forester/java/src/org/forester/application/phyloxml_converter.java

   1 // $Id:
   2 //
   3 // FORESTER -- software libraries and applications
   4 // for evolutionary biology research and applications.
   5 //
   6 // Copyright (C) 2008-2009 Christian M. Zmasek
   7 // Copyright (C) 2008-2009 Burnham Institute for Medical Research
   8 // All rights reserved
   9 //
  10 // This library is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12 // License as published by the Free Software Foundation; either
  13 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  16 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  18 // Lesser General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  22 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA
  23 //
  24 // Contact: phylosoft @ gmail . com
  25 // WWW: www.phylosoft.org/forester
  26
  27 package org.forester.application;
  28
  29 import java.io.File;
  30 import java.io.IOException;
  31 import java.util.ArrayList;
  32 import java.util.List;
  33
  34 import org.forester.io.parsers.PhylogenyParser;
  35 import org.forester.io.parsers.nexus.NexusPhylogeniesParser;
  36 import org.forester.io.parsers.nhx.NHXParser;
  37 import org.forester.io.writers.PhylogenyWriter;
  38 import org.forester.phylogeny.Phylogeny;
  39 import org.forester.phylogeny.PhylogenyMethods;
  40 import org.forester.phylogeny.PhylogenyNode;
  41 import org.forester.phylogeny.factories.ParserBasedPhylogenyFactory;
  42 import org.forester.phylogeny.factories.PhylogenyFactory;
  43 import org.forester.phylogeny.iterators.PhylogenyNodeIterator;
  44 import org.forester.util.CommandLineArguments;
  45 import org.forester.util.ForesterUtil;
  46 import org.forester.util.ForesterUtil.PhylogenyNodeField;
  47
  48 public class phyloxml_converter {
  49
  50     final static private String  HELP_OPTION_1                     = "help";
  51     final static private String  HELP_OPTION_2                     = "h";
  52     final static private String  FIELD_OPTION                      = "f";
  53     final static private String  FIELD_CLADE_NAME                  = "nn";
  54     final static private String  FIELD_TAXONOMY_CODE               = "tc";
  55     final static private String  FIELD_TAXONOMY_SCI_NAME           = "sn";
  56     final static private String  FIELD_TAXONOMY_COMM_NAME          = "cn";
  57     final static private String  FIELD_SEQUENCE_GENE_NAME          = "gn";
  58     final static private String  FIELD_SEQUENCE_SYMBOL             = "sy";
  59     final static private String  FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_1 = "i1";
  60     final static private String  FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_2 = "i2";
  61     final static private String  FIELD_DUMMY                       = "dummy";
  62     final static private String  INTERNAL_NAMES_ARE_BOOT_SUPPPORT  = "i";
  63     final static private String  MIDPOINT_REROOT                   = "m";
  64     final static private String  EXTRACT_TAXONOMY                  = "xt";
  65     final static private String  EXTRACT_TAXONOMY_PF               = "xp";
  66     final static private String  ORDER_SUBTREES                    = "o";
  67     final static private String  NO_TREE_LEVEL_INDENDATION         = "ni";
  68     final static private String  REPLACE_UNDER_SCORES              = "ru";
  69     final static private String  PRG_NAME                          = "phyloxml_converter";
  70     final static private String  PRG_VERSION                       = "1.30";
  71     final static private String  PRG_DATE                          = "2011.03.01";
  72     final static private String  E_MAIL                            = "phylosoft@gmail.com";
  73     final static private String  WWW                               = "www.phylosoft.org/forester/";
  74     final static private boolean SPECIAL                           = false;
  75
  76     public static void main( final String args[] ) {
  77         ForesterUtil.printProgramInformation( PRG_NAME, PRG_VERSION, PRG_DATE, E_MAIL, WWW );
  78         CommandLineArguments cla = null;
  79         try {
  80             cla = new CommandLineArguments( args );
  81         }
  82         catch ( final Exception e ) {
  83             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, e.getMessage() );
  84         }
  85         if ( cla.isOptionSet( HELP_OPTION_1 ) || cla.isOptionSet( HELP_OPTION_2 ) || ( args.length == 0 ) ) {
  86             printHelp();
  87             System.exit( 0 );
  88         }
  89         if ( args.length < 3 ) {
  90             System.out.println();
  91             System.out.println( "[" + PRG_NAME + "] incorrect number of arguments" );
  92             System.out.println();
  93             printHelp();
  94             System.exit( -1 );
  95         }
  96         final List<String> allowed_options = new ArrayList<String>();
  97         allowed_options.add( NO_TREE_LEVEL_INDENDATION );
  98         allowed_options.add( FIELD_OPTION );
  99         allowed_options.add( MIDPOINT_REROOT );
 100         allowed_options.add( ORDER_SUBTREES );
 101         allowed_options.add( INTERNAL_NAMES_ARE_BOOT_SUPPPORT );
 102         allowed_options.add( REPLACE_UNDER_SCORES );
 103         allowed_options.add( EXTRACT_TAXONOMY );
 104         allowed_options.add( EXTRACT_TAXONOMY_PF );
 105         if ( cla.getNumberOfNames() != 2 ) {
 106             System.out.println();
 107             System.out.println( "[" + PRG_NAME + "] incorrect number of arguments" );
 108             System.out.println();
 109             printHelp();
 110             System.exit( -1 );
 111         }
 112         final String dissallowed_options = cla.validateAllowedOptionsAsString( allowed_options );
 113         if ( dissallowed_options.length() > 0 ) {
 114             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "unknown option(s): " + dissallowed_options );
 115         }
 116         final List<String> mandatory_options = new ArrayList<String>();
 117         mandatory_options.add( FIELD_OPTION );
 118         final String missing_options = cla.validateMandatoryOptionsAsString( mandatory_options );
 119         if ( missing_options.length() > 0 ) {
 120             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "missing option(s): " + missing_options );
 121         }
 122         if ( !cla.isOptionValueSet( FIELD_OPTION ) ) {
 123             System.out.println();
 124             printHelp();
 125             System.exit( -1 );
 126         }
 127         final String field_option_value = cla.getOptionValue( FIELD_OPTION );
 128         PhylogenyNodeField field = null;
 129         if ( field_option_value.equals( FIELD_CLADE_NAME ) ) {
 130             field = PhylogenyNodeField.CLADE_NAME;
 131         }
 132         else if ( field_option_value.equals( FIELD_TAXONOMY_CODE ) ) {
 133             field = PhylogenyNodeField.TAXONOMY_CODE;
 134         }
 135         else if ( field_option_value.equals( FIELD_TAXONOMY_SCI_NAME ) ) {
 136             field = PhylogenyNodeField.TAXONOMY_SCIENTIFIC_NAME;
 137         }
 138         else if ( field_option_value.equals( FIELD_TAXONOMY_COMM_NAME ) ) {
 139             field = PhylogenyNodeField.TAXONOMY_COMMON_NAME;
 140         }
 141         else if ( field_option_value.equals( FIELD_SEQUENCE_GENE_NAME ) ) {
 142             field = PhylogenyNodeField.SEQUENCE_NAME;
 143         }
 144         else if ( field_option_value.equals( FIELD_SEQUENCE_SYMBOL ) ) {
 145             field = PhylogenyNodeField.SEQUENCE_SYMBOL;
 146         }
 147         else if ( field_option_value.equals( FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_1 ) ) {
 148             field = PhylogenyNodeField.TAXONOMY_ID_UNIPROT_1;
 149         }
 150         else if ( field_option_value.equals( FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_2 ) ) {
 151             field = PhylogenyNodeField.TAXONOMY_ID_UNIPROT_2;
 152         }
 153         else if ( field_option_value.equals( FIELD_DUMMY ) ) {
 154         }
 155         else {
 156             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "unknown value for -\"" + FIELD_OPTION + "\" option: \""
 157                     + field_option_value + "\"" );
 158         }
 159         boolean int_values_are_boots = false;
 160         if ( cla.isOptionSet( INTERNAL_NAMES_ARE_BOOT_SUPPPORT ) ) {
 161             int_values_are_boots = true;
 162         }
 163         boolean midpoint_reroot = false;
 164         if ( cla.isOptionSet( MIDPOINT_REROOT ) ) {
 165             midpoint_reroot = true;
 166         }
 167         boolean order_subtrees = false;
 168         if ( cla.isOptionSet( ORDER_SUBTREES ) ) {
 169             order_subtrees = true;
 170         }
 171         boolean replace_underscores = false;
 172         if ( cla.isOptionSet( REPLACE_UNDER_SCORES ) ) {
 173             replace_underscores = true;
 174         }
 175         boolean no_indendation = false;
 176         if ( cla.isOptionSet( NO_TREE_LEVEL_INDENDATION ) ) {
 177             no_indendation = true;
 178         }
 179         boolean extr_taxonomy = false;
 180         if ( cla.isOptionSet( EXTRACT_TAXONOMY ) ) {
 181             extr_taxonomy = true;
 182         }
 183         boolean extr_taxonomy_pf_only = false;
 184         if ( cla.isOptionSet( EXTRACT_TAXONOMY_PF ) ) {
 185             extr_taxonomy_pf_only = true;
 186         }
 187         final File infile = cla.getFile( 0 );
 188         final File outfile = cla.getFile( 1 );
 189         if ( outfile.exists() ) {
 190             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "[" + outfile + "] already exists" );
 191         }
 192         if ( !infile.exists() ) {
 193             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "[" + infile + "] does not exist" );
 194         }
 195         Phylogeny[] phys = null;
 196         try {
 197             final PhylogenyFactory factory = ParserBasedPhylogenyFactory.getInstance();
 198             final PhylogenyParser parser = ForesterUtil.createParserDependingOnFileType( infile, true );
 199             if ( parser instanceof NHXParser ) {
 200                 if ( ( field != PhylogenyNodeField.TAXONOMY_CODE )
 201                         && ( field != PhylogenyNodeField.TAXONOMY_COMMON_NAME )
 202                         && ( field != PhylogenyNodeField.TAXONOMY_SCIENTIFIC_NAME ) ) {
 203                     if ( extr_taxonomy_pf_only ) {
 204                         ( ( NHXParser ) parser )
 205                                 .setTaxonomyExtraction( ForesterUtil.TAXONOMY_EXTRACTION.PFAM_STYLE_ONLY );
 206                         replace_underscores = false;
 207                     }
 208                     else if ( extr_taxonomy ) {
 209                         ( ( NHXParser ) parser ).setTaxonomyExtraction( ForesterUtil.TAXONOMY_EXTRACTION.YES );
 210                         replace_underscores = false;
 211                     }
 212                 }
 213                 else {
 214                     ( ( NHXParser ) parser ).setTaxonomyExtraction( ForesterUtil.TAXONOMY_EXTRACTION.NO );
 215                 }
 216                 ( ( NHXParser ) parser ).setReplaceUnderscores( replace_underscores );
 217                 ( ( NHXParser ) parser ).setIgnoreQuotes( false );
 218             }
 219             else if ( parser instanceof NexusPhylogeniesParser ) {
 220                 ( ( NexusPhylogeniesParser ) parser ).setReplaceUnderscores( replace_underscores );
 221                 ( ( NexusPhylogeniesParser ) parser ).setIgnoreQuotes( false );
 222             }
 223             phys = factory.create( infile, parser );
 224         }
 225         catch ( final IOException e ) {
 226             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "failed to read phylogeny from [" + infile + "]: " + e.getMessage() );
 227         }
 228         if ( SPECIAL ) {
 229             for( final Phylogeny phy : phys ) {
 230                 performSpecialProcessing( phy );
 231             }
 232         }
 233         if ( int_values_are_boots ) {
 234             for( final Phylogeny phy : phys ) {
 235                 ForesterUtil.transferInternalNamesToBootstrapSupport( phy );
 236             }
 237         }
 238         if ( field != null ) {
 239             for( final Phylogeny phy : phys ) {
 240                 ForesterUtil.transferNodeNameToField( phy, field );
 241             }
 242         }
 243         if ( midpoint_reroot ) {
 244             try {
 245                 for( final Phylogeny phy : phys ) {
 246                     PhylogenyMethods.midpointRoot( phy );
 247                 }
 248             }
 249             catch ( final Exception e ) {
 250                 System.out.println( "" );
 251                 ForesterUtil.printWarningMessage( PRG_NAME, "midpoint rerooting failed: " + e.getLocalizedMessage() );
 252             }
 253         }
 254         if ( order_subtrees ) {
 255             for( final Phylogeny phy : phys ) {
 256                 phy.orderAppearance( true );
 257             }
 258         }
 259         try {
 260             final PhylogenyWriter writer = new PhylogenyWriter();
 261             if ( no_indendation ) {
 262                 writer.setIndentPhyloxml( false );
 263             }
 264             writer.toPhyloXML( phys, 0, outfile, ForesterUtil.LINE_SEPARATOR );
 265         }
 266         catch ( final IOException e ) {
 267             ForesterUtil.fatalError( PRG_NAME, "failed to write to [" + outfile + "]: " + e.getMessage() );
 268         }
 269         System.out.println( "[" + PRG_NAME + "] wrote: [" + outfile + "]" );
 270         System.out.println( "[" + PRG_NAME + "] OK" );
 271         System.out.println();
 272     }
 273
 274     private static void performSpecialProcessing( final Phylogeny phy ) {
 275         // Can place some kind of custom processing here.
 276         //        final List<PhylogenyNode> remove_us = new ArrayList<PhylogenyNode>();
 277         //        int counter = 0;
 278         //        for( final PhylogenyNodeIterator it = phy.iteratorPostorder(); it.hasNext(); ) {
 279         //            final PhylogenyNode node = it.next();
 280         //            final String name = node.getNodeName().toLowerCase();
 281         //            if ( name.startsWith( "environmental_samples" ) || name.startsWith( "unclassified" )
 282         //                    || name.startsWith( "bacteria" ) || name.startsWith( "other" )
 283         //                    || name.startsWith( "viroids" ) || name.startsWith( "viruses" ) ) {
 284         //                remove_us.add( node );
 285         //                System.out.println( counter++ );
 286         //            }
 287         //        }
 288         //        phy.hashIDs();
 289         //        for( final PhylogenyNode node : remove_us ) {
 290         //            if ( phy.getNode( node.getNodeId() ) != null ) {
 291         //                phy.deleteSubtree( node );
 292         //                System.out.println( "deleted: " + node );
 293         //            }
 294         //        }
 295         //        phy.hashIDs();
 296         //
 297         //        for( final PhylogenyNodeIterator it = phy.iteratorPostorder(); it.hasNext(); ) {
 298         //            final PhylogenyNode node = it.next();
 299         //            node.getNodeData().setTaxonomy( null );
 300         //        }
 301         //        phy.reRoot( phy.getFirstExternalNode() );
 302         //        PhylogenyMethods.midpointRoot( phy );
 303         //        phy.orderAppearance( true );
 304         for( final PhylogenyNodeIterator it = phy.iteratorPostorder(); it.hasNext(); ) {
 305             final PhylogenyNode node = it.next();
 306             final String name = node.getName();
 307             if ( !ForesterUtil.isEmpty( name ) ) {
 308                 //                final Taxonomy taxo = new Taxonomy();
 309                 //                if ( node.isExternal() ) {
 310                 //                    taxo.setTaxonomyCode( name );
 311                 //                    node.getNodeData().setTaxonomy( taxo );
 312                 //                }
 313                 //                else if ( name.indexOf( '_' ) == -1 || name.length() > 6 ) {
 314                 //                    taxo.setScientificName( name );
 315                 //                    node.getNodeData().setTaxonomy( taxo );
 316                 //                }
 317                 //                node.setName( "" );
 318                 //                if ( name.indexOf( "BF" ) >= 0 ) {
 319                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "BACFR" );
 320                 //                }
 321                 //                else if ( name.indexOf( "BT" ) >= 0 ) {
 322                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "BACTN" );
 323                 //                }
 324                 //                else if ( name.indexOf( "MXAN" ) >= 0 ) {
 325                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "MYXXD" );
 326                 //                }
 327                 //                else if ( name.indexOf( "STIAU" ) >= 0 ) {
 328                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "STIAU" );
 329                 //                }
 330                 //                else if ( name.indexOf( "BOVA" ) >= 0 ) {
 331                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "BACOV" );
 332                 //                }
 333                 //                else if ( name.indexOf( "BUNI" ) >= 0 ) {
 334                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "BACUN" );
 335                 //                }
 336                 //                else if ( name.indexOf( "Pgin" ) >= 0 ) {
 337                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "PORGI" );
 338                 //                }
 339                 //                else if ( name.equals( "3CGH" ) || name.equals( "3CK7" ) ) {
 340                 //                    taxo.setTaxonomyCode( "BACTN" );
 341                 //                }
 342                 // node.getNodeData().setTaxonomy( taxo );
 343             }
 344         }
 345     }
 346
 347     private static void printHelp() {
 348         System.out.println( "Usage:" );
 349         System.out.println();
 350         System.out
 351                 .println( PRG_NAME
 352                         + " -"
 353                         + FIELD_OPTION
 354                         + "=<field option> [options] <infile in New Hamphshire, NHX, Nexus, ToL XML, or phyloXML format> <outfile>" );
 355         System.out.println();
 356         System.out.println( " field options: " );
 357         System.out.println();
 358         System.out.println( "   " + FIELD_CLADE_NAME + ": transfer name to node/clade name" );
 359         System.out.println( "   " + FIELD_TAXONOMY_CODE + ": transfer name to taxonomy code" );
 360         System.out.println( "   " + FIELD_TAXONOMY_SCI_NAME + ": transfer name to taxonomy scientific name" );
 361         System.out.println( "   " + FIELD_TAXONOMY_COMM_NAME + ": transfer name to taxonomy common name" );
 362         System.out.println( "   " + FIELD_SEQUENCE_GENE_NAME + ": transfer name to sequence name" );
 363         System.out.println( "   " + FIELD_SEQUENCE_SYMBOL + ": transfer name to sequence symbol" );
 364         System.out
 365                 .println( "   "
 366                         + FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_1
 367                         + ": transfer/split name to taxonomy uniprot identifier\n       (split at underscore if \"id_name\" pattern, e.g. \"817_SusD\")" );
 368         System.out
 369                 .println( "   "
 370                         + FIELD_UNIPROT_TAXONOMY_ID_SPLIT_2
 371                         + ": transfer/split name to taxonomy uniprot identifier\n       (split at underscore if \"name_id\" pattern, e.g. \"SusD_817\")" );
 372         System.out.println();
 373         System.out.println( " options: " );
 374         System.out.println( " -" + INTERNAL_NAMES_ARE_BOOT_SUPPPORT
 375                 + " : internal names in NH or NHX tree are bootstrap support values" );
 376         System.out.println( " -" + REPLACE_UNDER_SCORES + ": replace all underscores with spaces" );
 377         System.out.println( " -" + MIDPOINT_REROOT + " : midpoint reroot" );
 378         System.out.println( " -" + ORDER_SUBTREES + " : order subtrees" );
 379         System.out
 380                 .println( " -"
 381                         + EXTRACT_TAXONOMY
 382                         + ": extract taxonomy to taxonomy code from \"seqname_TAXON\"-style names (cannot be used with the following field options: "
 383                         + FIELD_TAXONOMY_CODE + ", " + FIELD_TAXONOMY_COMM_NAME + ", " + FIELD_TAXONOMY_SCI_NAME + ")" );
 384         System.out
 385                 .println( " -"
 386                         + EXTRACT_TAXONOMY_PF
 387                         + ": extract taxonomy to taxonomy code from Pfam (\"seqname_TAXON/x-y\") style names only (cannot be used with the following field options: "
 388                         + FIELD_TAXONOMY_CODE + ", " + FIELD_TAXONOMY_COMM_NAME + ", " + FIELD_TAXONOMY_SCI_NAME + ")" );
 389         System.out.println( " -" + NO_TREE_LEVEL_INDENDATION + ": no tree level indendation in phyloXML output" );
 390         System.out.println();
 391     }
 392 }