alphabet
-          String[] labs = new String[fs.length];
-          for (int l=0;l<labs.length; l++)
+          // order the labels by alphabet (not yet implemented)
+          String[] labs = new String[sfs.size()];
+          for (int l = 0; l < sfs.size(); l++)
           {
-            labs[l] = (fs[l].getDescription()!=null ? fs[l].getDescription() : fs[l].getType());
+            SequenceFeature sf = sfs.get(l);
+            String description = sf.getDescription();
+            labs[l] = (description != null ? description : sf.getType());
           }
-          jalview.util.QuickSort.sort(labs, ((Object[]) feats[i]));
+          QuickSort.sort(labs, feats[i]);
         }
       }
       if (hasScore[i])
-      {      
+      {
         // compute average score
-        scores[i]/=seqScores[i];
+        scores[i] /= seqScores[i];
         // update the score bounds.
         if (hasScores == 1)
         {
-          max = min = scores[i];
+          min = scores[i];
+          max = min;
         }
         else
         {
-          if (max < scores[i])
+          max = Math.max(max, scores[i]);
+          min = Math.min(min, scores[i]);
+        }
+      }
+    }
+
+    boolean doSort = false;
+
+    if (FEATURE_SCORE.equals(method))
+    {
+      if (hasScores == 0)
+      {
+        return; // do nothing - no scores present to sort by.
+      }
+      // pad score matrix
+      if (hasScores < seqs.length)
+      {
+        for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
+        {
+          if (!hasScore[i])
           {
-            max = scores[i];
+            scores[i] = (max + 1 + i);
           }
-          if (min > scores[i])
+          else
           {
-            min = scores[i];
+            // int nf = (feats[i] == null) ? 0
+            // : ((SequenceFeature[]) feats[i]).length;
+            // // System.err.println("Sorting on Score: seq " +
+            // seqs[i].getName()
+            // + " Feats: " + nf + " Score : " + scores[i]);
           }
         }
       }
+      doSort = true;
     }
-    
-    if (method==FEATURE_SCORE)
+    else if (FEATURE_DENSITY.equals(method))
     {
-      if (hasScores == 0)
+      for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
+      {
+        int featureCount = feats[i] == null ? 0
+                : ((SequenceFeature[]) feats[i]).length;
+        scores[i] = featureCount;
+        // System.err.println("Sorting on Density: seq "+seqs[i].getName()+
+        // " Feats: "+featureCount+" Score : "+scores[i]);
+      }
+      doSort = true;
+    }
+    if (doSort)
     {
-      return; // do nothing - no scores present to sort by.
+      QuickSort.sortByDouble(scores, seqs,
+              getInstance().sortByFeatureAscending);
     }
-    // pad score matrix 
-    if (hasScores < seqs.length)
+    setOrder(alignment, seqs);
+  }
+
+  /**
+   * Builds a string hash of criteria for sorting, and if unchanged from last
+   * time, reverse the sort order
+   * 
+   * @param method
+   * @param featureTypes
+   * @param groups
+   * @param startCol
+   * @param endCol
+   */
+  protected static void flipFeatureSortIfUnchanged(String method,
+          List<String> featureTypes, List<String> groups,
+          final int startCol, final int endCol)
+  {
+    StringBuilder sb = new StringBuilder(64);
+    sb.append(startCol).append(method).append(endCol);
+    if (featureTypes != null)
+    {
+      Collections.sort(featureTypes);
+      sb.append(featureTypes.toString());
+    }
+    if (groups != null)
+    {
+      Collections.sort(groups);
+      sb.append(groups.toString());
+    }
+    String scoreCriteria = sb.toString();
+
+    /*
+     * if resorting on the same criteria, toggle sort order
+     */
+    AlignmentSorter as = getInstance();
+    if (as.sortByFeatureCriteria == null
+            || !scoreCriteria.equals(as.sortByFeatureCriteria))
+    {
+      as.sortByFeatureAscending = true;
+    }
+    else
+    {
+      as.sortByFeatureAscending = !as.sortByFeatureAscending;
+    }
+    as.sortByFeatureCriteria = scoreCriteria;
+  }
+
+  /**
+   * Set the alignment's sequences list to contain the sequences from a
+   * temporary list, first adding all the elements from the tmp list, then adding all sequences in the alignment that
+   * are not in the list. Option to do the final sort either in order or in reverse order.
+   * 
+   * @param align The alignment being sorted
+   * @param tmp
+   *          the temporary sequence list
+   * @param ascending
+   *          false for reversed order; only sequences already in
+   *          the alignment will be used (which is actually already guaranteed
+   *          by vectorSubsetToArray)
+   */
+  private static void set(AlignmentI align, List<SequenceI> tmp,
+          boolean ascending)
+  {
+    set(align, vectorSubsetToArray(align.getSequences(), tmp), ascending);
+  }
+
+  /**
+   * Set the alignment's sequences list to contain these sequences, either in
+   * this order or its reverse.
+   * 
+   * @param align
+   * @param seqs
+   *          the new sequence array
+   * @param ascending
+   *          false for reversed order; if ascending, only sequences already in
+   *          the alignment will be used; if descending, then a direct 1:1
+   *          replacement is made
+   */
+  private static void set(AlignmentI align, SequenceI[] seqs,
+          boolean ascending)
+  {
+    if (ascending)
+    {
+      setOrder(align, seqs);
+    }
+    else
     {
+      setReverseOrder(align, seqs);
+    }
+
+  }
+
+  /**
+   * Replace the alignment's sequences with values in an array, clearing the
+   * alignment's sequence list and filtering for sequences that are actually in
+   * the alignment already.
+   * 
+   * @param align
+   *          the Alignment
+   * @param seqs
+   *          the array of replacement values, of any length
+   */
+  public static void setOrder(AlignmentI align, SequenceI[] seqs)
+  {
+    // NOTE: DO NOT USE align.setSequenceAt() here - it will NOT work
+    List<SequenceI> seqList = align.getSequences();
+    synchronized (seqList)
+    {
+      List<SequenceI> tmp = new ArrayList<>();
+
       for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
       {
-        if (!hasScore[i])
+        if (seqList.contains(seqs[i]))
         {
-          scores[i] = (max + i);
-        } else {
-          int nf=(feats[i]==null) ? 0 :((SequenceFeature[]) feats[i]).length;
-          System.err.println("Sorting on Score: seq "+seqs[i].getName()+ " Feats: "+nf+" Score : "+scores[i]);
+          tmp.add(seqs[i]);
         }
       }
-    }
 
-    jalview.util.QuickSort.sort(scores, seqs);
+      seqList.clear();
+      // User may have hidden seqs, then clicked undo or redo
+      for (int i = 0; i < tmp.size(); i++)
+      {
+        seqList.add(tmp.get(i));
+      }
     }
-    else 
-      if (method==FEATURE_DENSITY)
+  }
+
+  /**
+   * Replace the alignment's sequences or a subset of those sequences with
+   * values in an array in reverse order. All sequences are replaced; no check
+   * is made that these sequences are in the alignment already.
+   * 
+   * @param align
+   *          the Alignment
+   * @param seqs
+   *          the array of replacement values, length must be less than or equal
+   *          to Alignment.sequences.size()
+   */
+  private static void setReverseOrder(AlignmentI align, SequenceI[] seqs)
+  {
+    int nSeq = seqs.length;
+
+    int len = (nSeq + (nSeq % 2)) / 2;
+    // int len = 0;
+    //
+    // if ((nSeq % 2) == 0)
+    // {
+    // len = nSeq / 2;
+    // }
+    // else
+    // {
+    // len = (nSeq + 1) / 2;
+    // }
+
+    // NOTE: DO NOT USE align.setSequenceAt() here - it will NOT work
+    List<SequenceI> seqList = align.getSequences();
+    synchronized (seqList)
+    {
+      for (int i = 0; i < len; i++)
       {
-        
-        // break ties between equivalent numbers for adjacent sequences by adding 1/Nseq*i on the original order
-        double fr = 0.9/(1.0*seqs.length);
-        for (int i=0;i<seqs.length; i++)
-        {
-          double nf;
-          scores[i] = (0.05+fr*i)+(nf=((feats[i]==null) ? 0.0 :1.0*((SequenceFeature[]) feats[i]).length));
-          System.err.println("Sorting on Density: seq "+seqs[i].getName()+ " Feats: "+nf+" Score : "+scores[i]);
-        }
-        jalview.util.QuickSort.sort(scores, seqs);
+        // SequenceI tmp = seqs[i];
+        seqList.set(i, seqs[nSeq - i - 1]);
+        seqList.set(nSeq - i - 1, seqs[i]);
       }
-      else {
-        if (method==FEATURE_LABEL)
-        {
-          throw new Error("Not yet implemented.");
-        }
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Create and array of reordered sequences in order first from tmp that are
+   * present in seqList already, then, after that, any remaining sequences in
+   * seqList not in tmp. Any sequences in tmp that are not in seqList already
+   * are discarded.
+   * 
+   * @param seqList
+   *          thread safe collection of sequences originally in the alignment
+   * @param tmp
+   *          thread safe collection of sequences or subsequences possibly in
+   *          seqList
+   * 
+   * @return intersect(tmp,seqList)+intersect(complement(tmp),seqList)
+   */
+  private static SequenceI[] vectorSubsetToArray(List<SequenceI> seqList,
+          List<SequenceI> tmp)
+  {
+    ArrayList<SequenceI> seqs = new ArrayList<>();
+    int n = seqList.size();
+    BitSet bs = new BitSet(n);
+    bs.set(0, n);
+    for (int i = 0, nt = tmp.size(); i < nt; i++)
+    {
+      SequenceI sq = tmp.get(i);
+      int idx = seqList.indexOf(sq);
+      if (idx >= 0 && bs.get(idx))
+      {
+        seqs.add(sq);
+        bs.clear(idx);
       }
-    if (lastSortByFeatureScore ==null || scoreLabel.equals(lastSortByFeatureScore))
-    {
-      setOrder(alignment, seqs);
     }
-    else
+
+    for (int i = bs.nextSetBit(0); i >= 0; i = bs.nextSetBit(i + 1))
     {
-      setReverseOrder(alignment, seqs);
+      seqs.add(seqList.get(i));
     }
-    lastSortByFeatureScore = scoreLabel.toString();
+
+    return seqs.toArray(new SequenceI[seqs.size()]);
   }
 
 }