src/jalview/io/FeaturesFile.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.io;
  22
  23 import jalview.analysis.AlignmentUtils;
  24 import jalview.analysis.SequenceIdMatcher;
  25 import jalview.api.AlignViewportI;
  26 import jalview.api.FeatureColourI;
  27 import jalview.api.FeaturesSourceI;
  28 import jalview.datamodel.AlignedCodonFrame;
  29 import jalview.datamodel.Alignment;
  30 import jalview.datamodel.AlignmentI;
  31 import jalview.datamodel.SequenceDummy;
  32 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
  33 import jalview.datamodel.SequenceI;
  34 import jalview.io.gff.GffHelperBase;
  35 import jalview.io.gff.GffHelperFactory;
  36 import jalview.io.gff.GffHelperI;
  37 import jalview.schemes.FeatureColour;
  38 import jalview.util.ColorUtils;
  39 import jalview.util.MapList;
  40 import jalview.util.ParseHtmlBodyAndLinks;
  41 import jalview.util.StringUtils;
  42
  43 import java.awt.Color;
  44 import java.io.IOException;
  45 import java.util.ArrayList;
  46 import java.util.Arrays;
  47 import java.util.HashMap;
  48 import java.util.Iterator;
  49 import java.util.List;
  50 import java.util.Map;
  51 import java.util.Map.Entry;
  52
  53 /**
  54  * Parses and writes features files, which may be in Jalview, GFF2 or GFF3
  55  * format. These are tab-delimited formats but with differences in the use of
  56  * columns.
  57  *
  58  * A Jalview feature file may define feature colours and then declare that the
  59  * remainder of the file is in GFF format with the line 'GFF'.
  60  *
  61  * GFF3 files may include alignment mappings for features, which Jalview will
  62  * attempt to model, and may include sequence data following a ##FASTA line.
  63  *
  64  *
  65  * @author AMW
  66  * @author jbprocter
  67  * @author gmcarstairs
  68  */
  69 public class FeaturesFile extends AlignFile implements FeaturesSourceI
  70 {
  71   private static final String ID_NOT_SPECIFIED = "ID_NOT_SPECIFIED";
  72
  73   private static final String NOTE = "Note";
  74
  75   protected static final String TAB = "\t";
  76
  77   protected static final String GFF_VERSION = "##gff-version";
  78
  79   private AlignmentI lastmatchedAl = null;
  80
  81   private SequenceIdMatcher matcher = null;
  82
  83   protected AlignmentI dataset;
  84
  85   protected int gffVersion;
  86
  87   /**
  88    * Creates a new FeaturesFile object.
  89    */
  90   public FeaturesFile()
  91   {
  92   }
  93
  94   /**
  95    * Constructor which does not parse the file immediately
  96    *
  97    * @param inFile
  98    * @param paste
  99    * @throws IOException
 100    */
 101   public FeaturesFile(String inFile, DataSourceType paste)
 102           throws IOException
 103   {
 104     super(false, inFile, paste);
 105   }
 106
 107   /**
 108    * @param source
 109    * @throws IOException
 110    */
 111   public FeaturesFile(FileParse source) throws IOException
 112   {
 113     super(source);
 114   }
 115
 116   /**
 117    * Constructor that optionally parses the file immediately
 118    *
 119    * @param parseImmediately
 120    * @param inFile
 121    * @param type
 122    * @throws IOException
 123    */
 124   public FeaturesFile(boolean parseImmediately, String inFile,
 125           DataSourceType type) throws IOException
 126   {
 127     super(parseImmediately, inFile, type);
 128   }
 129
 130   /**
 131    * Parse GFF or sequence features file using case-independent matching,
 132    * discarding URLs
 133    *
 134    * @param align
 135    *          - alignment/dataset containing sequences that are to be annotated
 136    * @param colours
 137    *          - hashtable to store feature colour definitions
 138    * @param removeHTML
 139    *          - process html strings into plain text
 140    * @return true if features were added
 141    */
 142   public boolean parse(AlignmentI align,
 143           Map<String, FeatureColourI> colours, boolean removeHTML)
 144   {
 145     return parse(align, colours, removeHTML, false);
 146   }
 147
 148   /**
 149    * Extends the default addProperties by also adding peptide-to-cDNA mappings
 150    * (if any) derived while parsing a GFF file
 151    */
 152   @Override
 153   public void addProperties(AlignmentI al)
 154   {
 155     super.addProperties(al);
 156     if (dataset != null && dataset.getCodonFrames() != null)
 157     {
 158       AlignmentI ds = (al.getDataset() == null) ? al : al.getDataset();
 159       for (AlignedCodonFrame codons : dataset.getCodonFrames())
 160       {
 161         ds.addCodonFrame(codons);
 162       }
 163     }
 164   }
 165
 166   /**
 167    * Parse GFF or Jalview format sequence features file
 168    *
 169    * @param align
 170    *          - alignment/dataset containing sequences that are to be annotated
 171    * @param colours
 172    *          - hashtable to store feature colour definitions
 173    * @param removeHTML
 174    *          - process html strings into plain text
 175    * @param relaxedIdmatching
 176    *          - when true, ID matches to compound sequence IDs are allowed
 177    * @return true if features were added
 178    */
 179   public boolean parse(AlignmentI align,
 180           Map<String, FeatureColourI> colours, boolean removeHTML,
 181           boolean relaxedIdmatching)
 182   {
 183     Map<String, String> gffProps = new HashMap<String, String>();
 184     /*
 185      * keep track of any sequences we try to create from the data
 186      */
 187     List<SequenceI> newseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 188
 189     String line = null;
 190     try
 191     {
 192       String[] gffColumns;
 193       String featureGroup = null;
 194
 195       while ((line = nextLine()) != null)
 196       {
 197         // skip comments/process pragmas
 198         if (line.length() == 0 || line.startsWith("#"))
 199         {
 200           if (line.toLowerCase().startsWith("##"))
 201           {
 202             processGffPragma(line, gffProps, align, newseqs);
 203           }
 204           continue;
 205         }
 206
 207         gffColumns = line.split("\\t"); // tab as regex
 208         if (gffColumns.length == 1)
 209         {
 210           if (line.trim().equalsIgnoreCase("GFF"))
 211           {
 212             /*
 213              * Jalview features file with appended GFF
 214              * assume GFF2 (though it may declare ##gff-version 3)
 215              */
 216             gffVersion = 2;
 217             continue;
 218           }
 219         }
 220
 221         if (gffColumns.length > 1 && gffColumns.length < 4)
 222         {
 223           /*
 224            * if 2 or 3 tokens, we anticipate either 'startgroup', 'endgroup' or
 225            * a feature type colour specification
 226            */
 227           String ft = gffColumns[0];
 228           if (ft.equalsIgnoreCase("startgroup"))
 229           {
 230             featureGroup = gffColumns[1];
 231           }
 232           else if (ft.equalsIgnoreCase("endgroup"))
 233           {
 234             // We should check whether this is the current group,
 235             // but at present there's no way of showing more than 1 group
 236             featureGroup = null;
 237           }
 238           else
 239           {
 240             String colscheme = gffColumns[1];
 241             FeatureColourI colour = FeatureColour
 242                     .parseJalviewFeatureColour(colscheme);
 243             if (colour != null)
 244             {
 245               colours.put(ft, colour);
 246             }
 247           }
 248           continue;
 249         }
 250
 251         /*
 252          * if not a comment, GFF pragma, startgroup, endgroup or feature
 253          * colour specification, that just leaves a feature details line
 254          * in either Jalview or GFF format
 255          */
 256         if (gffVersion == 0)
 257         {
 258           parseJalviewFeature(line, gffColumns, align, colours, removeHTML,
 259                   relaxedIdmatching, featureGroup);
 260         }
 261         else
 262         {
 263           parseGff(gffColumns, align, relaxedIdmatching, newseqs);
 264         }
 265       }
 266       resetMatcher();
 267     } catch (Exception ex)
 268     {
 269       // should report somewhere useful for UI if necessary
 270       warningMessage = ((warningMessage == null) ? "" : warningMessage)
 271               + "Parsing error at\n" + line;
 272       System.out.println("Error parsing feature file: " + ex + "\n" + line);
 273       ex.printStackTrace(System.err);
 274       resetMatcher();
 275       return false;
 276     }
 277
 278     /*
 279      * experimental - add any dummy sequences with features to the alignment
 280      * - we need them for Ensembl feature extraction - though maybe not otherwise
 281      */
 282     for (SequenceI newseq : newseqs)
 283     {
 284       if (newseq.getSequenceFeatures() != null)
 285       {
 286         align.addSequence(newseq);
 287       }
 288     }
 289     return true;
 290   }
 291
 292   /**
 293    * Try to parse a Jalview format feature specification and add it as a
 294    * sequence feature to any matching sequences in the alignment. Returns true
 295    * if successful (a feature was added), or false if not.
 296    *
 297    * @param line
 298    * @param gffColumns
 299    * @param alignment
 300    * @param featureColours
 301    * @param removeHTML
 302    * @param relaxedIdmatching
 303    * @param featureGroup
 304    */
 305   protected boolean parseJalviewFeature(String line, String[] gffColumns,
 306           AlignmentI alignment, Map<String, FeatureColourI> featureColours,
 307           boolean removeHTML, boolean relaxedIdMatching,
 308           String featureGroup)
 309   {
 310     /*
 311      * tokens: description seqid seqIndex start end type [score]
 312      */
 313     if (gffColumns.length < 6)
 314     {
 315       System.err.println("Ignoring feature line '" + line
 316               + "' with too few columns (" + gffColumns.length + ")");
 317       return false;
 318     }
 319     String desc = gffColumns[0];
 320     String seqId = gffColumns[1];
 321     SequenceI seq = findSequence(seqId, alignment, null, relaxedIdMatching);
 322
 323     if (!ID_NOT_SPECIFIED.equals(seqId))
 324     {
 325       seq = findSequence(seqId, alignment, null, relaxedIdMatching);
 326     }
 327     else
 328     {
 329       seqId = null;
 330       seq = null;
 331       String seqIndex = gffColumns[2];
 332       try
 333       {
 334         int idx = Integer.parseInt(seqIndex);
 335         seq = alignment.getSequenceAt(idx);
 336       } catch (NumberFormatException ex)
 337       {
 338         System.err.println("Invalid sequence index: " + seqIndex);
 339       }
 340     }
 341
 342     if (seq == null)
 343     {
 344       System.out.println("Sequence not found: " + line);
 345       return false;
 346     }
 347
 348     int startPos = Integer.parseInt(gffColumns[3]);
 349     int endPos = Integer.parseInt(gffColumns[4]);
 350
 351     String ft = gffColumns[5];
 352
 353     if (!featureColours.containsKey(ft))
 354     {
 355       /*
 356        * Perhaps an old style groups file with no colours -
 357        * synthesize a colour from the feature type
 358        */
 359       Color colour = ColorUtils.createColourFromName(ft);
 360       featureColours.put(ft, new FeatureColour(colour));
 361     }
 362     SequenceFeature sf = new SequenceFeature(ft, desc, "", startPos, endPos,
 363             featureGroup);
 364     if (gffColumns.length > 6)
 365     {
 366       float score = Float.NaN;
 367       try
 368       {
 369         score = new Float(gffColumns[6]).floatValue();
 370         // update colourgradient bounds if allowed to
 371       } catch (NumberFormatException ex)
 372       {
 373         // leave as NaN
 374       }
 375       sf.setScore(score);
 376     }
 377
 378     parseDescriptionHTML(sf, removeHTML);
 379
 380     seq.addSequenceFeature(sf);
 381
 382     while (seqId != null
 383             && (seq = alignment.findName(seq, seqId, false)) != null)
 384     {
 385       seq.addSequenceFeature(new SequenceFeature(sf));
 386     }
 387     return true;
 388   }
 389
 390   /**
 391    * clear any temporary handles used to speed up ID matching
 392    */
 393   protected void resetMatcher()
 394   {
 395     lastmatchedAl = null;
 396     matcher = null;
 397   }
 398
 399   /**
 400    * Returns a sequence matching the given id, as follows
 401    * <ul>
 402    * <li>strict matching is on exact sequence name</li>
 403    * <li>relaxed matching allows matching on a token within the sequence name,
 404    * or a dbxref</li>
 405    * <li>first tries to find a match in the alignment sequences</li>
 406    * <li>else tries to find a match in the new sequences already generated while
 407    * parsing the features file</li>
 408    * <li>else creates a new placeholder sequence, adds it to the new sequences
 409    * list, and returns it</li>
 410    * </ul>
 411    *
 412    * @param seqId
 413    * @param align
 414    * @param newseqs
 415    * @param relaxedIdMatching
 416    *
 417    * @return
 418    */
 419   protected SequenceI findSequence(String seqId, AlignmentI align,
 420           List<SequenceI> newseqs, boolean relaxedIdMatching)
 421   {
 422     // TODO encapsulate in SequenceIdMatcher, share the matcher
 423     // with the GffHelper (removing code duplication)
 424     SequenceI match = null;
 425     if (relaxedIdMatching)
 426     {
 427       if (lastmatchedAl != align)
 428       {
 429         lastmatchedAl = align;
 430         matcher = new SequenceIdMatcher(align.getSequencesArray());
 431         if (newseqs != null)
 432         {
 433           matcher.addAll(newseqs);
 434         }
 435       }
 436       match = matcher.findIdMatch(seqId);
 437     }
 438     else
 439     {
 440       match = align.findName(seqId, true);
 441       if (match == null && newseqs != null)
 442       {
 443         for (SequenceI m : newseqs)
 444         {
 445           if (seqId.equals(m.getName()))
 446           {
 447             return m;
 448           }
 449         }
 450       }
 451
 452     }
 453     if (match == null && newseqs != null)
 454     {
 455       match = new SequenceDummy(seqId);
 456       if (relaxedIdMatching)
 457       {
 458         matcher.addAll(Arrays.asList(new SequenceI[] { match }));
 459       }
 460       // add dummy sequence to the newseqs list
 461       newseqs.add(match);
 462     }
 463     return match;
 464   }
 465
 466   public void parseDescriptionHTML(SequenceFeature sf, boolean removeHTML)
 467   {
 468     if (sf.getDescription() == null)
 469     {
 470       return;
 471     }
 472     ParseHtmlBodyAndLinks parsed = new ParseHtmlBodyAndLinks(
 473             sf.getDescription(), removeHTML, newline);
 474
 475     sf.description = (removeHTML) ? parsed.getNonHtmlContent()
 476             : sf.description;
 477     for (String link : parsed.getLinks())
 478     {
 479       sf.addLink(link);
 480     }
 481
 482   }
 483
 484   /**
 485    * generate a features file for seqs includes non-pos features by default.
 486    *
 487    * @param sequences
 488    *          source of sequence features
 489    * @param visible
 490    *          hash of feature types and colours
 491    * @return features file contents
 492    */
 493   public String printJalviewFormat(SequenceI[] sequences,
 494           Map<String, FeatureColourI> visible)
 495   {
 496     return printJalviewFormat(sequences, visible, true, true);
 497   }
 498
 499   /**
 500    * generate a features file for seqs with colours from visible (if any)
 501    *
 502    * @param sequences
 503    *          source of features
 504    * @param visible
 505    *          hash of Colours for each feature type
 506    * @param visOnly
 507    *          when true only feature types in 'visible' will be output
 508    * @param nonpos
 509    *          indicates if non-positional features should be output (regardless
 510    *          of group or type)
 511    * @return features file contents
 512    */
 513   public String printJalviewFormat(SequenceI[] sequences,
 514           Map<String, FeatureColourI> visible, boolean visOnly,
 515           boolean nonpos)
 516   {
 517     StringBuilder out = new StringBuilder(256);
 518     boolean featuresGen = false;
 519     if (visOnly && !nonpos && (visible == null || visible.size() < 1))
 520     {
 521       // no point continuing.
 522       return "No Features Visible";
 523     }
 524
 525     if (visible != null && visOnly)
 526     {
 527       // write feature colours only if we're given them and we are generating
 528       // viewed features
 529       // TODO: decide if feature links should also be written here ?
 530       Iterator<String> en = visible.keySet().iterator();
 531       while (en.hasNext())
 532       {
 533         String featureType = en.next().toString();
 534         FeatureColourI colour = visible.get(featureType);
 535         out.append(colour.toJalviewFormat(featureType)).append(newline);
 536       }
 537     }
 538
 539     // Work out which groups are both present and visible
 540     List<String> groups = new ArrayList<String>();
 541     int groupIndex = 0;
 542     boolean isnonpos = false;
 543
 544     SequenceFeature[] features;
 545     for (int i = 0; i < sequences.length; i++)
 546     {
 547       features = sequences[i].getSequenceFeatures();
 548       if (features != null)
 549       {
 550         for (int j = 0; j < features.length; j++)
 551         {
 552           isnonpos = features[j].begin == 0 && features[j].end == 0;
 553           if ((!nonpos && isnonpos) || (!isnonpos && visOnly
 554                   && !visible.containsKey(features[j].type)))
 555           {
 556             continue;
 557           }
 558
 559           if (features[j].featureGroup != null
 560                   && !groups.contains(features[j].featureGroup))
 561           {
 562             groups.add(features[j].featureGroup);
 563           }
 564         }
 565       }
 566     }
 567
 568     String group = null;
 569     do
 570     {
 571       if (groups.size() > 0 && groupIndex < groups.size())
 572       {
 573         group = groups.get(groupIndex);
 574         out.append(newline);
 575         out.append("STARTGROUP").append(TAB);
 576         out.append(group);
 577         out.append(newline);
 578       }
 579       else
 580       {
 581         group = null;
 582       }
 583
 584       for (int i = 0; i < sequences.length; i++)
 585       {
 586         features = sequences[i].getSequenceFeatures();
 587         if (features != null)
 588         {
 589           for (SequenceFeature sequenceFeature : features)
 590           {
 591             isnonpos = sequenceFeature.begin == 0
 592                     && sequenceFeature.end == 0;
 593             if ((!nonpos && isnonpos) || (!isnonpos && visOnly
 594                     && !visible.containsKey(sequenceFeature.type)))
 595             {
 596               // skip if feature is nonpos and we ignore them or if we only
 597               // output visible and it isn't non-pos and it's not visible
 598               continue;
 599             }
 600
 601             if (group != null && (sequenceFeature.featureGroup == null
 602                     || !sequenceFeature.featureGroup.equals(group)))
 603             {
 604               continue;
 605             }
 606
 607             if (group == null && sequenceFeature.featureGroup != null)
 608             {
 609               continue;
 610             }
 611             // we have features to output
 612             featuresGen = true;
 613             if (sequenceFeature.description == null
 614                     || sequenceFeature.description.equals(""))
 615             {
 616               out.append(sequenceFeature.type).append(TAB);
 617             }
 618             else
 619             {
 620               if (sequenceFeature.links != null && sequenceFeature
 621                       .getDescription().indexOf("<html>") == -1)
 622               {
 623                 out.append("<html>");
 624               }
 625
 626               out.append(sequenceFeature.description);
 627               if (sequenceFeature.links != null)
 628               {
 629                 for (int l = 0; l < sequenceFeature.links.size(); l++)
 630                 {
 631                   String label = sequenceFeature.links.elementAt(l);
 632                   String href = label.substring(label.indexOf("|") + 1);
 633                   label = label.substring(0, label.indexOf("|"));
 634
 635                   if (sequenceFeature.description.indexOf(href) == -1)
 636                   {
 637                     out.append(
 638                             " <a href=\"" + href + "\">" + label + "</a>");
 639                   }
 640                 }
 641
 642                 if (sequenceFeature.getDescription()
 643                         .indexOf("</html>") == -1)
 644                 {
 645                   out.append("</html>");
 646                 }
 647               }
 648
 649               out.append(TAB);
 650             }
 651             out.append(sequences[i].getName());
 652             out.append("\t-1\t");
 653             out.append(sequenceFeature.begin);
 654             out.append(TAB);
 655             out.append(sequenceFeature.end);
 656             out.append(TAB);
 657             out.append(sequenceFeature.type);
 658             if (!Float.isNaN(sequenceFeature.score))
 659             {
 660               out.append(TAB);
 661               out.append(sequenceFeature.score);
 662             }
 663             out.append(newline);
 664           }
 665         }
 666       }
 667
 668       if (group != null)
 669       {
 670         out.append("ENDGROUP").append(TAB);
 671         out.append(group);
 672         out.append(newline);
 673         groupIndex++;
 674       }
 675       else
 676       {
 677         break;
 678       }
 679
 680     } while (groupIndex < groups.size() + 1);
 681
 682     if (!featuresGen)
 683     {
 684       return "No Features Visible";
 685     }
 686
 687     return out.toString();
 688   }
 689
 690   /**
 691    * Parse method that is called when a GFF file is dragged to the desktop
 692    */
 693   @Override
 694   public void parse()
 695   {
 696     AlignViewportI av = getViewport();
 697     if (av != null)
 698     {
 699       if (av.getAlignment() != null)
 700       {
 701         dataset = av.getAlignment().getDataset();
 702       }
 703       if (dataset == null)
 704       {
 705         // working in the applet context ?
 706         dataset = av.getAlignment();
 707       }
 708     }
 709     else
 710     {
 711       dataset = new Alignment(new SequenceI[] {});
 712     }
 713
 714     Map<String, FeatureColourI> featureColours = new HashMap<String, FeatureColourI>();
 715     boolean parseResult = parse(dataset, featureColours, false, true);
 716     if (!parseResult)
 717     {
 718       // pass error up somehow
 719     }
 720     if (av != null)
 721     {
 722       // update viewport with the dataset data ?
 723     }
 724     else
 725     {
 726       setSeqs(dataset.getSequencesArray());
 727     }
 728   }
 729
 730   /**
 731    * Implementation of unused abstract method
 732    *
 733    * @return error message
 734    */
 735   @Override
 736   public String print(SequenceI[] sqs, boolean jvsuffix)
 737   {
 738     System.out.println("Use printGffFormat() or printJalviewFormat()");
 739     return null;
 740   }
 741
 742   /**
 743    * Returns features output in GFF2 format, including hidden and non-positional
 744    * features
 745    *
 746    * @param sequences
 747    *          the sequences whose features are to be output
 748    * @param visible
 749    *          a map whose keys are the type names of visible features
 750    * @return
 751    */
 752   public String printGffFormat(SequenceI[] sequences,
 753           Map<String, FeatureColourI> visible)
 754   {
 755     return printGffFormat(sequences, visible, true, true);
 756   }
 757
 758   /**
 759    * Returns features output in GFF2 format
 760    *
 761    * @param sequences
 762    *          the sequences whose features are to be output
 763    * @param visible
 764    *          a map whose keys are the type names of visible features
 765    * @param outputVisibleOnly
 766    * @param includeNonPositionalFeatures
 767    * @return
 768    */
 769   public String printGffFormat(SequenceI[] sequences,
 770           Map<String, FeatureColourI> visible, boolean outputVisibleOnly,
 771           boolean includeNonPositionalFeatures)
 772   {
 773     StringBuilder out = new StringBuilder(256);
 774     int version = gffVersion == 0 ? 2 : gffVersion;
 775     out.append(String.format("%s %d\n", GFF_VERSION, version));
 776     String source;
 777     boolean isnonpos;
 778     for (SequenceI seq : sequences)
 779     {
 780       SequenceFeature[] features = seq.getSequenceFeatures();
 781       if (features != null)
 782       {
 783         for (SequenceFeature sf : features)
 784         {
 785           isnonpos = sf.begin == 0 && sf.end == 0;
 786           if (!includeNonPositionalFeatures && isnonpos)
 787           {
 788             /*
 789              * ignore non-positional features if not wanted
 790              */
 791             continue;
 792           }
 793           // TODO why the test !isnonpos here?
 794           // what about not visible non-positional features?
 795           if (!isnonpos && outputVisibleOnly
 796                   && !visible.containsKey(sf.type))
 797           {
 798             /*
 799              * ignore not visible features if not wanted
 800              */
 801             continue;
 802           }
 803
 804           source = sf.featureGroup;
 805           if (source == null)
 806           {
 807             source = sf.getDescription();
 808           }
 809
 810           out.append(seq.getName());
 811           out.append(TAB);
 812           out.append(source);
 813           out.append(TAB);
 814           out.append(sf.type);
 815           out.append(TAB);
 816           out.append(sf.begin);
 817           out.append(TAB);
 818           out.append(sf.end);
 819           out.append(TAB);
 820           out.append(sf.score);
 821           out.append(TAB);
 822
 823           int strand = sf.getStrand();
 824           out.append(strand == 1 ? "+" : (strand == -1 ? "-" : "."));
 825           out.append(TAB);
 826
 827           String phase = sf.getPhase();
 828           out.append(phase == null ? "." : phase);
 829
 830           // miscellaneous key-values (GFF column 9)
 831           String attributes = sf.getAttributes();
 832           if (attributes != null)
 833           {
 834             out.append(TAB).append(attributes);
 835           }
 836
 837           out.append(newline);
 838         }
 839       }
 840     }
 841
 842     return out.toString();
 843   }
 844
 845   /**
 846    * Returns a mapping given list of one or more Align descriptors (exonerate
 847    * format)
 848    *
 849    * @param alignedRegions
 850    *          a list of "Align fromStart toStart fromCount"
 851    * @param mapIsFromCdna
 852    *          if true, 'from' is dna, else 'from' is protein
 853    * @param strand
 854    *          either 1 (forward) or -1 (reverse)
 855    * @return
 856    * @throws IOException
 857    */
 858   protected MapList constructCodonMappingFromAlign(
 859           List<String> alignedRegions, boolean mapIsFromCdna, int strand)
 860           throws IOException
 861   {
 862     if (strand == 0)
 863     {
 864       throw new IOException(
 865               "Invalid strand for a codon mapping (cannot be 0)");
 866     }
 867     int regions = alignedRegions.size();
 868     // arrays to hold [start, end] for each aligned region
 869     int[] fromRanges = new int[regions * 2]; // from dna
 870     int[] toRanges = new int[regions * 2]; // to protein
 871     int fromRangesIndex = 0;
 872     int toRangesIndex = 0;
 873
 874     for (String range : alignedRegions)
 875     {
 876       /*
 877        * Align mapFromStart mapToStart mapFromCount
 878        * e.g. if mapIsFromCdna
 879        *     Align 11270 143 120
 880        * means:
 881        *     120 bases from pos 11270 align to pos 143 in peptide
 882        * if !mapIsFromCdna this would instead be
 883        *     Align 143 11270 40
 884        */
 885       String[] tokens = range.split(" ");
 886       if (tokens.length != 3)
 887       {
 888         throw new IOException("Wrong number of fields for Align");
 889       }
 890       int fromStart = 0;
 891       int toStart = 0;
 892       int fromCount = 0;
 893       try
 894       {
 895         fromStart = Integer.parseInt(tokens[0]);
 896         toStart = Integer.parseInt(tokens[1]);
 897         fromCount = Integer.parseInt(tokens[2]);
 898       } catch (NumberFormatException nfe)
 899       {
 900         throw new IOException(
 901                 "Invalid number in Align field: " + nfe.getMessage());
 902       }
 903
 904       /*
 905        * Jalview always models from dna to protein, so adjust values if the
 906        * GFF mapping is from protein to dna
 907        */
 908       if (!mapIsFromCdna)
 909       {
 910         fromCount *= 3;
 911         int temp = fromStart;
 912         fromStart = toStart;
 913         toStart = temp;
 914       }
 915       fromRanges[fromRangesIndex++] = fromStart;
 916       fromRanges[fromRangesIndex++] = fromStart + strand * (fromCount - 1);
 917
 918       /*
 919        * If a codon has an intron gap, there will be contiguous 'toRanges';
 920        * this is handled for us by the MapList constructor.
 921        * (It is not clear that exonerate ever generates this case)
 922        */
 923       toRanges[toRangesIndex++] = toStart;
 924       toRanges[toRangesIndex++] = toStart + (fromCount - 1) / 3;
 925     }
 926
 927     return new MapList(fromRanges, toRanges, 3, 1);
 928   }
 929
 930   /**
 931    * Parse a GFF format feature. This may include creating a 'dummy' sequence to
 932    * hold the feature, or for its mapped sequence, or both, to be resolved
 933    * either later in the GFF file (##FASTA section), or when the user loads
 934    * additional sequences.
 935    *
 936    * @param gffColumns
 937    * @param alignment
 938    * @param relaxedIdMatching
 939    * @param newseqs
 940    * @return
 941    */
 942   protected SequenceI parseGff(String[] gffColumns, AlignmentI alignment,
 943           boolean relaxedIdMatching, List<SequenceI> newseqs)
 944   {
 945     /*
 946      * GFF: seqid source type start end score strand phase [attributes]
 947      */
 948     if (gffColumns.length < 5)
 949     {
 950       System.err.println("Ignoring GFF feature line with too few columns ("
 951               + gffColumns.length + ")");
 952       return null;
 953     }
 954
 955     /*
 956      * locate referenced sequence in alignment _or_
 957      * as a forward or external reference (SequenceDummy)
 958      */
 959     String seqId = gffColumns[0];
 960     SequenceI seq = findSequence(seqId, alignment, newseqs,
 961             relaxedIdMatching);
 962
 963     SequenceFeature sf = null;
 964     GffHelperI helper = GffHelperFactory.getHelper(gffColumns);
 965     if (helper != null)
 966     {
 967       try
 968       {
 969         sf = helper.processGff(seq, gffColumns, alignment, newseqs,
 970                 relaxedIdMatching);
 971         if (sf != null)
 972         {
 973           seq.addSequenceFeature(sf);
 974           while ((seq = alignment.findName(seq, seqId, true)) != null)
 975           {
 976             seq.addSequenceFeature(new SequenceFeature(sf));
 977           }
 978         }
 979       } catch (IOException e)
 980       {
 981         System.err.println("GFF parsing failed with: " + e.getMessage());
 982         return null;
 983       }
 984     }
 985
 986     return seq;
 987   }
 988
 989   /**
 990    * Process the 'column 9' data of the GFF file. This is less formally defined,
 991    * and its interpretation will vary depending on the tool that has generated
 992    * it.
 993    *
 994    * @param attributes
 995    * @param sf
 996    */
 997   protected void processGffColumnNine(String attributes, SequenceFeature sf)
 998   {
 999     sf.setAttributes(attributes);
1000
1001     /*
1002      * Parse attributes in column 9 and add them to the sequence feature's
1003      * 'otherData' table; use Note as a best proxy for description
1004      */
1005     char nameValueSeparator = gffVersion == 3 ? '=' : ' ';
1006     // TODO check we don't break GFF2 values which include commas here
1007     Map<String, List<String>> nameValues = GffHelperBase
1008             .parseNameValuePairs(attributes, ";", nameValueSeparator, ",");
1009     for (Entry<String, List<String>> attr : nameValues.entrySet())
1010     {
1011       String values = StringUtils.listToDelimitedString(attr.getValue(),
1012               "; ");
1013       sf.setValue(attr.getKey(), values);
1014       if (NOTE.equals(attr.getKey()))
1015       {
1016         sf.setDescription(values);
1017       }
1018     }
1019   }
1020
1021   /**
1022    * After encountering ##fasta in a GFF3 file, process the remainder of the
1023    * file as FAST sequence data. Any placeholder sequences created during
1024    * feature parsing are updated with the actual sequences.
1025    *
1026    * @param align
1027    * @param newseqs
1028    * @throws IOException
1029    */
1030   protected void processAsFasta(AlignmentI align, List<SequenceI> newseqs)
1031           throws IOException
1032   {
1033     try
1034     {
1035       mark();
1036     } catch (IOException q)
1037     {
1038     }
1039     FastaFile parser = new FastaFile(this);
1040     List<SequenceI> includedseqs = parser.getSeqs();
1041
1042     SequenceIdMatcher smatcher = new SequenceIdMatcher(newseqs);
1043
1044     /*
1045      * iterate over includedseqs, and replacing matching ones with newseqs
1046      * sequences. Generic iterator not used here because we modify
1047      * includedseqs as we go
1048      */
1049     for (int p = 0, pSize = includedseqs.size(); p < pSize; p++)
1050     {
1051       // search for any dummy seqs that this sequence can be used to update
1052       SequenceI includedSeq = includedseqs.get(p);
1053       SequenceI dummyseq = smatcher.findIdMatch(includedSeq);
1054       if (dummyseq != null && dummyseq instanceof SequenceDummy)
1055       {
1056         // probably have the pattern wrong
1057         // idea is that a flyweight proxy for a sequence ID can be created for
1058         // 1. stable reference creation
1059         // 2. addition of annotation
1060         // 3. future replacement by a real sequence
1061         // current pattern is to create SequenceDummy objects - a convenience
1062         // constructor for a Sequence.
1063         // problem is that when promoted to a real sequence, all references
1064         // need to be updated somehow. We avoid that by keeping the same object.
1065         ((SequenceDummy) dummyseq).become(includedSeq);
1066         dummyseq.createDatasetSequence();
1067
1068         /*
1069          * Update mappings so they are now to the dataset sequence
1070          */
1071         for (AlignedCodonFrame mapping : align.getCodonFrames())
1072         {
1073           mapping.updateToDataset(dummyseq);
1074         }
1075
1076         /*
1077          * replace parsed sequence with the realised forward reference
1078          */
1079         includedseqs.set(p, dummyseq);
1080
1081         /*
1082          * and remove from the newseqs list
1083          */
1084         newseqs.remove(dummyseq);
1085       }
1086     }
1087
1088     /*
1089      * finally add sequences to the dataset
1090      */
1091     for (SequenceI seq : includedseqs)
1092     {
1093       // experimental: mapping-based 'alignment' to query sequence
1094       AlignmentUtils.alignSequenceAs(seq, align,
1095               String.valueOf(align.getGapCharacter()), false, true);
1096
1097       // rename sequences if GFF handler requested this
1098       // TODO a more elegant way e.g. gffHelper.postProcess(newseqs) ?
1099       SequenceFeature[] sfs = seq.getSequenceFeatures();
1100       if (sfs != null)
1101       {
1102         String newName = (String) sfs[0].getValue(GffHelperI.RENAME_TOKEN);
1103         if (newName != null)
1104         {
1105           seq.setName(newName);
1106         }
1107       }
1108       align.addSequence(seq);
1109     }
1110   }
1111
1112   /**
1113    * Process a ## directive
1114    *
1115    * @param line
1116    * @param gffProps
1117    * @param align
1118    * @param newseqs
1119    * @throws IOException
1120    */
1121   protected void processGffPragma(String line, Map<String, String> gffProps,
1122           AlignmentI align, List<SequenceI> newseqs) throws IOException
1123   {
1124     line = line.trim();
1125     if ("###".equals(line))
1126     {
1127       // close off any open 'forward references'
1128       return;
1129     }
1130
1131     String[] tokens = line.substring(2).split(" ");
1132     String pragma = tokens[0];
1133     String value = tokens.length == 1 ? null : tokens[1];
1134
1135     if ("gff-version".equalsIgnoreCase(pragma))
1136     {
1137       if (value != null)
1138       {
1139         try
1140         {
1141           // value may be e.g. "3.1.2"
1142           gffVersion = Integer.parseInt(value.split("\\.")[0]);
1143         } catch (NumberFormatException e)
1144         {
1145           // ignore
1146         }
1147       }
1148     }
1149     else if ("sequence-region".equalsIgnoreCase(pragma))
1150     {
1151       // could capture <seqid start end> if wanted here
1152     }
1153     else if ("feature-ontology".equalsIgnoreCase(pragma))
1154     {
1155       // should resolve against the specified feature ontology URI
1156     }
1157     else if ("attribute-ontology".equalsIgnoreCase(pragma))
1158     {
1159       // URI of attribute ontology - not currently used in GFF3
1160     }
1161     else if ("source-ontology".equalsIgnoreCase(pragma))
1162     {
1163       // URI of source ontology - not currently used in GFF3
1164     }
1165     else if ("species-build".equalsIgnoreCase(pragma))
1166     {
1167       // save URI of specific NCBI taxon version of annotations
1168       gffProps.put("species-build", value);
1169     }
1170     else if ("fasta".equalsIgnoreCase(pragma))
1171     {
1172       // process the rest of the file as a fasta file and replace any dummy
1173       // sequence IDs
1174       processAsFasta(align, newseqs);
1175     }
1176     else
1177     {
1178       System.err.println("Ignoring unknown pragma: " + line);
1179     }
1180   }
1181 }