forester/java/src/org/forester/io/parsers/nexus/NexusPhylogeniesParser.java

   1 // $Id:
   2 // FORESTER -- software libraries and applications
   3 // for evolutionary biology research and applications.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2008-2009 Christian M. Zmasek
   6 // Copyright (C) 2008-2009 Burnham Institute for Medical Research
   7 // All rights reserved
   8 //
   9 // This library is free software; you can redistribute it and/or
  10 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11 // License as published by the Free Software Foundation; either
  12 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13 //
  14 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  15 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  17 // Lesser General Public License for more details.
  18 //
  19 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  21 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA
  22 //
  23 // Contact: phylosoft @ gmail . com
  24 // WWW: www.phylosoft.org/forester
  25
  26 package org.forester.io.parsers.nexus;
  27
  28 import java.io.BufferedReader;
  29 import java.io.IOException;
  30 import java.util.ArrayList;
  31 import java.util.HashMap;
  32 import java.util.List;
  33 import java.util.Map;
  34 import java.util.regex.Matcher;
  35 import java.util.regex.Pattern;
  36
  37 import org.forester.archaeopteryx.Constants;
  38 import org.forester.io.parsers.PhylogenyParser;
  39 import org.forester.io.parsers.nhx.NHXFormatException;
  40 import org.forester.io.parsers.nhx.NHXParser;
  41 import org.forester.io.parsers.util.ParserUtils;
  42 import org.forester.io.parsers.util.PhylogenyParserException;
  43 import org.forester.phylogeny.Phylogeny;
  44 import org.forester.phylogeny.PhylogenyNode;
  45 import org.forester.phylogeny.factories.ParserBasedPhylogenyFactory;
  46 import org.forester.phylogeny.factories.PhylogenyFactory;
  47 import org.forester.phylogeny.iterators.PhylogenyNodeIterator;
  48 import org.forester.util.ForesterUtil;
  49
  50 public class NexusPhylogeniesParser implements PhylogenyParser {
  51
  52     final private static String  begin_trees               = NexusConstants.BEGIN_TREES.toLowerCase();
  53     final private static String  taxlabels                 = NexusConstants.TAXLABELS.toLowerCase();
  54     final private static String  translate                 = NexusConstants.TRANSLATE.toLowerCase();
  55     final private static String  tree                      = NexusConstants.TREE.toLowerCase();
  56     final private static String  utree                     = NexusConstants.UTREE.toLowerCase();
  57     final private static String  end                       = NexusConstants.END.toLowerCase();
  58     final private static String  endblock                  = "endblock";
  59     final private static Pattern TREE_NAME_PATTERN         = Pattern.compile( "\\s*.?Tree\\s+(.+?)\\s*=.+",
  60                                                                               Pattern.CASE_INSENSITIVE );
  61     final private static Pattern ROOTEDNESS_PATTERN        = Pattern.compile( ".+=\\s*\\[&([R|U])\\].*" );
  62     private Object               _nexus_source;
  63     private List<Phylogeny>      _phylogenies;
  64     private List<String>         _taxlabels;
  65     private Map<String, String>  _translate_map;
  66     private boolean              _replace_underscores      = NHXParser.REPLACE_UNDERSCORES_DEFAULT;
  67     private boolean              _ignore_quotes_in_nh_data = Constants.NH_PARSING_IGNORE_QUOTES_DEFAULT;
  68
  69     private void createPhylogeny( final String name,
  70                                   final StringBuffer nhx,
  71                                   final boolean rooted_info_present,
  72                                   final boolean is_rooted ) throws IOException {
  73         final PhylogenyFactory factory = ParserBasedPhylogenyFactory.getInstance();
  74         final NHXParser pars = new NHXParser();
  75         pars.setTaxonomyExtraction( ForesterUtil.TAXONOMY_EXTRACTION.NO );
  76         pars.setReplaceUnderscores( isReplaceUnderscores() );
  77         pars.setIgnoreQuotes( isIgnoreQuotes() );
  78         if ( rooted_info_present ) {
  79             pars.setGuessRootedness( false );
  80         }
  81         final Phylogeny p = factory.create( nhx, pars )[ 0 ];
  82         p.setName( name );
  83         if ( rooted_info_present ) {
  84             p.setRooted( is_rooted );
  85         }
  86         if ( ( getTaxlabels().size() > 0 ) || ( getTranslateMap().size() > 0 ) ) {
  87             final PhylogenyNodeIterator it = p.iteratorExternalForward();
  88             while ( it.hasNext() ) {
  89                 final PhylogenyNode node = it.next();
  90                 if ( ( getTranslateMap().size() > 0 ) && getTranslateMap().containsKey( node.getName() ) ) {
  91                     node.setName( getTranslateMap().get( node.getName() ).replaceAll( "['\"]+", "" ) );
  92                 }
  93                 else if ( getTaxlabels().size() > 0 ) {
  94                     int i = -1;
  95                     try {
  96                         i = Integer.parseInt( node.getName() );
  97                     }
  98                     catch ( final NumberFormatException e ) {
  99                         // Ignore.
 100                     }
 101                     if ( i > 0 ) {
 102                         node.setName( getTaxlabels().get( i - 1 ).replaceAll( "['\"]+", "" ) );
 103                     }
 104                 }
 105             }
 106         }
 107         getPhylogenies().add( p );
 108     }
 109
 110     private Object getNexusSource() {
 111         return _nexus_source;
 112     }
 113
 114     private List<Phylogeny> getPhylogenies() {
 115         return _phylogenies;
 116     }
 117
 118     private Phylogeny[] getPhylogeniesAsArray() {
 119         final Phylogeny[] p = new Phylogeny[ getPhylogenies().size() ];
 120         for( int i = 0; i < getPhylogenies().size(); ++i ) {
 121             p[ i ] = getPhylogenies().get( i );
 122         }
 123         return p;
 124     }
 125
 126     private List<String> getTaxlabels() {
 127         return _taxlabels;
 128     }
 129
 130     private Map<String, String> getTranslateMap() {
 131         return _translate_map;
 132     }
 133
 134     private boolean isIgnoreQuotes() {
 135         return _ignore_quotes_in_nh_data;
 136     }
 137
 138     private boolean isReplaceUnderscores() {
 139         return _replace_underscores;
 140     }
 141
 142     public Phylogeny[] parse() throws IOException, NHXFormatException {
 143         reset();
 144         final BufferedReader reader = ParserUtils.createReader( getNexusSource() );
 145         String line;
 146         String name = "";
 147         StringBuffer nhx = new StringBuffer();
 148         final StringBuffer translate_sb = new StringBuffer();
 149         boolean in_trees_block = false;
 150         boolean in_taxalabels = false;
 151         boolean in_translate = false;
 152         final boolean in_comment = false;
 153         boolean in_tree = false;
 154         boolean rooted_info_present = false;
 155         boolean is_rooted = false;
 156         while ( ( line = reader.readLine() ) != null ) {
 157             line = line.trim();
 158             if ( ( line.length() > 0 ) && !line.startsWith( "#" ) && !line.startsWith( ">" ) ) {
 159                 line = ForesterUtil.collapseWhiteSpace( line );
 160                 line = removeWhiteSpaceBeforeSemicolon( line );
 161                 final String line_lc = line.toLowerCase();
 162                 if ( line_lc.startsWith( begin_trees ) ) {
 163                     in_trees_block = true;
 164                     in_taxalabels = false;
 165                     in_translate = false;
 166                 }
 167                 else if ( line_lc.startsWith( taxlabels ) ) {
 168                     in_trees_block = false;
 169                     in_taxalabels = true;
 170                     in_translate = false;
 171                 }
 172                 else if ( line_lc.startsWith( translate ) ) {
 173                     in_taxalabels = false;
 174                     in_translate = true;
 175                 }
 176                 else if ( in_trees_block ) {
 177                     //FIXME TODO need to work on this "title" and "link"
 178                     if ( line_lc.startsWith( "title" ) || line_lc.startsWith( "link" ) ) {
 179                         // Do nothing.
 180                     }
 181                     else if ( line_lc.startsWith( end ) || line_lc.startsWith( endblock ) ) {
 182                         in_trees_block = false;
 183                         in_tree = false;
 184                         in_translate = false;
 185                         if ( nhx.length() > 0 ) {
 186                             createPhylogeny( name, nhx, rooted_info_present, is_rooted );
 187                             nhx = new StringBuffer();
 188                             name = "";
 189                             rooted_info_present = false;
 190                             is_rooted = false;
 191                         }
 192                     }
 193                     else if ( line_lc.startsWith( tree ) || ( line_lc.startsWith( utree ) ) ) {
 194                         if ( nhx.length() > 0 ) {
 195                             createPhylogeny( name, nhx, rooted_info_present, is_rooted );
 196                             nhx = new StringBuffer();
 197                             name = "";
 198                             rooted_info_present = false;
 199                             is_rooted = false;
 200                         }
 201                         in_tree = true;
 202                         nhx.append( line.substring( line.indexOf( '=' ) ) );
 203                         final Matcher name_matcher = TREE_NAME_PATTERN.matcher( line );
 204                         if ( name_matcher.matches() ) {
 205                             name = name_matcher.group( 1 );
 206                             name = name.replaceAll( "['\"]+", "" );
 207                         }
 208                         final Matcher rootedness_matcher = ROOTEDNESS_PATTERN.matcher( line );
 209                         if ( rootedness_matcher.matches() ) {
 210                             final String s = rootedness_matcher.group( 1 );
 211                             line = line.replaceAll( "\\[\\&.\\]", "" );
 212                             rooted_info_present = true;
 213                             if ( s.toUpperCase().equals( "R" ) ) {
 214                                 is_rooted = true;
 215                             }
 216                         }
 217                     }
 218                     else if ( in_tree && !in_translate ) {
 219                         nhx.append( line );
 220                     }
 221                     if ( !line_lc.startsWith( "title" ) && !line_lc.startsWith( "link" ) && !in_translate
 222                             && !line_lc.startsWith( end ) && !line_lc.startsWith( endblock ) && line_lc.endsWith( ";" ) ) {
 223                         in_tree = false;
 224                         in_translate = false;
 225                         createPhylogeny( name, nhx, rooted_info_present, is_rooted );
 226                         nhx = new StringBuffer();
 227                         name = "";
 228                         rooted_info_present = false;
 229                         is_rooted = false;
 230                     }
 231                 }
 232                 if ( in_taxalabels ) {
 233                     if ( line_lc.startsWith( end ) || line_lc.startsWith( endblock ) ) {
 234                         in_taxalabels = false;
 235                     }
 236                     else {
 237                         final String[] labels = line.split( "\\s+" );
 238                         for( String label : labels ) {
 239                             if ( !label.toLowerCase().equals( taxlabels ) ) {
 240                                 if ( label.endsWith( ";" ) ) {
 241                                     in_taxalabels = false;
 242                                     label = label.substring( 0, label.length() - 1 );
 243                                 }
 244                                 if ( label.length() > 0 ) {
 245                                     getTaxlabels().add( label );
 246                                 }
 247                             }
 248                         }
 249                     }
 250                 }
 251                 if ( in_translate ) {
 252                     if ( line_lc.startsWith( end ) || line_lc.startsWith( endblock ) ) {
 253                         in_translate = false;
 254                     }
 255                     else {
 256                         translate_sb.append( " " );
 257                         translate_sb.append( line.trim() );
 258                         if ( line.endsWith( ";" ) ) {
 259                             in_translate = false;
 260                             setTranslateKeyValuePairs( translate_sb );
 261                         }
 262                     }
 263                 }
 264             }
 265         }
 266         if ( nhx.length() > 0 ) {
 267             createPhylogeny( name, nhx, rooted_info_present, is_rooted );
 268         }
 269         return getPhylogeniesAsArray();
 270     }
 271
 272     private void reset() {
 273         setPhylogenies( new ArrayList<Phylogeny>() );
 274         setTaxlabels( new ArrayList<String>() );
 275         setTranslateMap( new HashMap<String, String>() );
 276     }
 277
 278     public void setIgnoreQuotes( final boolean ignore_quotes_in_nh_data ) {
 279         _ignore_quotes_in_nh_data = ignore_quotes_in_nh_data;
 280     }
 281
 282     private void setPhylogenies( final ArrayList<Phylogeny> phylogenies ) {
 283         _phylogenies = phylogenies;
 284     }
 285
 286     public void setReplaceUnderscores( final boolean replace_underscores ) {
 287         _replace_underscores = replace_underscores;
 288     }
 289
 290     public void setSource( final Object nexus_source ) throws PhylogenyParserException, IOException {
 291         if ( nexus_source == null ) {
 292             throw new PhylogenyParserException( getClass() + ": attempt to parse null object." );
 293         }
 294         _nexus_source = nexus_source;
 295     }
 296
 297     private void setTaxlabels( final List<String> taxlabels ) {
 298         _taxlabels = taxlabels;
 299     }
 300
 301     private void setTranslateKeyValuePairs( final StringBuffer translate_sb ) throws IOException {
 302         String s = translate_sb.toString().trim();
 303         if ( s.endsWith( ";" ) ) {
 304             s = s.substring( 0, s.length() - 1 ).trim();
 305         }
 306         for( final String pair : s.split( "," ) ) {
 307             final String[] kv = pair.trim().split( "\\s+" );
 308             if ( ( kv.length < 2 ) || ( kv.length > 3 ) ) {
 309                 throw new IOException( "ill formatted translate values: " + translate_sb );
 310             }
 311             if ( ( kv.length == 3 ) && !kv[ 0 ].toLowerCase().trim().equals( translate ) ) {
 312                 throw new IOException( "ill formatted translate values: " + translate_sb );
 313             }
 314             String key = "";
 315             String value = "";
 316             if ( kv.length == 3 ) {
 317                 key = kv[ 1 ];
 318                 value = kv[ 2 ];
 319             }
 320             else {
 321                 key = kv[ 0 ];
 322                 value = kv[ 1 ];
 323             }
 324             if ( value.endsWith( ";" ) ) {
 325                 value = value.substring( 0, value.length() - 1 );
 326             }
 327             getTranslateMap().put( key, value );
 328         }
 329     }
 330
 331     private void setTranslateMap( final Map<String, String> translate_map ) {
 332         _translate_map = translate_map;
 333     }
 334
 335     private static String removeWhiteSpaceBeforeSemicolon( final String s ) {
 336         return s.replaceAll( "\\s+;", ";" );
 337     }
 338 }