Merge branch 'releases/Release_2_11_4_Branch'
[jalview.git] / src / jalview / gui / PairwiseAlignPanel.java
index 980835a..90123f5 100755 (executable)
-/*\r
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer\r
- * Copyright (C) 2006 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle\r
- *\r
- * This program is free software; you can redistribute it and/or\r
- * modify it under the terms of the GNU General Public License\r
- * as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
- * of the License, or (at your option) any later version.\r
- *\r
- * This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
- * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
- * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
- * GNU General Public License for more details.\r
- *\r
- * You should have received a copy of the GNU General Public License\r
- * along with this program; if not, write to the Free Software\r
- * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA\r
- */\r
-package jalview.gui;\r
-\r
-import jalview.analysis.*;\r
-\r
-import jalview.datamodel.*;\r
-\r
-import jalview.jbgui.*;\r
-\r
-import java.awt.event.*;\r
-\r
-import java.util.*;\r
-\r
-\r
-/**\r
- * DOCUMENT ME!\r
- *\r
- * @author $author$\r
- * @version $Revision$\r
- */\r
-public class PairwiseAlignPanel extends GPairwiseAlignPanel\r
-{\r
-\r
-    AlignViewport av;\r
-    Vector sequences;\r
-\r
-    /**\r
-     * Creates a new PairwiseAlignPanel object.\r
-     *\r
-     * @param av DOCUMENT ME!\r
-     */\r
-    public PairwiseAlignPanel(AlignViewport av)\r
-    {\r
-        super();\r
-        this.av = av;\r
-\r
-        sequences = new Vector();\r
-\r
-        SequenceI [] seqs;\r
-        String []  seqStrings = av.getViewAsString(true);\r
-\r
-        if(av.getSelectionGroup()==null)\r
-        {\r
-          seqs = av.alignment.getSequencesArray();\r
-        }\r
-        else\r
-        {\r
-          seqs = av.getSelectionGroup().getSequencesInOrder(av.alignment);\r
-        }\r
-\r
-\r
-        float[][] scores = new float[seqs.length][seqs.length];\r
-        double totscore = 0;\r
-        int count = seqs.length;\r
-\r
-        Sequence seq;\r
-\r
-        for (int i = 1; i < count; i++)\r
-        {\r
-            for (int j = 0; j < i; j++)\r
-            {\r
-\r
-                AlignSeq as = new AlignSeq(seqs[i], seqStrings[i],\r
-                        seqs[j], seqStrings[j], "pep");\r
-\r
-                if(as.s1str.length()==0 || as.s2str.length()==0)\r
-                {\r
-                  continue;\r
-                }\r
-\r
-                as.calcScoreMatrix();\r
-                as.traceAlignment();\r
-\r
-\r
-                as.printAlignment(System.out);\r
-                scores[i][j] = (float) as.getMaxScore() / (float) as.getASeq1().length;\r
-                totscore = totscore + scores[i][j];\r
-\r
-                textarea.append(as.getOutput());\r
-                seq = new Sequence(as.getS1().getName(),\r
-                                   as.getAStr1(),\r
-                                   as.getS1().getStart(),\r
-                                   as.getS1().getEnd()\r
-                );\r
-                sequences.add(seq);\r
-\r
-                seq = new Sequence(as.getS2().getName(),\r
-                                   as.getAStr2(),\r
-                                   as.getS2().getStart(),\r
-                                   as.getS2().getEnd() );\r
-                sequences.add(seq);\r
-            }\r
-        }\r
-\r
-        if (count > 2)\r
-        {\r
-            System.out.println(\r
-                "Pairwise alignment scaled similarity score matrix\n");\r
-\r
-            for (int i = 0; i < count; i++)\r
-            {\r
-                jalview.util.Format.print(System.out, "%s \n",\r
-                    ("" + i) + " " +\r
-                    seqs[i].getName());\r
-            }\r
-\r
-            System.out.println("\n");\r
-\r
-            for (int i = 0; i < count; i++)\r
-            {\r
-                for (int j = 0; j < i; j++)\r
-                {\r
-                    jalview.util.Format.print(System.out, "%7.3f",\r
-                        scores[i][j] / totscore);\r
-                }\r
-            }\r
-\r
-            System.out.println("\n");\r
-        }\r
-    }\r
-\r
-    /**\r
-     * DOCUMENT ME!\r
-     *\r
-     * @param e DOCUMENT ME!\r
-     */\r
-    protected void viewInEditorButton_actionPerformed(ActionEvent e)\r
-    {\r
-        Sequence[] seq = new Sequence[sequences.size()];\r
-\r
-        for (int i = 0; i < sequences.size(); i++)\r
-        {\r
-            seq[i] = (Sequence) sequences.elementAt(i);\r
-        }\r
-\r
-        AlignFrame af = new AlignFrame(new Alignment(seq));\r
-        Desktop.addInternalFrame(af, "Pairwise Aligned Sequences",\r
-            AlignFrame.NEW_WINDOW_WIDTH, AlignFrame.NEW_WINDOW_HEIGHT);\r
-    }\r
-}\r
+/*
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
+ * 
+ * This file is part of Jalview.
+ * 
+ * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License 
+ * as published by the Free Software Foundation, either version 3
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ *  
+ * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but 
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty 
+ * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR 
+ * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
+ * 
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
+ */
+package jalview.gui;
+
+import jalview.analysis.AlignSeq;
+import jalview.analysis.scoremodels.ScoreMatrix;
+import jalview.datamodel.Alignment;
+import jalview.datamodel.AlignmentView;
+import jalview.datamodel.SequenceGroup;
+import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.jbgui.GPairwiseAlignPanel;
+import jalview.util.MessageManager;
+import jalview.viewmodel.AlignmentViewport;
+import jalview.math.MiscMath;
+
+import java.awt.event.ActionEvent;
+import java.util.Vector;
+
+/**
+ * DOCUMENT ME!
+ * 
+ * @author $author$
+ * @version $Revision$
+ */
+public class PairwiseAlignPanel extends GPairwiseAlignPanel
+{
+
+  private static final String DASHES = "---------------------\n";
+
+  private float[][] scores;
+
+  private float[][] alignmentScores; // scores used by PaSiMap
+
+  private int GAP_OPEN_COST;
+
+  private int GAP_EXTEND_COST;
+
+  AlignmentViewport av;
+
+  Vector<SequenceI> sequences;
+
+  private String alignmentOutput;
+
+  private boolean quiet;
+
+  private boolean discardAlignments;
+
+  private boolean endGaps;
+
+  // for listening
+  public static final String TOTAL = "total";
+
+  public static final String PROGRESS = "progress";
+
+  protected static final String ETA = "eta_in_minutes";
+
+  public static final String PROGRESSCOMPLETE = "finished_stop_progress";
+  public static final String PROGRESSMESSAGE = "message_in_progress";
+
+  private volatile boolean cancelled;
+  
+  private long total;
+
+  private long progress;
+
+  private SequenceGroup selection;
+
+  /**
+   * input sequences
+   */
+  private SequenceI[] seqs = null;
+
+  private ScoreMatrix scoreMatrix;
+
+  /**
+   * remaining time
+   */
+  private double etime=Double.NaN;
+
+  /**
+   * Creates a new PairwiseAlignPanel object.
+   * 
+   * @param viewport
+   *          contains selected sequences to align
+   * @param endGaps
+   *          ~ toggle gaps and the beginning and end of sequences
+   */
+  public PairwiseAlignPanel(AlignmentViewport viewport)
+  {
+    this(viewport, null, false, 120, 20, true, null); // default penalties used
+                                                      // in AlignSeq
+  }
+
+  public PairwiseAlignPanel(AlignmentViewport viewport, ScoreMatrix params)
+  {
+    this(viewport, null, false, 120, 20, true, params); // default penalties
+                                                        // used in AlignSeq
+  }
+
+  public PairwiseAlignPanel(AlignmentViewport viewport, boolean endGaps,
+          int gapOpenCost, int gapExtendCost)
+  {
+    this(viewport, null, endGaps, gapOpenCost, gapExtendCost, true, null);
+  }
+
+  /**
+   * Create a new pairwise alignpanel with specified parameters and score model,
+   * and optionally start the calculation
+   * 
+   * @param viewport
+   * @param selection
+   * @param endGaps
+   * @param gapOpenCost
+   * @param gapExtendCost
+   * @param run
+   * @param scoreMatrix
+   */
+  public PairwiseAlignPanel(AlignmentViewport viewport,
+          SequenceGroup selection, boolean endGaps, int gapOpenCost,
+          int gapExtendCost, boolean run, ScoreMatrix scoreMatrix)
+  {
+    super();
+    this.av = viewport;
+    this.GAP_OPEN_COST = gapOpenCost;
+    this.GAP_EXTEND_COST = gapExtendCost;
+    this.endGaps = endGaps;
+    this.selection = selection;
+    this.total = av.getAlignment().getHeight();
+    total = (total*total-total)/2;
+    this.scoreMatrix = scoreMatrix;
+    if (run)
+    {
+      calculate();
+    }
+  }
+
+  public void calculate()
+  {
+    calculate(scoreMatrix);
+  }
+
+  public void calculate(ScoreMatrix sm)
+  {
+    cancelled=false;
+    StringBuilder sb = new StringBuilder(1024);
+
+    sequences = new Vector<SequenceI>();
+    String[] seqStrings;
+    seqs = null;
+
+    if (selection != null)
+    {
+      // given a set of sequences to compare
+      seqs = selection.getSelectionAsNewSequences(av.getAlignment());
+      seqStrings = new String[seqs.length];
+      int s = 0;
+      for (SequenceI seq : seqs)
+      {
+        seqStrings[s++] = seq.getSequenceAsString();
+      }
+    }
+    else
+    {
+      SequenceGroup selectionGroup = av.getSelectionGroup();
+      boolean isSelection = selectionGroup != null
+              && selectionGroup.getSize() > 0;
+      AlignmentView view = av.getAlignmentView(isSelection);
+      seqStrings = view.getSequenceStrings(av.getGapCharacter());
+      if (isSelection)
+      {
+        seqs = (SequenceI[]) view
+                .getAlignmentAndHiddenColumns(av.getGapCharacter())[0];
+      }
+      else
+      {
+        seqs = av.getAlignment().getSequencesArray();
+      }
+    }
+
+    String type = (av.getAlignment().isNucleotide()) ? AlignSeq.DNA
+            : AlignSeq.PEP;
+
+    float[][] scores = new float[seqs.length][seqs.length];
+    float[][] alignmentScores = new float[seqs.length][seqs.length];
+    double totscore = 0D;
+    int count = seqs.length;
+    int fracprogress=0;
+    boolean first = true;
+    long time=System.currentTimeMillis();
+    long fprogress = 0;
+    firePropertyChange(TOTAL, 0, 500);
+
+    for (int i = 1; i < count; i++)
+    {
+      // fill diagonal alignmentScores with Float.NaN
+      alignmentScores[i - 1][i - 1] = Float.NaN;
+      for (int j = 0; j < i; j++)
+      {
+        if (cancelled)
+        {
+          alignmentOutput = "Alignment was cancelled.";
+          return;
+        }
+        AlignSeq as = new AlignSeq(seqs[i], seqStrings[i], seqs[j],
+                seqStrings[j], type, GAP_OPEN_COST, GAP_EXTEND_COST);
+
+        if (sm != null)
+        {
+          as.setScoreMatrix(sm);
+        }
+
+        if (as.s1str.length() == 0 || as.s2str.length() == 0)
+        {
+          continue;
+        }
+
+        as.calcScoreMatrix();
+        if (endGaps)
+        {
+          as.traceAlignmentWithEndGaps();
+        }
+        else
+        {
+          as.traceAlignment();
+        }
+        as.scoreAlignment();
+
+        if (!first && !quiet)
+        {
+          jalview.bin.Console.outPrintln(DASHES);
+          textarea.append(DASHES);
+          sb.append(DASHES);
+        }
+        first = false;
+        if (!discardAlignments)
+        {
+          as.printAlignment(System.out);
+        }
+        scores[i][j] = as.getMaxScore() / as.getASeq1().length;
+        alignmentScores[i][j] = as.getAlignmentScore();
+        totscore = totscore + scores[i][j];
+        if (!quiet)
+        {
+          textarea.append(as.getOutput());
+          sb.append(as.getOutput());
+        }
+        if (!discardAlignments)
+        {
+          sequences.add(as.getAlignedSeq1());
+          sequences.add(as.getAlignedSeq2());
+        }
+        ++fprogress;
+      }
+      if (i<count)
+      {
+        int newfracprogress=(int) Math.floor((500.0*(double)fprogress)/((double)total));
+        // need to fake a different starting value until we have an ETA calculated
+        firePropertyChange(PROGRESS, fracprogress, newfracprogress);
+        fracprogress = newfracprogress;
+        progress=fprogress;
+        // remaining time in minutes ~ is remaining*(elapsed time)/progress;
+        double lasteta=etime;
+        double rate = ((double)(System.currentTimeMillis()-time))/(double)progress;
+        etime = rate*(total-progress)/60000;
+        firePropertyChange(ETA, lasteta,etime);
+      }
+    }
+    alignmentScores[count - 1][count - 1] = Float.NaN;
+    // done - mark progress as indeterminate again
+    firePropertyChange(TOTAL, -1, -2);
+
+
+    this.scores = scores;
+    this.alignmentScores = alignmentScores;
+
+    if (count > 2 && !quiet)
+    {
+      printScoreMatrix(seqs, scores, totscore);
+    }
+
+    alignmentOutput = sb.toString();
+  }
+  
+  public boolean hasEta()
+  {
+    return etime>0;
+  }
+  public double getEta()
+  {
+    return etime;
+  }
+  /**
+   * stops the run() loop ASAP
+   */
+  public void cancel()
+  {
+    cancelled=true;
+  }
+
+  public float[][] getScores()
+  {
+    return this.scores;
+  }
+
+  public float[][] getAlignmentScores()
+  {
+    return this.alignmentScores;
+  }
+
+  public String getAlignmentOutput()
+  {
+    return this.alignmentOutput;
+  }
+
+  /**
+   * Prints a matrix of seqi-seqj pairwise alignment scores to sysout
+   * 
+   * @param seqs
+   * @param scores
+   * @param totscore
+   */
+  protected void printScoreMatrix(SequenceI[] seqs, float[][] scores,
+          double totscore)
+  {
+    System.out
+            .println("Pairwise alignment scaled similarity score matrix "+getPairwiseSimscoresAsString()+"\n");
+
+    for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
+    {
+      jalview.bin.Console.outPrintln(
+              String.format("%3d %s", i + 1, seqs[i].getDisplayId(true)));
+    }
+
+    /*
+     * table heading columns for sequences 1, 2, 3...
+     */
+    System.out.print("\n ");
+    for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
+    {
+      System.out.print(String.format("%7d", i + 1));
+    }
+    jalview.bin.Console.outPrintln();
+
+    for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
+    {
+      System.out.print(String.format("%3d", i + 1));
+      for (int j = 0; j < i; j++)
+      {
+        /*
+         * as a fraction of tot score, outputs are 0 <= score <= 1
+         */
+        System.out.print(String.format("%7.3f", scores[i][j] / totscore));
+      }
+      jalview.bin.Console.outPrintln();
+    }
+
+    jalview.bin.Console.outPrintln("\n");
+  }
+  
+  public String getPairwiseSimscoresAsString()
+  {
+    return (scoreMatrix != null
+            ? " (" + scoreMatrix.getName() + ", open=" + GAP_OPEN_COST
+                    + ", extend=" + GAP_EXTEND_COST
+                    + (endGaps ? ", with endGaps" : ", no endGaps") + ")"
+            : "");
+  }
+
+  /**
+   * DOCUMENT ME!
+   * 
+   * @param e
+   *          DOCUMENT ME!
+   */
+  @Override
+  protected void viewInEditorButton_actionPerformed(ActionEvent e)
+  {
+    SequenceI[] seq = new SequenceI[sequences.size()];
+
+    for (int i = 0; i < sequences.size(); i++)
+    {
+      seq[i] = sequences.elementAt(i);
+    }
+
+    AlignFrame af = new AlignFrame(new Alignment(seq),
+            AlignFrame.DEFAULT_WIDTH, AlignFrame.DEFAULT_HEIGHT);
+
+    Desktop.addInternalFrame(af,
+            MessageManager.getString("label.pairwise_aligned_sequences")+" "+getPairwiseSimscoresAsString(),
+            AlignFrame.DEFAULT_WIDTH, AlignFrame.DEFAULT_HEIGHT);
+  }
+
+  public long getTotal()
+  {
+    return total;
+  }
+
+  public long getProgress()
+  {
+    return progress;
+  }
+
+  public SequenceI[] getInputSequences()
+  {
+    return seqs;
+  }
+
+  /**
+   * Set to true to suppress output of progress to Console.stdout or GUI
+   * 
+   * @param quiet
+   */
+  public void setQuiet(boolean quiet)
+  {
+    this.quiet = quiet;
+  }
+  
+  /**
+   * @return true if no textual alignment report was generated 
+   */
+  public boolean isQuiet()
+  {
+    return quiet;
+  }
+
+  /**
+   * set this if you are only interested in final alignment scores
+   * 
+   * @param discard
+   */
+  public void setDiscardAlignments(boolean discard)
+  {
+    discardAlignments = discard;
+  }
+  
+  /**
+   * @return true if no alignments were saved
+   * @return
+   */
+  public boolean isDiscardAlignments()
+  {
+    return discardAlignments;
+  }
+
+  /**
+   * 
+   * @return true if the calculation was cancelled before completion
+   */
+  public boolean isCancelled()
+  {
+    return cancelled;
+  }
+
+  /**
+   * sends status updates to the progress bar for this panel
+   * @param type - PROGRESSMESSAGE or PROGRESSCOMPLETE
+   * @param message - the message (may be internationalised key)
+   */
+  public void updateProgress(String type, String message)
+  {
+    firePropertyChange(type, "", MessageManager.getStringOrReturn("progress", message));    
+  }
+}