Merge branch 'features/JAL-2526sequenceCursor' into
[jalview.git] / src / jalview / datamodel / Sequence.java
index 324d21b..8c53482 100755 (executable)
@@ -35,6 +35,7 @@ import java.util.BitSet;
 import java.util.Collections;
 import java.util.Enumeration;
 import java.util.List;
+import java.util.ListIterator;
 import java.util.Vector;
 
 import com.stevesoft.pat.Regex;
@@ -90,6 +91,21 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
 
   private SequenceFeatures sequenceFeatureStore;
 
+  /*
+   * A cursor holding the approximate current view position to the sequence,
+   * as determined by findIndex or findPosition or findPositions.
+   * Using a cursor as a hint allows these methods to be more performant for
+   * large sequences.
+   */
+  private SequenceCursor cursor;
+
+  /*
+   * A number that should be incremented whenever the sequence is edited.
+   * If the value matches the cursor token, then we can trust the cursor,
+   * if not then it should be recomputed. 
+   */
+  private int changeCount;
+
   /**
    * Creates a new Sequence object.
    * 
@@ -529,6 +545,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
   {
     this.sequence = seq.toCharArray();
     checkValidRange();
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -649,15 +666,20 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     return this.description;
   }
 
-  /*
-   * (non-Javadoc)
-   * 
-   * @see jalview.datamodel.SequenceI#findIndex(int)
+  /**
+   * {@inheritDoc}
    */
   @Override
   public int findIndex(int pos)
   {
-    // returns the alignment position for a residue
+    /*
+     * use a valid, hopefully nearby, cursor if available
+     */
+    if (isValidCursor(cursor))
+    {
+      return findIndex(pos, cursor);
+    }
+
     int j = start;
     int i = 0;
     // Rely on end being at least as long as the length of the sequence.
@@ -667,99 +689,234 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
       {
         j++;
       }
-
       i++;
     }
 
-    if ((j == end) && (j < pos))
+    if (j == end && j < pos)
     {
       return end + 1;
     }
-    else
+
+    updateCursor(pos, i);
+    return i;
+  }
+
+  /**
+   * Updates the cursor to the latest found residue and column position
+   * 
+   * @param residuePos
+   *          (start..)
+   * @param column
+   *          (1..)
+   */
+  protected void updateCursor(int residuePos, int column)
+  {
+    cursor = new SequenceCursor(this, residuePos, column, this.changeCount);
+  }
+
+  /**
+   * Answers the aligned column position (1..) for the given residue position
+   * (start..) given a 'hint' of a residue/column location in the neighbourhood.
+   * The hint may be left of, at, or to the right of the required position.
+   * 
+   * @param pos
+   * @param curs
+   * @return
+   */
+  protected int findIndex(int pos, SequenceCursor curs)
+  {
+    if (!isValidCursor(curs))
+    {
+      /*
+       * wrong or invalidated cursor, compute de novo
+       */
+      return findIndex(pos);
+    }
+
+    if (curs.residuePosition == pos)
     {
-      return i;
+      return curs.columnPosition;
+    }
+
+    /*
+     * move left or right to find pos from hint.position
+     */
+    int col = curs.columnPosition - 1; // convert from base 1 to 0-based array
+                                       // index
+    int newPos = curs.residuePosition;
+    int delta = newPos > pos ? -1 : 1;
+
+    while (newPos != pos)
+    {
+      col += delta; // shift one column left or right
+      if (col < 0 || col == sequence.length)
+      {
+        break;
+      }
+      if (!Comparison.isGap(sequence[col]))
+      {
+        newPos += delta;
+      }
     }
+
+    col++; // convert back to base 1
+    updateCursor(pos, col);
+
+    return col;
   }
 
+  /**
+   * {@inheritDoc}
+   */
   @Override
-  public int findPosition(int i)
+  public int findPosition(final int column)
   {
+    /*
+     * use a valid, hopefully nearby, cursor if available
+     */
+    if (isValidCursor(cursor))
+    {
+      return findPosition(column + 1, cursor);
+    }
+
+    // TODO recode this more naturally i.e. count residues only
+    // as they are found, not 'in anticipation'
+
+    int lastPosFound = 0;
+    int lastPosFoundColumn = 0;
+    int seqlen = sequence.length;
+    if (seqlen > 0 && !Comparison.isGap(sequence[0]))
+    {
+      lastPosFound = start;
+      lastPosFoundColumn = 0;
+    }
+
     int j = 0;
     int pos = start;
-    int seqlen = sequence.length;
-    while ((j < i) && (j < seqlen))
+
+    while (j < column && j < seqlen)
     {
       if (!Comparison.isGap(sequence[j]))
       {
+        lastPosFound = pos;
+        lastPosFoundColumn = j;
         pos++;
       }
-
       j++;
     }
+    if (j < seqlen && !Comparison.isGap(sequence[j]))
+    {
+      lastPosFound = pos;
+      lastPosFoundColumn = j;
+    }
+
+    /*
+     * update the cursor to the last residue position found (if any)
+     * (converting column position to base 1)
+     */
+    if (lastPosFound != 0)
+    {
+      updateCursor(lastPosFound, lastPosFoundColumn + 1);
+    }
 
     return pos;
   }
 
   /**
-   * {@inheritDoc}
+   * Answers true if the given cursor is not null, is for this sequence object,
+   * and has a token value that matches this object's changeCount, else false.
+   * This allows us to ignore a cursor as 'stale' if the sequence has been
+   * modified since the cursor was created.
+   * 
+   * @param curs
+   * @return
    */
-  @Override
-  public Range findPositions(int fromCol, int toCol)
+  protected boolean isValidCursor(SequenceCursor curs)
   {
+    if (curs == null || curs.sequence != this || curs.token != changeCount)
+    {
+      return false;
+    }
     /*
-     * count residues before fromCol
+     * sanity check against range
      */
-    int j = 0;
-    int count = 0;
-    int seqlen = sequence.length;
-    while (j < fromCol && j < seqlen)
+    if (curs.columnPosition < 0 || curs.columnPosition >= sequence.length)
     {
-      if (!Comparison.isGap(sequence[j]))
-      {
-        count++;
-      }
-      j++;
+      return false;
+    }
+    if (curs.residuePosition < start || curs.residuePosition > end)
+    {
+      return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
+  /**
+   * Answers the sequence position (start..) for the given aligned column
+   * position (1..), given a hint of a cursor in the neighbourhood. The cursor
+   * may lie left of, at, or to the right of the column position.
+   * 
+   * @param col
+   * @param curs
+   * @return
+   */
+  protected int findPosition(final int col, SequenceCursor curs)
+  {
+    if (!isValidCursor(curs))
+    {
+      /*
+       * wrong or invalidated cursor, compute de novo
+       */
+      return findPosition(col - 1);// ugh back to base 0
+    }
+
+    if (curs.columnPosition == col)
+    {
+      cursor = curs; // in case this method becomes public
+      return curs.residuePosition; // easy case :-)
     }
 
     /*
-     * find first and last residues between fromCol and toCol
+     * move left or right to find pos from cursor position
      */
-    int firstPos = 0;
-    int lastPos = 0;
-    int firstPosCol = 0;
-    boolean foundFirst = false;
-    
-    while (j <= toCol && j < seqlen)
+    int column = curs.columnPosition - 1; // to base 0
+    int newPos = curs.residuePosition;
+    int delta = curs.columnPosition > col ? -1 : 1;
+    boolean gapped = false;
+    int lastFoundPosition = curs.residuePosition;
+    int lastFoundPositionColumn = curs.columnPosition;
+
+    while (column != col - 1)
     {
-      if (!Comparison.isGap(sequence[j]))
+      column += delta; // shift one column left or right
+      if (column < 0 || column == sequence.length)
       {
-        count++;
-        if (!foundFirst)
-        {
-          firstPos = count;
-          firstPosCol = j;
-          foundFirst = true;
-        }
-        lastPos = count;
+        break;
+      }
+      gapped = Comparison.isGap(sequence[column]);
+      if (!gapped)
+      {
+        newPos += delta;
+        lastFoundPosition = newPos;
+        lastFoundPositionColumn = column + 1;
       }
-      j++;
     }
 
-    if (firstPos == 0)
+    if (cursor == null || lastFoundPosition != cursor.residuePosition)
     {
-      /*
-       * no residues in this range
-       */
-      return null;
+      updateCursor(lastFoundPosition, lastFoundPositionColumn);
     }
 
     /*
-     * adjust for sequence start coordinate
+     * hack to give position to the right if on a gap
+     * or beyond the length of the sequence (see JAL-2562)
      */
-    firstPos += start - 1;
-    lastPos += start - 1;
+    if (delta > 0 && (gapped || column >= sequence.length))
+    {
+      newPos++;
+    }
 
-    return new Range(firstPos, lastPos);
+    return newPos;
   }
 
   /**
@@ -952,6 +1109,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     start = newstart;
     end = newend;
     sequence = tmp;
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -982,6 +1140,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     }
 
     sequence = tmp;
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -1540,13 +1699,65 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
    * {@inheritDoc}
    */
   @Override
-  public List<SequenceFeature> findFeatures(int from, int to,
+  public List<SequenceFeature> findFeatures(int fromColumn, int toColumn,
           String... types)
   {
+    int startPos = findPosition(fromColumn - 1); // convert base 1 to base 0
+    int endPos = findPosition(toColumn - 1);
+
+    List<SequenceFeature> result = new ArrayList<>();
     if (datasetSequence != null)
     {
-      return datasetSequence.findFeatures(from, to, types);
+      result = datasetSequence.getFeatures().findFeatures(startPos, endPos,
+              types);
     }
-    return sequenceFeatureStore.findFeatures(from, to, types);
+    else
+    {
+      result = sequenceFeatureStore.findFeatures(startPos, endPos, types);
+    }
+
+    /*
+     * if the start or end column is gapped, startPos or endPos may be to the 
+     * left or right, and we may have included adjacent or enclosing features;
+     * remove any that are not enclosing, non-contact features
+     */
+    if (endPos > this.end || Comparison.isGap(sequence[fromColumn - 1])
+            || Comparison.isGap(sequence[toColumn - 1]))
+    {
+      ListIterator<SequenceFeature> it = result.listIterator();
+      while (it.hasNext())
+      {
+        SequenceFeature sf = it.next();
+        int featureStartColumn = findIndex(sf.getBegin());
+        int featureEndColumn = findIndex(sf.getEnd());
+        boolean noOverlap = featureStartColumn > toColumn
+                        || featureEndColumn < fromColumn;
+
+        /*
+         * reject an 'enclosing' feature if it is actually a contact feature
+         */
+        if (sf.isContactFeature() && featureStartColumn < fromColumn
+                && featureEndColumn > toColumn)
+        {
+          noOverlap = true;
+        }
+        if (noOverlap)
+        {
+          it.remove();
+        }
+      }
+    }
+
+    return result;
+  }
+
+  /**
+   * Invalidates any stale cursors (forcing recalculation) by incrementing the
+   * token that has to match the one presented by the cursor
+   */
+  @Override
+  public void sequenceChanged()
+  {
+    changeCount++;
   }
 }