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 (current.getCharAt(i)!='-' && current.getCharAt(i)!='.' && 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       for (int j = 0; j < i; j++) {\r
 222         // Only do the comparison if either have not been deleted\r
 223         if (!del.contains((SequenceI)sel.elementAt(i)) ||\r
 224             !del.contains((SequenceI)sel.elementAt(j))) {\r
 225 \r
 226           float pid = Comparison.compare((SequenceI)sel.elementAt(j),\r
 227                                          (SequenceI)sel.elementAt(i));\r
 228 \r
 229           if (pid >= threshold) {\r
 230             // Delete the shortest one\r
 231             if (((SequenceI)sel.elementAt(j)).getSequence().length() >\r
 232                 ((SequenceI)sel.elementAt(i)).getSequence().length()) {\r
 233               del.addElement(sel.elementAt(i));\r
 234               System.out.println("Deleting sequence " + ((SequenceI)sel.elementAt(i)).getName());\r
 235             } else {\r
 236               del.addElement(sel.elementAt(i));\r
 237               System.out.println("Deleting sequence " + ((SequenceI)sel.elementAt(i)).getName());\r
 238             }\r
 239           }\r
 240         }\r
 241       }\r
 242     }\r
 243 \r
 244     // Now delete the sequences\r
 245     for (int i=0; i < del.size(); i++) {\r
 246       System.out.println("Deleting sequence " + ((SequenceI)del.elementAt(i)).getName());\r
 247       deleteSequence((SequenceI)del.elementAt(i));\r
 248     }\r
 249 \r
 250     return del;\r
 251   }\r
 252 \r
 253   public void sortByPID(SequenceI s) {\r
 254 \r
 255     float     scores[] = new float[getHeight()];\r
 256     SequenceI seqs[]   = new SequenceI[getHeight()];\r
 257 \r
 258     for (int i = 0; i < getHeight(); i++) {\r
 259       scores[i] = Comparison.compare(getSequenceAt(i),s);\r
 260       seqs[i]   = getSequenceAt(i);\r
 261     }\r
 262 \r
 263     QuickSort.sort(scores,0,scores.length-1,seqs);\r
 264 \r
 265     int len = 0;\r
 266 \r
 267     if (getHeight()%2 == 0) {\r
 268       len = getHeight()/2;\r
 269     } else {\r
 270       len = (getHeight()+1)/2;\r
 271     }\r
 272 \r
 273     for (int i = 0; i < len; i++) {\r
 274       SequenceI tmp = seqs[i];\r
 275       sequences.setElementAt(seqs[getHeight()-i-1],i);\r
 276       sequences.setElementAt(tmp,getHeight()-i-1);\r
 277     }\r
 278   }\r
 279 \r
 280   public void sortByID() {\r
 281     String    ids[]   = new String[getHeight()];\r
 282     SequenceI seqs[]  = new SequenceI[getHeight()];\r
 283 \r
 284     for (int i = 0; i < getHeight(); i++) {\r
 285       ids[i]  = getSequenceAt(i).getName();\r
 286       seqs[i] = getSequenceAt(i);\r
 287     }\r
 288 \r
 289     QuickSort.sort(ids,seqs);\r
 290 \r
 291     int len = 0;\r
 292 \r
 293     if (getHeight()%2 == 0) {\r
 294       len = getHeight()/2;\r
 295     } else {\r
 296       len = (getHeight()+1)/2;\r
 297       System.out.println("Sort len is odd = " + len);\r
 298     }\r
 299     for (int i = 0; i < len; i++) {\r
 300       System.out.println("Swapping " + seqs[i].getName() + " and " + seqs[getHeight()-i-1].getName());\r
 301       SequenceI tmp = seqs[i];\r
 302       sequences.setElementAt(seqs[getHeight()-i-1],i);\r
 303       sequences.setElementAt(tmp,getHeight()-i-1);\r
 304     }\r
 305   }\r
 306 \r
 307   /**    */\r
 308   public SequenceGroup findGroup(int i) {\r
 309     return findGroup(getSequenceAt(i));\r
 310   }\r
 311 \r
 312   /**    */\r
 313   public SequenceGroup findGroup(SequenceI s) {\r
 314     for (int i = 0; i < this.groups.size();i++)\r
 315     {\r
 316       SequenceGroup sg = (SequenceGroup)groups.elementAt(i);\r
 317       if (sg.sequences.contains(s))\r
 318         return sg;\r
 319 \r
 320     }\r
 321     return null;\r
 322 \r
 323   }\r
 324   /**    */\r
 325   public void addToGroup(SequenceGroup g, SequenceI s) {\r
 326     if (!(g.sequences.contains(s))) {\r
 327       g.sequences.addElement(s);\r
 328     }\r
 329   }\r
 330   /**    */\r
 331   public void removeFromGroup(SequenceGroup g,SequenceI s) {\r
 332     if (g != null && g.sequences != null) {\r
 333       if (g.sequences.contains(s)) {\r
 334         g.sequences.removeElement(s);\r
 335         if (g.sequences.size() == 0) {\r
 336           groups.removeElement(g);\r
 337         }\r
 338       }\r
 339     }\r
 340   }\r
 341 \r
 342   /**    */\r
 343   public void addGroup(SequenceGroup sg) {\r
 344     if(!groups.contains(sg))\r
 345       groups.addElement(sg);\r
 346   }\r
 347 \r
 348   /**    */\r
 349   public SequenceGroup addGroup() {\r
 350     SequenceGroup sg = new SequenceGroup();\r
 351     groups.addElement(sg);\r
 352     return sg;\r
 353   }\r
 354 \r
 355   /**    */\r
 356   public void deleteGroup(SequenceGroup g) {\r
 357     if (groups.contains(g)) {\r
 358       groups.removeElement(g);\r
 359     }\r
 360   }\r
 361 \r
 362   /**    */\r
 363   public SequenceI findName(String name) {\r
 364     int i = 0;\r
 365     while (i < sequences.size()) {\r
 366       SequenceI s = getSequenceAt(i);\r
 367       if (s.getName().equals(name))\r
 368         return s;\r
 369 \r
 370       i++;\r
 371     }\r
 372     return null;\r
 373   }\r
 374 \r
 375   /**    */\r
 376   public SequenceI findbyDisplayId(String name) {\r
 377     int i = 0;\r
 378     while (i < sequences.size()) {\r
 379       SequenceI s = getSequenceAt(i);\r
 380       if (s.getDisplayId().equals(name))\r
 381         return s;\r
 382 \r
 383       i++;\r
 384     }\r
 385     return null;\r
 386   }\r
 387 \r
 388   /**    */\r
 389   public int findIndex(SequenceI s) {\r
 390     int i=0;\r
 391     while (i < sequences.size()) {\r
 392       if (s == getSequenceAt(i)) {\r
 393         return i;\r
 394       }\r
 395       i++;\r
 396     }\r
 397     return -1;\r
 398   }\r
 399 \r
 400   public int getHeight() {\r
 401     return sequences.size();\r
 402   }\r
 403 \r
 404 \r
 405   public int getWidth()\r
 406   {\r
 407     int maxLength = -1;\r
 408     for (int i = 0; i < sequences.size(); i++)\r
 409     {\r
 410       if (getSequenceAt(i).getLength() > maxLength)\r
 411         maxLength = getSequenceAt(i).getLength();\r
 412     }\r
 413 \r
 414     return maxLength;\r
 415   }\r
 416 \r
 417 \r
 418   public int getMaxIdLength() {\r
 419     int max = 0;\r
 420     int i   = 0;\r
 421 \r
 422     while (i < sequences.size()) {\r
 423       SequenceI seq = getSequenceAt(i);\r
 424       String    tmp = seq.getName() + "/" + seq.getStart() + "-" + seq.getEnd();\r
 425 \r
 426       if (tmp.length() > max) {\r
 427         max = tmp.length();\r
 428       }\r
 429 \r
 430       i++;\r
 431     }\r
 432     return max;\r
 433   }\r
 434 \r
 435   public void setGapCharacter(char gc)\r
 436   {\r
 437     char old = getGapCharacter();\r
 438     gapCharacter = gc;\r
 439     for (int i=0; i < sequences.size(); i++)\r
 440      {\r
 441        Sequence seq = (Sequence)sequences.elementAt(i);\r
 442        seq.sequence = seq.sequence.replace(old, gc);\r
 443      }\r
 444   }\r
 445 \r
 446   public char getGapCharacter() {\r
 447     return gapCharacter;\r
 448   }\r
 449 \r
 450   public Vector getAAFrequency()\r
 451   {\r
 452     return AAFrequency.calculate(sequences, 0, getWidth());\r
 453   }\r
 454 }\r
 455 \r
 456 \r
 457 \r
 458 \r
 459 \r
 460 \r
 461 \r
 462 \r