src/jalview/datamodel/Alignment.java

   1 package jalview.datamodel;\r
   2 \r
   3 import jalview.analysis.*;\r
   4 import jalview.util.*;\r
   5 import java.util.*;\r
   6 \r
   7 /** Data structure to hold and manipulate a multiple sequence alignment\r
   8  */\r
   9 public class Alignment implements AlignmentI\r
  10 {\r
  11 \r
  12   protected Vector      sequences;\r
  13   protected Vector      groups = new Vector();\r
  14   protected char      gapCharacter = '-';\r
  15 \r
  16   /** Make an alignment from an array of Sequences.\r
  17   *\r
  18   * @param sequences\r
  19   */\r
  20   public Alignment(SequenceI[] seqs) {\r
  21     sequences = new Vector();\r
  22 \r
  23     for (int i=0; i < seqs.length; i++)\r
  24       sequences.addElement(seqs[i]);\r
  25 \r
  26     getWidth();\r
  27   }\r
  28 \r
  29   public Vector      getSequences() {\r
  30     return sequences;\r
  31   }\r
  32 \r
  33   public SequenceI getSequenceAt(int i) {\r
  34     if (i < sequences.size()) {\r
  35       return (SequenceI)sequences.elementAt(i);\r
  36     }\r
  37 \r
  38     return null;\r
  39   }\r
  40 \r
  41   /** Adds a sequence to the alignment.  Recalculates maxLength and size.\r
  42    * Should put the new sequence in a sequence group!!!\r
  43    *\r
  44    * @param snew\r
  45    */\r
  46   public void addSequence(SequenceI snew) {\r
  47     sequences.addElement(snew);\r
  48 \r
  49     ((SequenceGroup)groups.lastElement()).addSequence(snew);\r
  50   }\r
  51 \r
  52   public void addSequence(SequenceI[] seq) {\r
  53     for (int i=0; i < seq.length; i++) {\r
  54       addSequence(seq[i]);\r
  55     }\r
  56   }\r
  57 \r
  58   /** Adds a sequence to the alignment.  Recalculates maxLength and size.\r
  59    * Should put the new sequence in a sequence group!!!\r
  60    *\r
  61    * @param snew\r
  62    */\r
  63   public void setSequenceAt(int i,SequenceI snew) {\r
  64     SequenceI oldseq = getSequenceAt(i);\r
  65     deleteSequence(oldseq);\r
  66 \r
  67     sequences.setElementAt(snew,i);\r
  68 \r
  69     ((SequenceGroup)groups.lastElement()).addSequence(snew);\r
  70   }\r
  71 \r
  72   public Vector getGroups() {\r
  73     return groups;\r
  74   }\r
  75 \r
  76   /** Sorts the sequences by sequence group size - largest to smallest.\r
  77    * Uses QuickSort.\r
  78    */\r
  79   public void sortGroups() {\r
  80     float[]  arr = new float [groups.size()];\r
  81     Object[] s   = new Object[groups.size()];\r
  82 \r
  83     for (int i=0; i < groups.size(); i++) {\r
  84       arr[i] = ((SequenceGroup)groups.elementAt(i)).sequences.size();\r
  85       s[i]   = groups.elementAt(i);\r
  86     }\r
  87 \r
  88     QuickSort.sort(arr,s);\r
  89 \r
  90     Vector newg = new Vector(groups.size());\r
  91 \r
  92     for (int i=groups.size()-1; i >= 0; i--) {\r
  93       newg.addElement(s[i]);\r
  94     }\r
  95 \r
  96     groups = newg;\r
  97   }\r
  98 \r
  99   /** Takes out columns consisting entirely of gaps (-,.," ")\r
 100    */\r
 101   public void removeGaps()\r
 102   {\r
 103 \r
 104     SequenceI current;\r
 105     int iSize = getWidth();\r
 106     for (int i=0; i < iSize; i++)\r
 107     {\r
 108       boolean delete = true;\r
 109       for (int j=0; j < getHeight(); j++)\r
 110       {\r
 111         current = getSequenceAt(j);\r
 112         if (current.getLength() > i)\r
 113         {\r
 114             /* MC Should move this to a method somewhere */\r
 115           if ( !jalview.util.Comparison.isGap(current.getCharAt(i)))\r
 116             delete = false;\r
 117 \r
 118         }\r
 119       }\r
 120 \r
 121       if ( delete )\r
 122       {\r
 123         deleteColumns(i,i);\r
 124         iSize--;\r
 125         i--;\r
 126       }\r
 127     }\r
 128 \r
 129 \r
 130   }\r
 131 \r
 132   /** Returns an array of Sequences containing columns\r
 133    * start to end (inclusive) only.\r
 134    *\r
 135    * @param start start column to fetch\r
 136    * @param end end column to fetch\r
 137    * @return Array of Sequences, ready to put into a new Alignment\r
 138    */\r
 139   public SequenceI[] getColumns(int start, int end) {\r
 140     return getColumns(0,getHeight()-1,start,end);\r
 141   }\r
 142 \r
 143   /** Removes a range of columns (start to end inclusive).\r
 144    *\r
 145    * @param start Start column in the alignment\r
 146    * @param end End column in the alignment\r
 147    */\r
 148   public void deleteColumns(int start, int end) {\r
 149     deleteColumns(0,getHeight()-1,start,end);\r
 150   }\r
 151 \r
 152   public void deleteColumns(int seq1, int seq2, int start, int end) {\r
 153 \r
 154     for (int i=0; i <= (end-start); i++) {\r
 155       for (int j=seq1; j <= seq2; j++) {\r
 156         getSequenceAt(j).deleteCharAt(start);\r
 157       }\r
 158     }\r
 159   }\r
 160 \r
 161   public void insertColumns(SequenceI[] seqs, int pos) {\r
 162     if (seqs.length == getHeight()) {\r
 163       for (int i=0; i < getHeight();i++) {\r
 164         String tmp = new String(getSequenceAt(i).getSequence());\r
 165         getSequenceAt(i).setSequence(tmp.substring(0,pos) + seqs[i].getSequence() + tmp.substring(pos));\r
 166       }\r
 167 \r
 168     }\r
 169   }\r
 170 \r
 171   public SequenceI[] getColumns(int seq1, int seq2, int start, int end) {\r
 172     SequenceI[] seqs = new Sequence[(seq2-seq1)+1];\r
 173     for (int i=seq1; i<= seq2; i++ ) {\r
 174       seqs[i] = new Sequence(getSequenceAt(i).getName(),\r
 175                              getSequenceAt(i).getSequence().substring(start,end),\r
 176                              getSequenceAt(i).findPosition(start),\r
 177                              getSequenceAt(i).findPosition(end));\r
 178     }\r
 179     return seqs;\r
 180   }\r
 181 \r
 182   public void trimLeft(int i) {\r
 183     for (int j = 0;j< getHeight();j++) {\r
 184 \r
 185       SequenceI s        = getSequenceAt(j);\r
 186       int       newstart = s.findPosition(i);\r
 187 \r
 188       s.setStart(newstart);\r
 189       s.setSequence(s.getSequence().substring(i));\r
 190 \r
 191     }\r
 192   }\r
 193 \r
 194   public void  trimRight(int i) {\r
 195     for (int j = 0;j< getHeight();j++) {\r
 196       SequenceI s      = getSequenceAt(j);\r
 197       int       newend = s.findPosition(i);\r
 198 \r
 199       s.setEnd(newend);\r
 200       s.setSequence(s.getSequence().substring(0,i+1));\r
 201     }\r
 202   }\r
 203 \r
 204   public void deleteSequence(SequenceI s)\r
 205   {\r
 206     for (int i=0; i < getHeight(); i++)\r
 207       if (getSequenceAt(i) == s)\r
 208         deleteSequence(i);\r
 209   }\r
 210 \r
 211   public void  deleteSequence(int i)\r
 212   {\r
 213     sequences.removeElementAt(i);\r
 214   }\r
 215 \r
 216 \r
 217   public Vector removeRedundancy(float threshold, Vector sel) {\r
 218     Vector del = new Vector();\r
 219 \r
 220     for (int i = 1; i < sel.size(); i++)\r
 221     {\r
 222       for (int j = 0; j < i; j++)\r
 223       {\r
 224         // Only do the comparison if either have not been deleted\r
 225         if (!del.contains( (SequenceI) sel.elementAt(i)) ||\r
 226             !del.contains( (SequenceI) sel.elementAt(j)))\r
 227         {\r
 228 \r
 229           float pid = Comparison.compare( (SequenceI) sel.elementAt(j),\r
 230                                          (SequenceI) sel.elementAt(i));\r
 231 \r
 232           if (pid >= threshold)\r
 233           {\r
 234             // Delete the shortest one\r
 235             if ( ( (SequenceI) sel.elementAt(j)).getSequence().length() >\r
 236                 ( (SequenceI) sel.elementAt(i)).getSequence().length())\r
 237               del.addElement(sel.elementAt(i));\r
 238             else\r
 239               del.addElement(sel.elementAt(i));\r
 240           }\r
 241         }\r
 242       }\r
 243     }\r
 244 \r
 245     // Now delete the sequences\r
 246     for (int i=0; i < del.size(); i++)\r
 247       deleteSequence((SequenceI)del.elementAt(i));\r
 248 \r
 249     return del;\r
 250   }\r
 251 \r
 252   public void sortByPID(SequenceI s) {\r
 253 \r
 254     float     scores[] = new float[getHeight()];\r
 255     SequenceI seqs[]   = new SequenceI[getHeight()];\r
 256 \r
 257     for (int i = 0; i < getHeight(); i++) {\r
 258       scores[i] = Comparison.compare(getSequenceAt(i),s);\r
 259       seqs[i]   = getSequenceAt(i);\r
 260     }\r
 261 \r
 262     QuickSort.sort(scores,0,scores.length-1,seqs);\r
 263 \r
 264     int len = 0;\r
 265 \r
 266     if (getHeight()%2 == 0) {\r
 267       len = getHeight()/2;\r
 268     } else {\r
 269       len = (getHeight()+1)/2;\r
 270     }\r
 271 \r
 272     for (int i = 0; i < len; i++) {\r
 273       SequenceI tmp = seqs[i];\r
 274       sequences.setElementAt(seqs[getHeight()-i-1],i);\r
 275       sequences.setElementAt(tmp,getHeight()-i-1);\r
 276     }\r
 277   }\r
 278 \r
 279   public void sortByID() {\r
 280     String    ids[]   = new String[getHeight()];\r
 281     SequenceI seqs[]  = new SequenceI[getHeight()];\r
 282 \r
 283     for (int i = 0; i < getHeight(); i++) {\r
 284       ids[i]  = getSequenceAt(i).getName();\r
 285       seqs[i] = getSequenceAt(i);\r
 286     }\r
 287 \r
 288     QuickSort.sort(ids,seqs);\r
 289 \r
 290     int len = 0;\r
 291 \r
 292     if (getHeight()%2 == 0) {\r
 293       len = getHeight()/2;\r
 294     } else {\r
 295       len = (getHeight()+1)/2;\r
 296       System.out.println("Sort len is odd = " + len);\r
 297     }\r
 298     for (int i = 0; i < len; i++) {\r
 299       System.out.println("Swapping " + seqs[i].getName() + " and " + seqs[getHeight()-i-1].getName());\r
 300       SequenceI tmp = seqs[i];\r
 301       sequences.setElementAt(seqs[getHeight()-i-1],i);\r
 302       sequences.setElementAt(tmp,getHeight()-i-1);\r
 303     }\r
 304   }\r
 305 \r
 306   /**    */\r
 307   public SequenceGroup findGroup(int i) {\r
 308     return findGroup(getSequenceAt(i));\r
 309   }\r
 310 \r
 311   /**    */\r
 312   public SequenceGroup findGroup(SequenceI s) {\r
 313     for (int i = 0; i < this.groups.size();i++)\r
 314     {\r
 315       SequenceGroup sg = (SequenceGroup)groups.elementAt(i);\r
 316       if (sg.sequences.contains(s))\r
 317         return sg;\r
 318 \r
 319     }\r
 320     return null;\r
 321   }\r
 322 \r
 323   public SequenceGroup [] findAllGroups(SequenceI s)\r
 324   {\r
 325 \r
 326     ArrayList temp = new ArrayList();\r
 327 \r
 328     for (int i = 0; i < this.groups.size();i++)\r
 329     {\r
 330       SequenceGroup sg = (SequenceGroup)groups.elementAt(i);\r
 331       if (sg.sequences.contains(s))\r
 332        temp.add(sg);\r
 333     }\r
 334 \r
 335     SequenceGroup [] ret = new SequenceGroup[temp.size()];\r
 336     temp.toArray( ret );\r
 337 \r
 338     return ret;\r
 339 \r
 340   }\r
 341   /**    */\r
 342   public void addToGroup(SequenceGroup g, SequenceI s) {\r
 343     if (!(g.sequences.contains(s))) {\r
 344       g.sequences.addElement(s);\r
 345     }\r
 346   }\r
 347   /**    */\r
 348   public void removeFromGroup(SequenceGroup g,SequenceI s) {\r
 349     if (g != null && g.sequences != null) {\r
 350       if (g.sequences.contains(s)) {\r
 351         g.sequences.removeElement(s);\r
 352         if (g.sequences.size() == 0) {\r
 353           groups.removeElement(g);\r
 354         }\r
 355       }\r
 356     }\r
 357   }\r
 358 \r
 359   /**    */\r
 360   public void addGroup(SequenceGroup sg) {\r
 361     if(!groups.contains(sg))\r
 362       groups.addElement(sg);\r
 363   }\r
 364 \r
 365   /**    */\r
 366   public SequenceGroup addGroup() {\r
 367     SequenceGroup sg = new SequenceGroup();\r
 368     groups.addElement(sg);\r
 369     return sg;\r
 370   }\r
 371 \r
 372   /**    */\r
 373   public void deleteGroup(SequenceGroup g) {\r
 374     if (groups.contains(g)) {\r
 375       groups.removeElement(g);\r
 376     }\r
 377   }\r
 378 \r
 379   /**    */\r
 380   public SequenceI findName(String name) {\r
 381     int i = 0;\r
 382     while (i < sequences.size()) {\r
 383       SequenceI s = getSequenceAt(i);\r
 384       if (s.getName().equals(name))\r
 385         return s;\r
 386 \r
 387       i++;\r
 388     }\r
 389     return null;\r
 390   }\r
 391 \r
 392   /**    */\r
 393   public SequenceI findbyDisplayId(String name) {\r
 394     int i = 0;\r
 395     while (i < sequences.size()) {\r
 396       SequenceI s = getSequenceAt(i);\r
 397       if (s.getDisplayId().equals(name))\r
 398         return s;\r
 399 \r
 400       i++;\r
 401     }\r
 402     return null;\r
 403   }\r
 404 \r
 405   /**    */\r
 406   public int findIndex(SequenceI s)\r
 407   {\r
 408     int i=0;\r
 409     while (i < sequences.size())\r
 410     {\r
 411       if (s == getSequenceAt(i))\r
 412         return i;\r
 413 \r
 414       i++;\r
 415     }\r
 416     return -1;\r
 417   }\r
 418 \r
 419   public int getHeight() {\r
 420     return sequences.size();\r
 421   }\r
 422 \r
 423 \r
 424   public int getWidth()\r
 425   {\r
 426     int maxLength = -1;\r
 427     for (int i = 0; i < sequences.size(); i++)\r
 428     {\r
 429       if (getSequenceAt(i).getLength() > maxLength)\r
 430         maxLength = getSequenceAt(i).getLength();\r
 431     }\r
 432 \r
 433     return maxLength;\r
 434   }\r
 435 \r
 436 \r
 437   public int getMaxIdLength() {\r
 438     int max = 0;\r
 439     int i   = 0;\r
 440 \r
 441     while (i < sequences.size()) {\r
 442       SequenceI seq = getSequenceAt(i);\r
 443       String    tmp = seq.getName() + "/" + seq.getStart() + "-" + seq.getEnd();\r
 444 \r
 445       if (tmp.length() > max) {\r
 446         max = tmp.length();\r
 447       }\r
 448 \r
 449       i++;\r
 450     }\r
 451     return max;\r
 452   }\r
 453 \r
 454   public void setGapCharacter(char gc)\r
 455   {\r
 456     char old = getGapCharacter();\r
 457     gapCharacter = gc;\r
 458     for (int i=0; i < sequences.size(); i++)\r
 459      {\r
 460        Sequence seq = (Sequence)sequences.elementAt(i);\r
 461        seq.sequence = seq.sequence.replace(old, gc);\r
 462      }\r
 463   }\r
 464 \r
 465   public char getGapCharacter() {\r
 466     return gapCharacter;\r
 467   }\r
 468 \r
 469   public Vector getAAFrequency()\r
 470   {\r
 471     return AAFrequency.calculate(sequences, 0, getWidth());\r
 472   }\r
 473 }\r
 474 \r
 475 \r
 476 \r
 477 \r
 478 \r
 479 \r
 480 \r
 481 \r