7c3eb41fa8f4a598d9a8ea4daf2e333d1c2f2bf6
[jalview.git] / src / jalview / datamodel / SequenceI.java
1 /*
2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
4  * 
5  * This file is part of Jalview.
6  * 
7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public License 
9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
10  * of the License, or (at your option) any later version.
11  *  
12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but 
13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty 
14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR 
15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
16  * 
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
20  */
21 package jalview.datamodel;
22
23 import jalview.datamodel.Sequence.DBModList;
24 import jalview.datamodel.features.SequenceFeaturesI;
25 import jalview.util.MapList;
26 import jalview.ws.params.InvalidArgumentException;
27
28 import java.util.BitSet;
29 import java.util.Iterator;
30 import java.util.List;
31 import java.util.Vector;
32
33 import fr.orsay.lri.varna.models.rna.RNA;
34
35 /**
36  * Methods for manipulating a sequence, its metadata and related annotation in
37  * an alignment or dataset.
38  * 
39  * @author $author$
40  * @version $Revision$
41  */
42 public interface SequenceI extends ASequenceI
43 {
44   /**
45    * Set the display name for the sequence
46    * 
47    * @param name
48    */
49   public void setName(String name);
50
51   /**
52    * Get the display name
53    */
54   public String getName();
55
56   /**
57    * Set start position of first non-gapped symbol in sequence
58    * 
59    * @param start
60    *          new start position
61    */
62   public void setStart(int start);
63
64   /**
65    * get start position of first non-gapped residue in sequence
66    * 
67    * @return
68    */
69   public int getStart();
70
71   /**
72    * get the displayed id of the sequence
73    * 
74    * @return true means the id will be returned in the form
75    *         DisplayName/Start-End
76    */
77   public String getDisplayId(boolean jvsuffix);
78
79   /**
80    * set end position for last residue in sequence
81    * 
82    * @param end
83    */
84   public void setEnd(int end);
85
86   /**
87    * get end position for last residue in sequence getEnd()>getStart() unless
88    * sequence only consists of gap characters
89    * 
90    * @return
91    */
92   public int getEnd();
93
94   /**
95    * @return length of sequence including gaps
96    * 
97    */
98   public int getLength();
99
100   /**
101    * Replace the sequence with the given string
102    * 
103    * @param sequence
104    *          new sequence string
105    */
106   public void setSequence(String sequence);
107
108   /**
109    * @return sequence as string
110    */
111   public String getSequenceAsString();
112
113   /**
114    * get a range on the sequence as a string
115    * 
116    * @param start
117    *          (inclusive) position relative to start of sequence including gaps
118    *          (from 0)
119    * @param end
120    *          (exclusive) position relative to start of sequence including gaps
121    *          (from 0)
122    * 
123    * @return String containing all gap and symbols in specified range
124    */
125   public String getSequenceAsString(int start, int end);
126
127   /**
128    * Answers a copy of the sequence as a character array
129    * 
130    * @return
131    */
132   public char[] getSequence();
133
134   /**
135    * get stretch of sequence characters in an array
136    * 
137    * @param start
138    *          absolute index into getSequence()
139    * @param end
140    *          exclusive index of last position in segment to be returned.
141    * 
142    * @return char[max(0,end-start)];
143    */
144   public char[] getSequence(int start, int end);
145
146   /**
147    * create a new sequence object with a subsequence of this one but sharing the
148    * same dataset sequence
149    * 
150    * @param start
151    *          int index for start position (base 0, inclusive)
152    * @param end
153    *          int index for end position (base 0, exclusive)
154    * 
155    * @return SequenceI
156    * @note implementations may use getSequence to get the sequence data
157    */
158   public SequenceI getSubSequence(int start, int end);
159
160   /**
161    * get the i'th character in this sequence's local reference frame (ie from
162    * 0-number of characters lying from start-end)
163    * 
164    * @param i
165    *          index
166    * @return character or ' '
167    */
168   public char getCharAt(int i);
169
170   /**
171    * DOCUMENT ME!
172    * 
173    * @param desc
174    *          DOCUMENT ME!
175    */
176   public void setDescription(String desc);
177
178   /**
179    * DOCUMENT ME!
180    * 
181    * @return DOCUMENT ME!
182    */
183   public String getDescription();
184
185   /**
186    * Return the alignment column (from 1..) for a sequence position
187    * 
188    * @param pos
189    *          lying from start to end
190    * 
191    * @return aligned column for residue (0 if residue is upstream from
192    *         alignment, -1 if residue is downstream from alignment) note.
193    *         Sequence object returns sequence.getEnd() for positions upstream
194    *         currently. TODO: change sequence for
195    *         assert(findIndex(seq.getEnd()+1)==-1) and fix incremental bugs
196    * 
197    */
198   public int findIndex(int pos);
199
200   /**
201    * Returns the sequence position for an alignment (column) position. If at a
202    * gap, returns the position of the next residue to the right. If beyond the
203    * end of the sequence, returns 1 more than the last residue position.
204    * 
205    * @param i
206    *          column index in alignment (from 0..<length)
207    * 
208    * @return
209    */
210   public int findPosition(int i);
211
212   /**
213    * Returns the sequence positions for first and last residues lying within the
214    * given column positions [fromColum,toColumn] (where columns are numbered
215    * from 1), or null if no residues are included in the range
216    * 
217    * @param fromColum
218    *          - first column base 1
219    * @param toColumn
220    *          - last column, base 1
221    * @return
222    */
223   public ContiguousI findPositions(int fromColum, int toColumn);
224
225   /**
226    * Returns an int array where indices correspond to each residue in the
227    * sequence and the element value gives its position in the alignment
228    * 
229    * @return int[SequenceI.getEnd()-SequenceI.getStart()+1] or null if no
230    *         residues in SequenceI object
231    */
232   public int[] gapMap();
233
234   /**
235    * Build a bitset corresponding to sequence gaps
236    * 
237    * @return a BitSet where set values correspond to gaps in the sequence
238    */
239   public BitSet gapBitset();
240
241   /**
242    * Returns an int array where indices correspond to each position in sequence
243    * char array and the element value gives the result of findPosition for that
244    * index in the sequence.
245    * 
246    * @return int[SequenceI.getLength()]
247    */
248   public int[] findPositionMap();
249
250   /**
251    * Answers true if the sequence is composed of amino acid characters. Note
252    * that implementations may use heuristic methods which are not guaranteed to
253    * give the biologically 'right' answer.
254    * 
255    * @return
256    */
257   public boolean isProtein();
258
259   /**
260    * Delete a range of aligned sequence columns, creating a new dataset sequence
261    * if necessary and adjusting start and end positions accordingly.
262    * 
263    * @param i
264    *          first column in range to delete (inclusive)
265    * @param j
266    *          last column in range to delete (exclusive)
267    */
268   public void deleteChars(int i, int j);
269
270   /**
271    * DOCUMENT ME!
272    * 
273    * @param i
274    *          alignment column number
275    * @param c
276    *          character to insert
277    */
278   public void insertCharAt(int i, char c);
279
280   /**
281    * insert given character at alignment column position
282    * 
283    * @param position
284    *          alignment column number
285    * @param count
286    *          length of insert
287    * @param ch
288    *          character to insert
289    */
290   public void insertCharAt(int position, int count, char ch);
291
292   /**
293    * Answers a list of all sequence features associated with this sequence. The
294    * list may be held by the sequence's dataset sequence if that is defined.
295    * 
296    * @return
297    */
298   public List<SequenceFeature> getSequenceFeatures();
299
300   /**
301    * Answers the object holding features for the sequence
302    * 
303    * @return
304    */
305   SequenceFeaturesI getFeatures();
306
307   /**
308    * Replaces the sequence features associated with this sequence with the given
309    * features. If this sequence has a dataset sequence, then this method will
310    * update the dataset sequence's features instead.
311    * 
312    * @param features
313    */
314   public void setSequenceFeatures(List<SequenceFeature> features);
315
316   /**
317    * DOCUMENT ME!
318    * 
319    * @param id
320    *          DOCUMENT ME!
321    */
322   public void setPDBId(Vector<PDBEntry> ids);
323
324   /**
325    * Returns a list
326    * 
327    * @return DOCUMENT ME!
328    */
329   public Vector<PDBEntry> getAllPDBEntries();
330
331   /**
332    * Adds the entry to the *normalised* list of PDBIds.
333    * 
334    * If a PDBEntry is passed with the same entry.getID() string as one already
335    * in the list, or one is added that appears to be the same but has a chain ID
336    * appended, then the existing PDBEntry will be updated with the new
337    * attributes instead, unless the entries have distinct chain codes or
338    * associated structure files.
339    * 
340    * @param entry
341    * @return true if the entry was added, false if updated
342    */
343   public boolean addPDBId(PDBEntry entry);
344
345   /**
346    * update the list of PDBEntrys to include any DBRefEntrys citing structural
347    * databases
348    * 
349    * @return true if PDBEntry list was modified
350    */
351   public boolean updatePDBIds();
352
353   public String getVamsasId();
354
355   public void setVamsasId(String id);
356
357   /**
358    * set the array of Database references for the sequence.
359    * 
360    * BH 2019.02.04 changes param to DBModlist 
361    * 
362    * @param dbs
363    * @deprecated - use is discouraged since side-effects may occur if DBRefEntry
364    *             set are not normalised.
365    * @throws InvalidArgumentException if the is not one created by Sequence itself
366    */
367   @Deprecated
368   public void setDBRefs(DBModList<DBRefEntry> dbs);
369
370   public DBModList<DBRefEntry> getDBRefs();
371
372   /**
373    * add the given entry to the list of DBRefs for this sequence, or replace a
374    * similar one if entry contains a map object and the existing one doesnt.
375    * 
376    * @param entry
377    */
378   public void addDBRef(DBRefEntry entry);
379
380   /**
381    * Adds the given sequence feature and returns true, or returns false if it is
382    * already present on the sequence, or if the feature type is null.
383    * 
384    * @param sf
385    * @return
386    */
387   public boolean addSequenceFeature(SequenceFeature sf);
388
389   public void deleteFeature(SequenceFeature sf);
390
391   public void setDatasetSequence(SequenceI seq);
392
393   public SequenceI getDatasetSequence();
394
395   /**
396    * Returns a new array containing this sequence's annotations, or null.
397    */
398   public AlignmentAnnotation[] getAnnotation();
399
400   /**
401    * Returns true if this sequence has the given annotation (by object
402    * identity).
403    */
404   public boolean hasAnnotation(AlignmentAnnotation ann);
405
406   /**
407    * Add the given annotation, if not already added, and set its sequence ref to
408    * be this sequence. Does nothing if this sequence's annotations already
409    * include this annotation (by identical object reference).
410    */
411   public void addAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation annotation);
412
413   public void removeAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation annotation);
414
415   /**
416    * Derive a sequence (using this one's dataset or as the dataset)
417    * 
418    * @return duplicate sequence with valid dataset sequence
419    */
420   public SequenceI deriveSequence();
421
422   /**
423    * set the array of associated AlignmentAnnotation for this sequenceI
424    * 
425    * @param revealed
426    */
427   public void setAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation[] annotation);
428
429   /**
430    * Get one or more alignment annotations with a particular label.
431    * 
432    * @param label
433    *          string which each returned annotation must have as a label.
434    * @return null or array of annotations.
435    */
436   public AlignmentAnnotation[] getAnnotation(String label);
437
438   /**
439    * Returns a (possibly empty) list of any annotations that match on given
440    * calcId (source) and label (type). Null values do not match.
441    * 
442    * @param calcId
443    * @param label
444    */
445   public List<AlignmentAnnotation> getAlignmentAnnotations(String calcId,
446           String label);
447
448   /**
449    * Returns a (possibly empty) list of any annotations that match on given
450    * calcId (source), label (type) and description (observation instance).
451    * Null values do not match.
452    * 
453    * @param calcId
454    * @param label
455    * @param description
456    */
457   public List<AlignmentAnnotation> getAlignmentAnnotations(String calcId,
458           String label, String description);
459   /**
460    * create a new dataset sequence (if necessary) for this sequence and sets
461    * this sequence to refer to it. This call will move any features or
462    * references on the sequence onto the dataset. It will also make a duplicate
463    * of existing annotation rows for the dataset sequence, rather than relocate
464    * them in order to preserve external references (since 2.8.2).
465    * 
466    * @return dataset sequence for this sequence
467    */
468   public SequenceI createDatasetSequence();
469
470   /**
471    * Transfer any database references or annotation from entry under a sequence
472    * mapping. <br/>
473    * <strong>Note: DOES NOT transfer sequence associated alignment annotation
474    * </strong><br/>
475    * 
476    * @param entry
477    * @param mp
478    *          null or mapping from entry's numbering to local start/end
479    */
480   public void transferAnnotation(SequenceI entry, Mapping mp);
481
482   /**
483    * @return The RNA of the sequence in the alignment
484    */
485
486   public RNA getRNA();
487
488   /**
489    * @param rna
490    *          The RNA.
491    */
492   public void setRNA(RNA rna);
493
494   /**
495    * 
496    * @return list of insertions (gap characters) in sequence
497    */
498   public List<int[]> getInsertions();
499
500   /**
501    * Given a pdbId String, return the equivalent PDBEntry if available in the
502    * given sequence
503    * 
504    * @param pdbId
505    * @return
506    */
507   public PDBEntry getPDBEntry(String pdbId);
508
509   /**
510    * Get all primary database/accessions for this sequence's data. These
511    * DBRefEntry are expected to resolve to a valid record in the associated
512    * external database, either directly or via a provided 1:1 Mapping.
513    * 
514    * @return just the primary references (if any) for this sequence, or an empty
515    *         list
516    */
517   public List<DBRefEntry> getPrimaryDBRefs();
518
519   /**
520    * Returns a (possibly empty) list of sequence features that overlap the given
521    * alignment column range, optionally restricted to one or more specified
522    * feature types. If the range is all gaps, then features which enclose it are
523    * included (but not contact features).
524    * 
525    * @param fromCol
526    *          start column of range inclusive (1..)
527    * @param toCol
528    *          end column of range inclusive (1..)
529    * @param types
530    *          optional feature types to restrict results to
531    * @return
532    */
533   List<SequenceFeature> findFeatures(int fromCol, int toCol, String... types);
534
535   /**
536    * Method to call to indicate that the sequence (characters or alignment/gaps)
537    * has been modified. Provided to allow any cursors on residue/column
538    * positions to be invalidated.
539    */
540   void sequenceChanged();
541   
542   /**
543    * 
544    * @return BitSet corresponding to index [0,length) where Comparison.isGap()
545    *         returns true.
546    */
547   BitSet getInsertionsAsBits();
548
549   /**
550    * Replaces every occurrence of c1 in the sequence with c2 and returns the
551    * number of characters changed
552    * 
553    * @param c1
554    * @param c2
555    */
556   public int replace(char c1, char c2);
557
558   /**
559    * Answers the GeneLociI, or null if not known
560    * 
561    * @return
562    */
563   GeneLociI getGeneLoci();
564
565   /**
566    * Sets the mapping to gene loci for the sequence
567    * 
568    * @param speciesId
569    * @param assemblyId
570    * @param chromosomeId
571    * @param map
572    */
573   void setGeneLoci(String speciesId, String assemblyId,
574           String chromosomeId, MapList map);
575
576
577   /**
578    * Returns the sequence string constructed from the substrings of a sequence
579    * defined by the int[] ranges provided by an iterator. E.g. the iterator
580    * could iterate over all visible regions of the alignment
581    * 
582    * @param it
583    *          the iterator to use
584    * @return a String corresponding to the sequence
585    */
586   public String getSequenceStringFromIterator(Iterator<int[]> it);
587
588   /**
589    * Locate the first position in this sequence which is not contained in an
590    * iterator region. If no such position exists, return 0
591    * 
592    * @param it
593    *          iterator over regions
594    * @return first residue not contained in regions
595    */
596   public int firstResidueOutsideIterator(Iterator<int[]> it);
597
598
599 }
600