JAL-3725 helper methods for computing mapped feature range overlap
[jalview.git] / src / jalview / util / DBRefUtils.java
index 86ab201..4d5a025 100755 (executable)
+/*
+ * 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.util;
 
-import java.util.Vector;
-import java.util.Hashtable;
+import jalview.datamodel.DBRefEntry;
+import jalview.datamodel.DBRefSource;
+import jalview.datamodel.PDBEntry;
+import jalview.datamodel.SequenceI;
 
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Arrays;
+import java.util.HashMap;
+import java.util.HashSet;
+import java.util.List;
+import java.util.Map;
+import java.util.Set;
+
+import com.stevesoft.pat.Regex;
+
+/**
+ * Utilities for handling DBRef objects and their collections.
+ */
 public class DBRefUtils
 {
-    /**
-     * Utilities for handling DBRef objects and their collections.
-     */
-    public static Vector selectRefs(java.util.Vector dbrefs, String[] sources) {
-      if (dbrefs==null)
-        return null;
-      if (sources==null)
-        return dbrefs;
-      Hashtable srcs = new Hashtable();
-      Vector res=new Vector();
-      for (int i=0; i<sources.length; i++)
-        srcs.put(new String(sources[i]), new Integer(i));
-      for (int i=0, j=dbrefs.size(); i<j; i++)
-        if (dbrefs.get(i) instanceof jalview.datamodel.DBRefEntry) {
-          jalview.datamodel.DBRefEntry entry = (jalview.datamodel.DBRefEntry) dbrefs.get(i);
-          if (srcs.containsKey(entry.getSource()))
-            res.add(entry);
-        }
-      if (res.size()>0)
-        return res;
-      res = null;
-      // there are probable  memory leaks in the hashtable!
+  /*
+   * lookup from lower-case form of a name to its canonical (standardised) form
+   */
+  private static Map<String, String> canonicalSourceNameLookup = new HashMap<>();
+
+
+  static
+  {
+    // TODO load these from a resource file?
+    canonicalSourceNameLookup.put("uniprotkb/swiss-prot",
+            DBRefSource.UNIPROT);
+    canonicalSourceNameLookup.put("uniprotkb/trembl", DBRefSource.UNIPROT);
+
+    // Ensembl values for dbname in xref REST service:
+    canonicalSourceNameLookup.put("uniprot/sptrembl", DBRefSource.UNIPROT);
+    canonicalSourceNameLookup.put("uniprot/swissprot", DBRefSource.UNIPROT);
+
+    canonicalSourceNameLookup.put("pdb", DBRefSource.PDB);
+    canonicalSourceNameLookup.put("ensembl", DBRefSource.ENSEMBL);
+    // Ensembl Gn and Tr are for Ensembl genomic and transcript IDs as served
+    // from ENA.
+    canonicalSourceNameLookup.put("ensembl-tr", DBRefSource.ENSEMBL);
+    canonicalSourceNameLookup.put("ensembl-gn", DBRefSource.ENSEMBL);
+
+    // Make sure we have lowercase entries for all canonical string lookups
+    Set<String> keys = canonicalSourceNameLookup.keySet();
+    for (String k : keys)
+    {
+      canonicalSourceNameLookup.put(k.toLowerCase(),
+              canonicalSourceNameLookup.get(k));
+    }
+
+  }
+
+  /**
+   * Returns those DBRefEntry objects whose source identifier (once converted to
+   * Jalview's canonical form) is in the list of sources to search for. Returns
+   * null if no matches found.
+   * 
+   * @param dbrefs
+   *          DBRefEntry objects to search
+   * @param sources
+   *          array of sources to select
+   * @return
+   */
+  public static DBRefEntry[] selectRefs(DBRefEntry[] dbrefs,
+          String[] sources)
+  {
+    if (dbrefs == null || sources == null)
+    {
+      return dbrefs;
+    }
+    HashSet<String> srcs = new HashSet<>();
+    for (String src : sources)
+    {
+      srcs.add(src.toUpperCase());
+    }
+
+    List<DBRefEntry> res = new ArrayList<>();
+    for (DBRefEntry dbr : dbrefs)
+    {
+      String source = getCanonicalName(dbr.getSource());
+      if (srcs.contains(source.toUpperCase()))
+      {
+        res.add(dbr);
+      }
+    }
+
+    if (res.size() > 0)
+    {
+      DBRefEntry[] reply = new DBRefEntry[res.size()];
+      return res.toArray(reply);
+    }
+    return null;
+  }
+
+  /**
+   * look up source in an internal list of database reference sources and return
+   * the canonical jalview name for the source, or the original string if it has
+   * no canonical form.
+   * 
+   * @param source
+   * @return canonical jalview source (one of jalview.datamodel.DBRefSource.*)
+   *         or original source
+   */
+  public static String getCanonicalName(String source)
+  {
+    if (source == null)
+    {
       return null;
     }
+    String canonical = canonicalSourceNameLookup.get(source.toLowerCase());
+    return canonical == null ? source : canonical;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a (possibly empty) list of those references that match the given
+   * entry. Currently uses a comparator which matches if
+   * <ul>
+   * <li>database sources are the same</li>
+   * <li>accession ids are the same</li>
+   * <li>both have no mapping, or the mappings are the same</li>
+   * </ul>
+   * 
+   * @param ref
+   *          Set of references to search
+   * @param entry
+   *          pattern to match
+   * @return
+   */
+  public static List<DBRefEntry> searchRefs(DBRefEntry[] ref,
+          DBRefEntry entry)
+  {
+    return searchRefs(ref, entry,
+            matchDbAndIdAndEitherMapOrEquivalentMapList);
+  }
+
+  /**
+   * Returns a list of those references that match the given accession id
+   * <ul>
+   * <li>database sources are the same</li>
+   * <li>accession ids are the same</li>
+   * <li>both have no mapping, or the mappings are the same</li>
+   * </ul>
+   * 
+   * @param refs
+   *          Set of references to search
+   * @param accId
+   *          accession id to match
+   * @return
+   */
+  public static List<DBRefEntry> searchRefs(DBRefEntry[] refs, String accId)
+  {
+    return searchRefs(refs, new DBRefEntry("", "", accId), matchId);
+  }
+
+  /**
+   * Returns a (possibly empty) list of those references that match the given
+   * entry, according to the given comparator.
+   * 
+   * @param refs
+   *          an array of database references to search
+   * @param entry
+   *          an entry to compare against
+   * @param comparator
+   * @return
+   */
+  static List<DBRefEntry> searchRefs(DBRefEntry[] refs, DBRefEntry entry,
+          DbRefComp comparator)
+  {
+    List<DBRefEntry> rfs = new ArrayList<>();
+    if (refs == null || entry == null)
+    {
+      return rfs;
+    }
+    for (int i = 0; i < refs.length; i++)
+    {
+      if (comparator.matches(entry, refs[i]))
+      {
+        rfs.add(refs[i]);
+      }
+    }
+    return rfs;
   }
+
+  interface DbRefComp
+  {
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb);
+  }
+
+  /**
+   * match on all non-null fields in refa
+   */
+  // TODO unused - remove?
+  public static DbRefComp matchNonNullonA = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getSource() == null
+              || DBRefUtils.getCanonicalName(refb.getSource()).equals(
+                      DBRefUtils.getCanonicalName(refa.getSource())))
+      {
+        if (refa.getVersion() == null
+                || refb.getVersion().equals(refa.getVersion()))
+        {
+          if (refa.getAccessionId() == null
+                  || refb.getAccessionId().equals(refa.getAccessionId()))
+          {
+            if (refa.getMap() == null || (refb.getMap() != null
+                    && refb.getMap().equals(refa.getMap())))
+            {
+              return true;
+            }
+          }
+        }
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * either field is null or field matches for all of source, version, accession
+   * id and map.
+   */
+  // TODO unused - remove?
+  public static DbRefComp matchEitherNonNull = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (nullOrEqualSource(refa.getSource(), refb.getSource())
+              && nullOrEqual(refa.getVersion(), refb.getVersion())
+              && nullOrEqual(refa.getAccessionId(), refb.getAccessionId())
+              && nullOrEqual(refa.getMap(), refb.getMap()))
+      {
+        return true;
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * accession ID and DB must be identical. Version is ignored. Map is either
+   * not defined or is a match (or is compatible?)
+   */
+  // TODO unused - remove?
+  public static DbRefComp matchDbAndIdAndEitherMap = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getSource() != null && refb.getSource() != null
+              && DBRefUtils.getCanonicalName(refb.getSource()).equals(
+                      DBRefUtils.getCanonicalName(refa.getSource())))
+      {
+        // We dont care about version
+        if (refa.getAccessionId() != null && refb.getAccessionId() != null
+                // FIXME should be && not || here?
+                || refb.getAccessionId().equals(refa.getAccessionId()))
+        {
+          if ((refa.getMap() == null || refb.getMap() == null)
+                  || (refa.getMap() != null && refb.getMap() != null
+                          && refb.getMap().equals(refa.getMap())))
+          {
+            return true;
+          }
+        }
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * accession ID and DB must be identical. Version is ignored. No map on either
+   * or map but no maplist on either or maplist of map on a is the complement of
+   * maplist of map on b.
+   */
+  // TODO unused - remove?
+  public static DbRefComp matchDbAndIdAndComplementaryMapList = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getSource() != null && refb.getSource() != null
+              && DBRefUtils.getCanonicalName(refb.getSource()).equals(
+                      DBRefUtils.getCanonicalName(refa.getSource())))
+      {
+        // We dont care about version
+        if (refa.getAccessionId() != null && refb.getAccessionId() != null
+                || refb.getAccessionId().equals(refa.getAccessionId()))
+        {
+          if ((refa.getMap() == null && refb.getMap() == null)
+                  || (refa.getMap() != null && refb.getMap() != null))
+          {
+            if ((refb.getMap().getMap() == null
+                    && refa.getMap().getMap() == null)
+                    || (refb.getMap().getMap() != null
+                            && refa.getMap().getMap() != null
+                            && refb.getMap().getMap().getInverse()
+                                    .equals(refa.getMap().getMap())))
+            {
+              return true;
+            }
+          }
+        }
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * accession ID and DB must be identical. Version is ignored. No map on both
+   * or or map but no maplist on either or maplist of map on a is equivalent to
+   * the maplist of map on b.
+   */
+  // TODO unused - remove?
+  public static DbRefComp matchDbAndIdAndEquivalentMapList = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getSource() != null && refb.getSource() != null
+              && DBRefUtils.getCanonicalName(refb.getSource()).equals(
+                      DBRefUtils.getCanonicalName(refa.getSource())))
+      {
+        // We dont care about version
+        // if ((refa.getVersion()==null || refb.getVersion()==null)
+        // || refb.getVersion().equals(refa.getVersion()))
+        // {
+        if (refa.getAccessionId() != null && refb.getAccessionId() != null
+                || refb.getAccessionId().equals(refa.getAccessionId()))
+        {
+          if (refa.getMap() == null && refb.getMap() == null)
+          {
+            return true;
+          }
+          if (refa.getMap() != null && refb.getMap() != null
+                  && ((refb.getMap().getMap() == null
+                          && refa.getMap().getMap() == null)
+                          || (refb.getMap().getMap() != null
+                                  && refa.getMap().getMap() != null
+                                  && refb.getMap().getMap()
+                                          .equals(refa.getMap().getMap()))))
+          {
+            return true;
+          }
+        }
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * accession ID and DB must be identical, or null on a. Version is ignored. No
+   * map on either or map but no maplist on either or maplist of map on a is
+   * equivalent to the maplist of map on b.
+   */
+  public static DbRefComp matchDbAndIdAndEitherMapOrEquivalentMapList = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getSource() != null && refb.getSource() != null
+              && DBRefUtils.getCanonicalName(refb.getSource()).equals(
+                      DBRefUtils.getCanonicalName(refa.getSource())))
+      {
+        // We dont care about version
+
+        if (refa.getAccessionId() == null
+                || refa.getAccessionId().equals(refb.getAccessionId()))
+        {
+          if (refa.getMap() == null || refb.getMap() == null)
+          {
+            return true;
+          }
+          if ((refa.getMap() != null && refb.getMap() != null)
+                  && (refb.getMap().getMap() == null
+                          && refa.getMap().getMap() == null)
+                  || (refb.getMap().getMap() != null
+                          && refa.getMap().getMap() != null
+                          && (refb.getMap().getMap()
+                                  .equals(refa.getMap().getMap()))))
+          {
+            return true;
+          }
+        }
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * accession ID only must be identical.
+   */
+  public static DbRefComp matchId = new DbRefComp()
+  {
+    @Override
+    public boolean matches(DBRefEntry refa, DBRefEntry refb)
+    {
+      if (refa.getAccessionId() != null && refb.getAccessionId() != null
+              && refb.getAccessionId().equals(refa.getAccessionId()))
+      {
+        return true;
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /**
+   * Parses a DBRefEntry and adds it to the sequence, also a PDBEntry if the
+   * database is PDB.
+   * <p>
+   * Used by file parsers to generate DBRefs from annotation within file (eg
+   * Stockholm)
+   * 
+   * @param dbname
+   * @param version
+   * @param acn
+   * @param seq
+   *          where to annotate with reference
+   * @return parsed version of entry that was added to seq (if any)
+   */
+  public static DBRefEntry parseToDbRef(SequenceI seq, String dbname,
+          String version, String acn)
+  {
+    DBRefEntry ref = null;
+    if (dbname != null)
+    {
+      String locsrc = DBRefUtils.getCanonicalName(dbname);
+      if (locsrc.equals(DBRefSource.PDB))
+      {
+        /*
+         * Check for PFAM style stockhom PDB accession id citation e.g.
+         * "1WRI A; 7-80;"
+         */
+        Regex r = new com.stevesoft.pat.Regex(
+                "([0-9][0-9A-Za-z]{3})\\s*(.?)\\s*;\\s*([0-9]+)-([0-9]+)");
+        if (r.search(acn.trim()))
+        {
+          String pdbid = r.stringMatched(1);
+          String chaincode = r.stringMatched(2);
+          if (chaincode == null)
+          {
+            chaincode = " ";
+          }
+          // String mapstart = r.stringMatched(3);
+          // String mapend = r.stringMatched(4);
+          if (chaincode.equals(" "))
+          {
+            chaincode = "_";
+          }
+          // construct pdb ref.
+          ref = new DBRefEntry(locsrc, version, pdbid + chaincode);
+          PDBEntry pdbr = new PDBEntry();
+          pdbr.setId(pdbid);
+          pdbr.setType(PDBEntry.Type.PDB);
+          pdbr.setChainCode(chaincode);
+          seq.addPDBId(pdbr);
+        }
+        else
+        {
+          System.err.println("Malformed PDB DR line:" + acn);
+        }
+      }
+      else
+      {
+        // default:
+        ref = new DBRefEntry(locsrc, version, acn.trim());
+      }
+    }
+    if (ref != null)
+    {
+      seq.addDBRef(ref);
+    }
+    return ref;
+  }
+
+  /**
+   * Returns true if either object is null, or they are equal
+   * 
+   * @param o1
+   * @param o2
+   * @return
+   */
+  public static boolean nullOrEqual(Object o1, Object o2)
+  {
+    if (o1 == null || o2 == null)
+    {
+      return true;
+    }
+    return o1.equals(o2);
+  }
+
+  /**
+   * canonicalise source string before comparing. null is always wildcard
+   * 
+   * @param o1
+   *          - null or source string to compare
+   * @param o2
+   *          - null or source string to compare
+   * @return true if either o1 or o2 are null, or o1 equals o2 under
+   *         DBRefUtils.getCanonicalName
+   *         (o1).equals(DBRefUtils.getCanonicalName(o2))
+   */
+  public static boolean nullOrEqualSource(String o1, String o2)
+  {
+    if (o1 == null || o2 == null)
+    {
+      return true;
+    }
+    return DBRefUtils.getCanonicalName(o1)
+            .equals(DBRefUtils.getCanonicalName(o2));
+  }
+
+  /**
+   * Selects just the DNA or protein references from a set of references
+   * 
+   * @param selectDna
+   *          if true, select references to 'standard' DNA databases, else to
+   *          'standard' peptide databases
+   * @param refs
+   *          a set of references to select from
+   * @return
+   */
+  public static DBRefEntry[] selectDbRefs(boolean selectDna,
+          DBRefEntry[] refs)
+  {
+    return selectRefs(refs,
+            selectDna ? DBRefSource.DNACODINGDBS : DBRefSource.PROTEINDBS);
+    // could attempt to find other cross
+    // refs here - ie PDB xrefs
+    // (not dna, not protein seq)
+  }
+
+  /**
+   * Returns the (possibly empty) list of those supplied dbrefs which have the
+   * specified source database, with a case-insensitive match of source name
+   * 
+   * @param dbRefs
+   * @param source
+   * @return
+   */
+  public static List<DBRefEntry> searchRefsForSource(DBRefEntry[] dbRefs,
+          String source)
+  {
+    List<DBRefEntry> matches = new ArrayList<>();
+    if (dbRefs != null && source != null)
+    {
+      for (DBRefEntry dbref : dbRefs)
+      {
+        if (source.equalsIgnoreCase(dbref.getSource()))
+        {
+          matches.add(dbref);
+        }
+      }
+    }
+    return matches;
+  }
+
+  /**
+   * promote direct database references to primary for nucleotide or protein
+   * sequences if they have an appropriate primary ref
+   * <table>
+   * <tr>
+   * <th>Seq Type</th>
+   * <th>Primary DB</th>
+   * <th>Direct which will be promoted</th>
+   * </tr>
+   * <tr align=center>
+   * <td>peptides</td>
+   * <td>Ensembl</td>
+   * <td>Uniprot</td>
+   * </tr>
+   * <tr align=center>
+   * <td>peptides</td>
+   * <td>Ensembl</td>
+   * <td>Uniprot</td>
+   * </tr>
+   * <tr align=center>
+   * <td>dna</td>
+   * <td>Ensembl</td>
+   * <td>ENA</td>
+   * </tr>
+   * </table>
+   * 
+   * @param sequence
+   */
+  public static void ensurePrimaries(SequenceI sequence)
+  {
+    List<DBRefEntry> pr = sequence.getPrimaryDBRefs();
+    if (pr.size() == 0)
+    {
+      // nothing to do
+      return;
+    }
+    List<DBRefEntry> selfs = new ArrayList<>();
+    {
+      DBRefEntry[] selfArray = selectDbRefs(!sequence.isProtein(),
+              sequence.getDBRefs());
+      if (selfArray == null || selfArray.length == 0)
+      {
+        // nothing to do
+        return;
+      }
+      selfs.addAll(Arrays.asList(selfArray));
+    }
+
+    // filter non-primary refs
+    for (DBRefEntry p : pr)
+    {
+      while (selfs.contains(p))
+      {
+        selfs.remove(p);
+      }
+    }
+    List<DBRefEntry> toPromote = new ArrayList<>();
+
+    for (DBRefEntry p : pr)
+    {
+      List<String> promType = new ArrayList<>();
+      if (sequence.isProtein())
+      {
+        switch (getCanonicalName(p.getSource()))
+        {
+        case DBRefSource.UNIPROT:
+          // case DBRefSource.UNIPROTKB:
+          // case DBRefSource.UP_NAME:
+          // search for and promote ensembl
+          promType.add(DBRefSource.ENSEMBL);
+          break;
+        case DBRefSource.ENSEMBL:
+          // search for and promote Uniprot
+          promType.add(DBRefSource.UNIPROT);
+          break;
+        }
+      }
+      else
+      {
+        // TODO: promote transcript refs
+      }
+
+      // collate candidates and promote them
+      DBRefEntry[] candidates = selectRefs(selfs.toArray(new DBRefEntry[0]),
+              promType.toArray(new String[0]));
+      if (candidates != null)
+      {
+        for (DBRefEntry cand : candidates)
+        {
+          if (cand.hasMap())
+          {
+            if (cand.getMap().getTo() != null
+                    && cand.getMap().getTo() != sequence)
+            {
+              // can't promote refs with mappings to other sequences
+              continue;
+            }
+            if (cand.getMap().getMap().getFromLowest() != sequence
+                    .getStart()
+                    && cand.getMap().getMap().getFromHighest() != sequence
+                            .getEnd())
+            {
+              // can't promote refs with mappings from a region of this sequence
+              // - eg CDS
+              continue;
+            }
+          }
+          // and promote
+          cand.setVersion(p.getVersion() + " (promoted)");
+          selfs.remove(cand);
+          toPromote.add(cand);
+          if (!cand.isPrimaryCandidate())
+          {
+            System.out.println(
+                    "Warning: Couldn't promote dbref " + cand.toString()
+                            + " for sequence " + sequence.toString());
+          }
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+}