Mac binaries
[jabaws.git] / website / archive / binaries / mac / src / probcons / Sequence.h
diff --git a/website/archive/binaries/mac/src/probcons/Sequence.h b/website/archive/binaries/mac/src/probcons/Sequence.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..40a09b9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,416 @@
+/////////////////////////////////////////////////////////////////
+// Sequence.h
+//
+// Class for reading/manipulating single sequence character data.
+/////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+#ifndef SEQUENCE_H
+#define SEQUENCE_H
+
+#include <string>
+#include <fstream>
+#include <iostream>
+#include <cctype>
+#include <cstdlib>
+#include "SafeVector.h"
+#include "FileBuffer.h"
+
+/////////////////////////////////////////////////////////////////
+// Sequence
+//
+// Class for storing sequence information.
+/////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+class Sequence {
+
+  bool isValid;                // a boolean indicating whether the sequence data is valid or not
+  string header;               // string containing the comment line of the FASTA file
+  SafeVector<char> *data;      // pointer to character data
+  int length;                  // length of the sequence
+  int sequenceLabel;           // integer sequence label, typically to indicate the ordering of sequences
+                               //   in a Multi-FASTA file
+  int inputLabel;              // position of sequence in original input
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Sequence()
+  //
+  // Default constructor.  Does nothing.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence () : isValid (false), header (""), data (NULL), length (0), sequenceLabel (0), inputLabel (0) {}
+
+ public:
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Sequence()
+  //
+  // Constructor.  Reads the sequence from a FileBuffer.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence (FileBuffer &infile, bool stripGaps = false) : isValid (false), header ("~"), data (NULL), length(0), sequenceLabel (0), inputLabel (0) {
+
+    // read until the first non-blank line
+    while (!infile.eof()){
+      infile.GetLine (header);
+      if (header.length() != 0) break;
+    }
+
+    // check to make sure that it is a correct header line
+    if (header[0] == '>'){
+
+      // if so, remove the leading ">"
+      header = header.substr (1);
+
+      // remove any leading or trailing white space in the header comment
+      while (header.length() > 0 && isspace (header[0])) header = header.substr (1);
+      while (header.length() > 0 && isspace (header[header.length() - 1])) header = header.substr(0, header.length() - 1);
+
+      // get ready to read the data[] array; note that data[0] is always '@'
+      char ch;
+      data = new SafeVector<char>; assert (data);
+      data->push_back ('@');
+
+      // get a character from the file
+      while (infile.Get(ch)){
+
+        // if we've reached a new comment line, put the character back and stop
+        if (ch == '>'){ infile.UnGet(); break; }
+
+        // skip whitespace
+        if (isspace (ch)) continue;
+
+        // substitute gap character
+        if (ch == '.') ch = '-';
+       if (stripGaps && ch == '-') continue;
+
+        // check for known characters
+        if (!((ch >= 'A' && ch <= 'Z') || (ch >= 'a' && ch <= 'z') || ch == '*' || ch == '-')){
+          cerr << "ERROR: Unknown character encountered: " << ch << endl;
+          exit (1);
+        }
+
+        // everything's ok so far, so just store this character.
+        data->push_back(ch);
+        ++length;
+      }
+
+      // sequence must contain data in order to be valid
+      isValid = length > 0;
+      if (!isValid){
+        delete data;
+        data = NULL;
+      }
+    }
+  }
+
+  
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Sequence()
+  //
+  // Constructor.  Builds a sequence from existing data.  Note
+  // that the data must use one-based indexing where data[0] should
+  // be set to '@'.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence (SafeVector<char> *data, string header, int length, int sequenceLabel, int inputLabel) :
+    isValid (data != NULL), header(header), data(data), length (length), sequenceLabel (sequenceLabel), inputLabel (inputLabel) {
+      assert (data);
+      assert ((*data)[0] == '@');
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Sequence()
+  //
+  // Destructor.  Release allocated memory.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  ~Sequence (){
+    if (data){
+      assert (isValid);
+      delete data;
+      data = NULL;
+      isValid = false;
+    }
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetHeader()
+  //
+  // Return the string comment associated with this sequence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  string GetHeader () const {
+    return header;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetName()
+  //
+  // Return the first word of the string comment associated with this sequence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  string GetName () const {
+    char name[1024];
+    sscanf (header.c_str(), "%s", name);
+    return string(name);
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetDataPtr()
+  //
+  // Return the iterator to data associated with this sequence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  SafeVector<char>::iterator GetDataPtr(){
+    assert (isValid);
+    assert (data);
+    return data->begin();
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetPosition()
+  //
+  // Return the character at position i.  Recall that the character
+  // data is stored with one-based indexing.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  char GetPosition (int i) const {
+    assert (isValid);
+    assert (data);
+    assert (i >= 1 && i <= length);
+    return (*data)[i];
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::SetLabel()
+  //
+  // Sets the sequence label to i.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  void SetLabel (int i){
+    assert (isValid);
+    sequenceLabel = i;
+    inputLabel = i;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::SetSortLabel()
+  //
+  // Sets the sequence sorting label to i.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  void SetSortLabel (int i){
+    assert (isValid);
+    sequenceLabel = i;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetLabel()
+  //
+  // Retrieves the input label.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  int GetLabel () const {
+    assert (isValid);
+    return inputLabel;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetSortLabel()
+  //
+  // Retrieves the sorting label.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  int GetSortLabel () const {
+    assert (isValid);
+    return sequenceLabel;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Fail()
+  //
+  // Checks to see if the sequence successfully loaded.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  bool Fail () const {
+    return !isValid;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Length()
+  //
+  // Returns the length of the sequence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  int GetLength () const {
+    assert (isValid);
+    assert (data);
+    return length;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::WriteMFA()
+  //
+  // Writes the sequence to outfile in MFA format.  Uses numColumns
+  // columns per line.  If useIndex is set to false, then the
+  // header is printed as normal, but if useIndex is true, then
+  // ">S###" is printed where ### represents the sequence label.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  void WriteMFA (ostream &outfile, int numColumns, bool useIndex = false) const {
+    assert (isValid);
+    assert (data);
+    assert (!outfile.fail());
+
+    // print out heading
+    if (useIndex)
+      outfile << ">S" << GetLabel() << endl;
+    else
+      outfile << ">" << header << endl;
+
+    // print out character data
+    int ct = 1;
+    for (; ct <= length; ct++){
+      outfile << (*data)[ct];
+      if (ct % numColumns == 0) outfile << endl;
+    }
+    if ((ct-1) % numColumns != 0) outfile << endl;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Clone()
+  //
+  // Returns a new deep copy of the seqeuence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence *Clone () const {
+    Sequence *ret = new Sequence();
+    assert (ret);
+
+    ret->isValid = isValid;
+    ret->header = header;
+    ret->data = new SafeVector<char>; assert (ret->data);
+    *(ret->data) = *data;
+    ret->length = length;
+    ret->sequenceLabel = sequenceLabel;
+    ret->inputLabel = inputLabel;
+
+    return ret;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetRange()
+  //
+  // Returns a new sequence object consisting of a range of
+  // characters from the current seuquence.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence *GetRange (int start, int end) const {
+    Sequence *ret = new Sequence();
+    assert (ret);
+
+    assert (start >= 1 && start <= length);
+    assert (end >= 1 && end <= length);
+    assert (start <= end);
+
+    ret->isValid = isValid;
+    ret->header = header;
+    ret->data = new SafeVector<char>; assert (ret->data);
+    ret->data->push_back ('@');
+    for (int i = start; i <= end; i++)
+      ret->data->push_back ((*data)[i]);
+    ret->length = end - start + 1;
+    ret->sequenceLabel = sequenceLabel;
+    ret->inputLabel = inputLabel;
+
+    return ret;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::AddGaps()
+  //
+  // Given an SafeVector<char> containing the skeleton for an
+  // alignment and the identity of the current character, this
+  // routine will create a new sequence with all necesssary gaps added.
+  // For instance,
+  //    alignment = "XXXBBYYYBBYYXX"
+  //    id = 'X'
+  // will perform the transformation
+  //    "ATGCAGTCA" --> "ATGCC---GT--CA"
+  //                    (XXXBBYYYBBYYXX)
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  Sequence *AddGaps (SafeVector<char> *alignment, char id){
+    Sequence *ret = new Sequence();
+    assert (ret);
+
+    ret->isValid = isValid;
+    ret->header = header;
+    ret->data = new SafeVector<char>; assert (ret->data);
+    ret->length = (int) alignment->size();
+    ret->sequenceLabel = sequenceLabel;
+    ret->inputLabel = inputLabel;
+    ret->data->push_back ('@');
+
+    SafeVector<char>::iterator dataIter = data->begin() + 1;
+    for (SafeVector<char>::iterator iter = alignment->begin(); iter != alignment->end(); ++iter){
+      if (*iter == 'B' || *iter == id){
+        ret->data->push_back (*dataIter);
+        ++dataIter;
+      }
+      else
+        ret->data->push_back ('-');
+    }
+
+    return ret;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetString()
+  //
+  // Returns the sequence as a string with gaps removed.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  string GetString (){
+    string s = "";
+    for (int i = 1; i <= length; i++){
+      if ((*data)[i] != '-') s += (*data)[i];
+    }
+    return s;
+  }
+
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::GetMapping()
+  //
+  // Returns a SafeVector<int> containing the indices of every
+  // character in the sequence.  For instance, if the data is
+  // "ATGCC---GT--CA", the method returns {1,2,3,4,5,9,10,13,14}.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  SafeVector<int> *GetMapping () const {
+    SafeVector<int> *ret = new SafeVector<int>(1, 0);
+    for (int i = 1; i <= length; i++){
+      if ((*data)[i] != '-') ret->push_back (i);
+    }
+    return ret;
+  }
+
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Sequence::Highlight()
+  //
+  // Changes all positions with score >= cutoff to upper case and
+  // all positions with score < cutoff to lower case.
+  /////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+  void Highlight (const SafeVector<float> &scores, const float cutoff){
+    for (int i = 1; i <= length; i++){
+      if (scores[i-1] >= cutoff)
+        (*data)[i] = toupper ((*data)[i]);
+      else
+        (*data)[i] = tolower ((*data)[i]);
+    }
+  }
+};
+
+#endif