Merge branch 'features/JAL-2446NCList' into
[jalview.git] / src / jalview / datamodel / Sequence.java
index 324d21b..ab6639a 100755 (executable)
@@ -90,6 +90,21 @@ 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 +544,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
   {
     this.sequence = seq.toCharArray();
     checkValidRange();
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -649,15 +665,20 @@ 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.
@@ -667,45 +688,248 @@ 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 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)
     {
-      return i;
+      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;
   }
 
   /**
+   * 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
+   */
+  protected boolean isValidCursor(SequenceCursor curs)
+  {
+    if (curs == null || curs.sequence != this || curs.token != changeCount)
+    {
+      return false;
+    }
+    /*
+     * sanity check against range
+     */
+    if (curs.columnPosition < 0 || curs.columnPosition >= sequence.length)
+    {
+      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 :-)
+    }
+
+    /*
+     * move left or right to find pos from cursor position
+     */
+    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)
+    {
+      column += delta; // shift one column left or right
+      if (column < 0 || column == sequence.length)
+      {
+        break;
+      }
+      gapped = Comparison.isGap(sequence[column]);
+      if (!gapped)
+      {
+        newPos += delta;
+        lastFoundPosition = newPos;
+        lastFoundPositionColumn = column + 1;
+      }
+    }
+
+    if (cursor == null || lastFoundPosition != cursor.residuePosition)
+    {
+      updateCursor(lastFoundPosition, lastFoundPositionColumn);
+    }
+
+    /*
+     * hack to give position to the right if on a gap
+     * or beyond the length of the sequence (see JAL-2562)
+     */
+    if (delta > 0 && (gapped || column >= sequence.length))
+    {
+      newPos++;
+    }
+
+    return newPos;
+  }
+
+  /**
    * {@inheritDoc}
    */
   @Override
   public Range findPositions(int fromCol, int toCol)
   {
+    if (cursor != null && cursor.sequence == this
+            && cursor.token == changeCount)
+    {
+      return findPositions(fromCol, toCol, cursor);
+    }
+
     /*
      * count residues before fromCol
      */
@@ -726,7 +950,6 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
      */
     int firstPos = 0;
     int lastPos = 0;
-    int firstPosCol = 0;
     boolean foundFirst = false;
     
     while (j <= toCol && j < seqlen)
@@ -737,7 +960,6 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
         if (!foundFirst)
         {
           firstPos = count;
-          firstPosCol = j;
           foundFirst = true;
         }
         lastPos = count;
@@ -763,6 +985,104 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
   }
 
   /**
+   * Returns the range of sequence positions included in the given alignment
+   * position range. If no positions are included (the range is entirely gaps),
+   * then returns null. The cursor parameter may provide a starting position in
+   * the neighbourhood of the search (which may be left of, right of, or
+   * overlapping the search region).
+   * 
+   * @param fromCol
+   *          start column of region (0..)
+   * @param toCol
+   *          end column of region (0..)
+   * @param curs
+   * @return
+   */
+  protected Range findPositions(int fromCol, int toCol, SequenceCursor curs)
+  {
+    if (!isValidCursor(curs))
+    {
+      /*
+       * wrong or invalidated cursor, compute de novo
+       */
+      return findPositions(fromCol, toCol);
+    }
+
+    /*
+     * keep this simple...first step from cursor to fromCol...
+     */
+    final int seqlen = sequence.length;
+    int resNo = curs.residuePosition;
+    int col = curs.columnPosition - 1; // from base 1 to base 0
+    if (col != fromCol)
+    {
+      int delta = col > fromCol ? -1 : 1;
+      while (col != fromCol && col >= 0 && col < seqlen)
+      {
+        if (!Comparison.isGap(sequence[col]))
+        {
+          resNo += delta;
+        }
+        col += delta;
+      }
+    }
+
+    if (col < fromCol || col == seqlen)
+    {
+      /*
+       * sequence lies to the left of the target region
+       */
+      return null;
+    }
+
+    /*
+     * resNo is now the residue at fromCol (if not gapped), else the one
+     * before it (if delta == 1), else the one after (if delta == -1);
+     * we want the residue before fromCol
+     */
+    if (!Comparison.isGap(sequence[fromCol]))
+    {
+      resNo--;
+    }
+    else if (curs.columnPosition > fromCol)
+    {
+      resNo -= 2;
+    }
+
+    /*
+     * now first and last residues between fromCol and toCol
+     */
+    int firstPos = 0;
+    int lastPos = 0;
+    boolean foundFirst = false;
+
+    while (col <= toCol && col < seqlen)
+    {
+      if (!Comparison.isGap(sequence[col]))
+      {
+        resNo++;
+        if (!foundFirst)
+        {
+          firstPos = resNo;
+          foundFirst = true;
+        }
+        lastPos = resNo;
+      }
+      col++;
+    }
+
+    if (firstPos == 0)
+    {
+      /*
+       * no residues in this range
+       */
+      return null;
+    }
+
+    return new Range(firstPos, lastPos);
+  }
+
+  /**
    * Returns an int array where indices correspond to each residue in the
    * sequence and the element value gives its position in the alignment
    * 
@@ -952,6 +1272,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     start = newstart;
     end = newend;
     sequence = tmp;
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -982,6 +1303,7 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     }
 
     sequence = tmp;
+    sequenceChanged();
   }
 
   @Override
@@ -1549,4 +1871,14 @@ public class Sequence extends ASequence implements SequenceI
     }
     return sequenceFeatureStore.findFeatures(from, to, types);
   }
+
+  /**
+   * 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++;
+  }
 }