binaries/src/tcoffee/t_coffee_source/fastal_lib_header.h

   1
   2
   3 #define ENLARGEMENT_PER_STEP 50
   4 #define PROFILE_ENLARGEMENT 550
   5
   6 // static char pos2aa[] = {'A','C','D','E','F','G','H','I','K','L','M','N','P','Q','R','S','T','V','W','Y'};
   7
   8
   9 /**
  10  * \brief Struct to save a diagonal
  11  *
  12  */
  13 typedef struct
  14 {
  15         ///Start of diagonal in seq1.
  16         int x;
  17         ///Start of diagonal in seq2.
  18         int y;
  19         ///Length of the diagonal.
  20         int length;
  21         ///expansion at the beginning;
  22         int front_exp;
  23         ///expansion at the end;
  24         int end_exp;
  25 }
  26 Diagonal;
  27
  28
  29
  30
  31 /**
  32  * \brief Struct to save all informations of a profile.
  33  *
  34  */
  35 typedef struct
  36 {
  37         /// Number of sequences in this profile
  38         int num_sequences;
  39         /// number of the profile
  40         int prf_number;
  41         ///0 = combination of two profiles, 1 = profile of a single sequence -> name1 = seq_name
  42         int is_leaf;
  43         ///length of the profile
  44         int length;
  45         ///weight of the sequence
  46         int weight;
  47         ///saves the amount of allocated memory
  48         int allocated_memory;
  49         ///the profile itself [alphabet_size][profile_length]
  50         int **prf;
  51         ///number_of_sequences
  52         int number_of_sequences;
  53 }
  54 Fastal_profile;
  55
  56 /**
  57  * \brief Struct to save all parameters for fastal.
  58  *
  59  */
  60 typedef struct
  61 {
  62         /// size of alphabet_size
  63         int alphabet_size;
  64         /// converting char2position (for profile)
  65         int char2pos[256];
  66         /// converting pos2char (for profile)
  67         char pos2char[256];
  68         /// gap opening costs
  69         double gop;
  70         /// gap extension costs
  71         double gep;
  72         /// nomatch???
  73         int nomatch;
  74         ///method to align profile
  75         char method[20];
  76         ///scoring Matrix;
  77         int **M;
  78         ///saves the diag method -> move to sparse!
  79         char diag_method[30];
  80 }
  81 Fastal_param;
  82
  83 /**
  84  * \brief Struct to save the parameters and memory for the sparse dynamic programming algorithm.
  85  */
  86 typedef struct
  87 {
  88         /// saves the diagonals
  89         int *diagonals;
  90         /// saves ....
  91         int *dig_length;
  92         /// list of points to be considered during the alignment process
  93         int **list;
  94         /// number of points in \a list
  95         int *list_length;
  96         char *file_name1;
  97         char *file_name2;
  98         //      static char *file_name1 = vtmpnam(NULL);
  99 //      static char *file_name2 = vtmpnam(NULL);
 100 }
 101 Sparse_dynamic_param;
 102
 103
 104 typedef struct
 105 {
 106         int window_length;
 107         int step_legnth;
 108         int threshold;
 109         int oligo_length;
 110         int distance;
 111 }
 112 Udisc_param;
 113
 114
 115 /**
 116  * \brief Struct to save the parameters and memory for the needleman-wunsch algorithm.
 117  */
 118 typedef struct
 119 {
 120         /// dynamic programming matrix
 121         double ** dyn_matrix;
 122         /// length of dimension 1
 123         int *length1;
 124         /// length of dimension 2
 125         int *length2;
 126         /// summed up version of profile
 127         int **sumup_prf;
 128         /// number of entries in \a sumup_prf
 129         int *sumup_length;
 130 }
 131 Nw_param;
 132
 133
 134
 135 /**
 136  * \brief Struct to save the parameters and memory for the Gotoh algorithm.
 137  */
 138 typedef struct
 139 {
 140         /// dynamic programming matrix
 141         double ** m_matrix;
 142         /// dynamic programming matrix
 143         double ** i_matrix;
 144         /// dynamic programming matrix
 145         double ** d_matrix;
 146         /// length of dimension 1
 147         int *length1;
 148         /// length of dimension 2
 149         int *length2;
 150         /// summed up version of profile
 151         int **sumup_prf;
 152         /// number of entries in \a sumup_prf
 153         int *sumup_length;
 154         /// log saver
 155         double **log_saver;
 156 }
 157 Gotoh_param;
 158
 159
 160
 161
 162 typedef struct
 163 {
 164         int diagonal;
 165         int count;
 166         int start;
 167         int end;
 168 }
 169 Swift_diagonal;
 170
 171
 172 typedef struct
 173 {
 174         int diagonal;
 175         int count;
 176 }
 177 Diagonal_counter;
 178
 179 //tree
 180 void generate_random_tree(int number);
 181
 182
 183 Fastal_profile* make_profile_of_sequence(char *seq_name, char *sequence, int number);
 184
 185
 186
 187 //Definite use
 188
 189 //*********************    input/output    **********************************
 190 void file2profile(FILE* profile_f, Fastal_profile *profile, int prf_number, Fastal_param *param_set);
 191 void file_pos2profile(FILE *seq_file, long off_set, Fastal_profile *profile, int prf_number, Fastal_param *param_set);
 192 void profile2file(Fastal_profile *profile, FILE* prf_f, Fastal_param *param_set);
 193
 194 //index
 195 int make_index_of_file(char *file_name, long **result);
 196
 197
 198 //*********************    pairwise alignment methods     ************************
 199
 200         //Needleman-Wunsch
 201         int prf_nw(Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, double **prog_matrix, FILE *edit_file_name, int **sumup_prf, int *sumup_length, Fastal_param *param_set);
 202         int nw_matrix2edit_file(double **prog_matrix, Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, FILE *edit_f, int **prf_field, int *field_length, Fastal_param *param_set);
 203         int** sumup_profile(Fastal_profile *profile, int **sumup_prf, Fastal_param *param_set);
 204         void write2file(int **sumup_prf, int length, FILE *file, int number, int num_sequences, Fastal_param *param_set);
 205
 206         //Gotoh
 207         void free_gotoh(Gotoh_param* method_arguments_p, int alphabet_size);
 208         void fill_arguments_gotoh(Gotoh_param* method_arguments_p, int alphabet_size);
 209         int prf_gotoh(Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, FILE *edit_file_name, Gotoh_param *arguments, Fastal_param *param_set);
 210
 211         //Sparse dynamic programming
 212         void free_sparse(Sparse_dynamic_param* method_arguments_p);
 213         void fill_arguments_sparse(Sparse_dynamic_param* method_arguments_p);
 214         int **diagonals2int(int *diagonals, int num_diagonals, char *seq1, char *seq2, int *num_points, Fastal_param *param_set);
 215         int seq_pair2blast_diagonal(char *seq_file_name1, char *seq_file_name2, int **diagonals, int *dig_length, int l1, int l2, int is_dna);
 216         int sparse_dyn(Fastal_profile **profiles, Fastal_param *param_set, void *method_arguments_p, int is_dna, FILE *edit_file, FILE *prof_file, int number);
 217         char *profile2consensus(Fastal_profile *profile, Fastal_param *param_set);
 218         int ** diagonals2int_gap_test(int *diagonals, int num_diagonals, char *seq1, char *seq2, Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, int *num_points, Fastal_param *param_set);
 219         int ** diagonals2int_euclidf(int *diagonals, int num_diagonals, char *seq1, char *seq2, Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, int *num_points, Fastal_param *param_set);
 220         int ** diagonals2int_dot(int *diagonals, int num_diagonals, char *seq1, char *seq2, Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, int *num_points, Fastal_param *param_set);
 221         int seq_pair2blastz_diagonal(char *seq_file_name1, char *seq_file_name2, int **diagonals, int *dig_length, int l1, int l2, int is_dna);
 222         int list2linked_pair_wise_fastal(Fastal_profile *prf1, Fastal_profile *prf2, Fastal_param *param_set, int **list, int n, FILE *edit_f, FILE *prof_f, int node_number);
 223
 224 //edit_files 2 alignment
 225 void edit2alignment(FILE *sequence_file, long *seq_positions, FILE *edit_file, long *edit_positions, int node_number, int number_of_sequences, char *aligned_sequence, int alignment_length, FILE *edit_seq_file, int offset, FILE* alignment_file);
 226 void edit_seq2aligned_seq(char *aligned_sequence, FILE *sequence_file, long sequence_position, FILE *alignment_file);
 227
 228
 229 //main
 230 int fastal(int argc, char **argv);
 231 void alignment2files(Fastal_profile **profiles, Fastal_param *param_set,int **alignment, int alignment_length, FILE *edit_f, FILE *prof_f, int node_number);
 232
 233 //toolbox
 234 double calculate_sum_of_pairs_score_affine(char *alignment_file_name, int **score_matrix, double gop, double gep);
 235 double calculate_sum_of_pairs_score_affine_test(char *alignment_file_name, int **score_matrix, double gop, double gep);
 236 void initiate_profile_files(FILE **profile_files);
 237 void initiate_profiles(Fastal_profile **profiles, Fastal_param *param_set);
 238 void free_fastal_profile(Fastal_profile *profile, int alphabet_size);
 239 double **resize_dyn_matrix(double **dyn_matrix, int old_length1, int old_length2, int length1, int length2);
 240 void free_dyn_matrix(int length1, double **dyn_matrix);
 241 void fill_parameters(int is_dna, Fastal_param *param_set, char *method, char *diag_method, char *mat);
 242
 243
 244 int seq_pair2diagonal_own(char *seq1, char *seq2, int **diagonals, int *dig_length, int l1, int l2, int is_dna, int word_length);
 245
 246
 247
 248
 249
 250
 251
 252 typedef struct
 253 {
 254         ///field saving the positions [x1,y1,l1,x2,y2,l2,...]
 255         int *segments;
 256         /// points to the current used segment
 257         int *current_pos;
 258         /// saves the previous diagonal position.
 259         int prev_position;
 260         /// diagonal number
 261 //      int diagonal_num;
 262 }
 263 Segment;
 264
 265
 266 Segment* extend_diagonals(Diagonal *diagonals, int *num_diagonals, int l1, int l2);
 267 int seq_pair2blast_diagonal2(char *seq_file_name1, char *seq_file_name2, Diagonal **diagonals, int *dig_length, int l1, int l2, int is_dna);
 268
 269 int ** segments2int(Segment *diagonals, int num_diagonals, char *seq1, char *seq2, Fastal_profile *profile1, Fastal_profile *profile2, int *num_points, Fastal_param *param_set);
 270 // #include "string.h"
 271
 272 struct Fastal_arguments
 273 {
 274 //      char *args[2];
 275         //IO
 276
 277
 278         char *sequence_file;
 279         char *tree_file;
 280         char *output_file;
 281         int tree_out;
 282
 283         char *method;
 284         int is_dna;
 285         double gop;
 286         double gep;
 287
 288
 289
 290         char *diag_method;
 291 //      Tree Computation
 292 //      int retree;
 293         int gap_iterate;
 294         int tree_only;
 295         char *tree_method;
 296         int tree_param1;
 297         int tree_param2;
 298
 299
 300         //Scoring
 301         char *mat;
 302         int agreement_score;
 303         int evaluate;
 304         int score;
 305         int num_ref_aln;
 306         int num_seq_in_ref;
 307         char *aln_ref;
 308         char *aln2test;
 309 };
 310
 311
 312
 313
 314 void tree_parse(struct Fastal_arguments *arguments, char* param);
 315
 316
 317
 318 void arg_parse (int argc, char **argv, struct Fastal_arguments *arguments);
 319
 320
 321
 322 //sum of pairs score
 323 double calculate_sum_of_pairs_score_affine(char *alignment_file_name, int **score_matrix, double gop, double gep);
 324
 325
 326 //compare with reference alignment
 327 void make_ref_alignment(char *seq_file_name, char *tree_file_name, char *ref_aln_name, int num_seq_in_ref);
 328 double agreement_score(char *ref_file_name, char *aln_file_name);
 329
 330
 331 void seq2profile2(char *seq, Fastal_profile *prf, int *char2pos);
 332 void split_set(FILE *aln_file_name, Fastal_profile *gap_prf, Fastal_profile *no_gap_prf, char *seq, int index, int *char2pos, char* split_file_name);
 333 void iterate(Fastal_param *param, void *method_arguments_p, char *aln_file_name, char *out_file_name, int iteration_number);
 334
 335 void edit2seq_pattern(FILE *edit_file, char *seq1, char *seq2);
 336 int *del_gap_from_profile(Fastal_profile *prf, int alphabet_size, int *gap_list, int *gap_list_length, int *num_gaps);
 337
 338 void write_iterated_aln(char* old_aln_file_name, char* new_aln_file_name, char *gap_file_name, char *seq1, int *gap_list1, int num_gap1, char *seq2, int *gap_list2, int num_gap2);
 339 /******************************COPYRIGHT NOTICE*******************************/
 340 /*© Centro de Regulacio Genomica */
 341 /*and */
 342 /*Cedric Notredame */
 343 /*Fri Feb 18 08:27:45 CET 2011 - Revision 596. */
 344 /*All rights reserved.*/
 345 /*This file is part of T-COFFEE.*/
 346 /**/
 347 /*    T-COFFEE is free software; you can redistribute it and/or modify*/
 348 /*    it under the terms of the GNU General Public License as published by*/
 349 /*    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or*/
 350 /*    (at your option) any later version.*/
 351 /**/
 352 /*    T-COFFEE is distributed in the hope that it will be useful,*/
 353 /*    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of*/
 354 /*    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the*/
 355 /*    GNU General Public License for more details.*/
 356 /**/
 357 /*    You should have received a copy of the GNU General Public License*/
 358 /*    along with Foobar; if not, write to the Free Software*/
 359 /*    Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA*/
 360 /*...............................................                                                                                      |*/
 361 /*  If you need some more information*/
 362 /*  cedric.notredame@europe.com*/
 363 /*...............................................                                                                                                                                     |*/
 364 /**/
 365 /**/
 366 /*      */
 367 /******************************COPYRIGHT NOTICE*******************************/