src/jalview/io/PhylipFile.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.datamodel.Sequence;
  24 import jalview.datamodel.SequenceI;
  25
  26 import java.io.IOException;
  27
  28 /**
  29  * <p>
  30  * Parser and exporter for PHYLIP file format, as defined
  31  * <a href="http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/doc/main.html">in
  32  * the documentation</a>. The parser imports PHYLIP files in both sequential and
  33  * interleaved format, and (currently) exports in interleaved format (using 60
  34  * characters per matrix for the sequence).
  35  * <p>
  36  *
  37  * <p>
  38  * The following assumptions have been made for input
  39  * <ul>
  40  * <li>Sequences are expressed as letters, not real numbers with decimal points
  41  * separated by blanks (which is a valid option according to the
  42  * specification)</li>
  43  * </ul>
  44  *
  45  * The following assumptions have been made for output
  46  * <ul>
  47  * <li>Interleaved format is used, with each matrix consisting of 60 characters;
  48  * </li>
  49  * <li>a blank line is added between each matrix;</li>
  50  * <li>no spacing is added between the sequence characters.</li>
  51  * </ul>
  52  *
  53  *
  54  * </p>
  55  *
  56  * @author David Corsar
  57  *
  58  *
  59  */
  60 public class PhylipFile extends AlignFile
  61 {
  62
  63   public static final String FILE_DESC = "PHYLIP";
  64
  65   /**
  66    *
  67    * @see {@link AlignFile#AlignFile()}
  68    */
  69   public PhylipFile()
  70   {
  71     super();
  72   }
  73
  74   /**
  75    *
  76    * @param source
  77    * @throws IOException
  78    */
  79   public PhylipFile(FileParse source) throws IOException
  80   {
  81     super(source);
  82   }
  83
  84   /**
  85    * @param inFile
  86    * @param sourceType
  87    * @throws IOException
  88    * @see {@link AlignFile#AlignFile(FileParse)}
  89    */
  90   public PhylipFile(String inFile, DataSourceType sourceType)
  91           throws IOException
  92   {
  93     super(inFile, sourceType);
  94   }
  95
  96   /**
  97    * Parses the input source
  98    *
  99    * @see {@link AlignFile#parse()}
 100    */
 101   @Override
 102   public void parse() throws IOException
 103   {
 104     try
 105     {
 106       // First line should contain number of species and number of
 107       // characters, separated by blanks
 108       String line = nextLine();
 109       String[] lineElements = line.trim().split("\\s+");
 110       if (lineElements.length < 2)
 111       {
 112         throw new IOException(
 113                 "First line must contain the number of specifies and number of characters");
 114       }
 115
 116       int numberSpecies = Integer.parseInt(lineElements[0]),
 117               numberCharacters = Integer.parseInt(lineElements[1]);
 118
 119       if (numberSpecies <= 0)
 120       {
 121         // there are no sequences in this file so exit a nothing to
 122         // parse
 123         return;
 124       }
 125
 126       SequenceI[] sequenceElements = new Sequence[numberSpecies];
 127       StringBuffer[] sequences = new StringBuffer[numberSpecies];
 128
 129       // if file is in sequential format there is only one data matrix,
 130       // else there are multiple
 131
 132       // read the first data matrix
 133       for (int i = 0; i < numberSpecies; i++)
 134       {
 135         line = nextLine();
 136         // lines start with the name - a maximum of 10 characters
 137         // if less, then padded out or terminated with a tab
 138         String potentialName = line.substring(0, 10);
 139         int tabIndex = potentialName.indexOf('\t');
 140         if (tabIndex == -1)
 141         {
 142           sequenceElements[i] = parseId(validateName(potentialName));
 143           sequences[i] = new StringBuffer(
 144                   removeWhitespace(line.substring(10)));
 145         }
 146         else
 147         {
 148           sequenceElements[i] = parseId(
 149                   validateName(potentialName.substring(0, tabIndex)));
 150           sequences[i] = new StringBuffer(
 151                   removeWhitespace(line.substring(tabIndex)));
 152         }
 153       }
 154
 155       // determine if interleaved
 156       if ((sequences[0]).length() != numberCharacters)
 157       {
 158         // interleaved file, so have to read the remainder
 159         int i = 0;
 160         for (line = nextLine(); line != null; line = nextLine())
 161         {
 162           // ignore blank lines, as defined by the specification
 163           if (line.length() > 0)
 164           {
 165             sequences[i++].append(removeWhitespace(line));
 166           }
 167           // reached end of matrix, so get ready for the next one
 168           if (i == sequences.length)
 169           {
 170             i = 0;
 171           }
 172         }
 173       }
 174
 175       // file parsed completely, now store sequences
 176       for (int i = 0; i < numberSpecies; i++)
 177       {
 178         // first check sequence is the expected length
 179         if (sequences[i].length() != numberCharacters)
 180         {
 181           throw new IOException(sequenceElements[i].getName()
 182                   + " sequence is incorrect length - should be "
 183                   + numberCharacters + " but is " + sequences[i].length());
 184         }
 185         sequenceElements[i].setSequence(sequences[i].toString());
 186         seqs.add(sequenceElements[i]);
 187       }
 188
 189     } catch (IOException e)
 190     {
 191       System.err.println("Exception parsing PHYLIP file " + e);
 192       e.printStackTrace(System.err);
 193       throw e;
 194     }
 195
 196   }
 197
 198   /**
 199    * Removes any whitespace from txt, used to strip and spaces added to
 200    * sequences to improve human readability
 201    *
 202    * @param txt
 203    * @return
 204    */
 205   private String removeWhitespace(String txt)
 206   {
 207     return txt.replaceAll("\\s*", "");
 208   }
 209
 210   /**
 211    * According to the specification, the name cannot have parentheses, square
 212    * brackets, colon, semicolon, comma
 213    *
 214    * @param name
 215    * @return
 216    * @throws IOException
 217    */
 218   private String validateName(String name) throws IOException
 219   {
 220     char[] invalidCharacters = new char[] { '(', ')', '[', ']', ':', ';',
 221         ',' };
 222     for (char c : invalidCharacters)
 223     {
 224       if (name.indexOf(c) > -1)
 225       {
 226         throw new IOException(
 227                 "Species name contains illegal character " + c);
 228       }
 229     }
 230     return name;
 231   }
 232
 233   /**
 234    * <p>
 235    * Prints the seqs in interleaved format, with each matrix consisting of 60
 236    * characters; a blank line is added between each matrix; no spacing is added
 237    * between the sequence characters.
 238    * </p>
 239    *
 240    *
 241    * @see {@link AlignFile#print()}
 242    */
 243   @Override
 244   public String print(SequenceI[] sqs, boolean jvsuffix)
 245   {
 246
 247     StringBuffer sb = new StringBuffer(Integer.toString(sqs.length));
 248     sb.append(" ");
 249     // if there are no sequences, then define the number of characters as 0
 250     sb.append((sqs.length > 0) ? Integer.toString(sqs[0].getLength()) : "0")
 251             .append(newline);
 252
 253     // Due to how IO is handled, there doesn't appear to be a way to store
 254     // if the original file was sequential or interleaved; if there is, then
 255     // use that to set the value of the following variable
 256     boolean sequential = false;
 257
 258     // maximum number of columns for each row of interleaved format
 259     int numInterleavedColumns = 60;
 260
 261     int sequenceLength = 0;
 262     for (SequenceI s : sqs)
 263     {
 264
 265       // ensure name is only 10 characters
 266       String name = s.getName();
 267       if (name.length() > 10)
 268       {
 269         name = name.substring(0, 10);
 270       }
 271       else
 272       {
 273         // add padding 10 characters
 274         name = String.format("%1$-" + 10 + "s", s.getName());
 275       }
 276       sb.append(name);
 277
 278       // sequential has the entire sequence following the name
 279       if (sequential)
 280       {
 281         sb.append(s.getSequenceAsString());
 282       }
 283       else
 284       {
 285         // Jalview ensures all sequences are of same length so no need
 286         // to keep track of min/max length
 287         sequenceLength = s.getLength();
 288         // interleaved breaks the sequence into chunks for
 289         // interleavedColumns characters
 290         sb.append(s.getSequence(0,
 291                 Math.min(numInterleavedColumns, sequenceLength)));
 292       }
 293       sb.append(newline);
 294     }
 295
 296     // add the remaining matrixes if interleaved and there is something to
 297     // add
 298     if (!sequential && sequenceLength > numInterleavedColumns)
 299     {
 300       // determine number of remaining matrixes
 301       int numMatrics = sequenceLength / numInterleavedColumns;
 302       if ((sequenceLength % numInterleavedColumns) > 0)
 303       {
 304         numMatrics++;
 305       }
 306
 307       // start i = 1 as first matrix has already been printed
 308       for (int i = 1; i < numMatrics; i++)
 309       {
 310         // add blank line to separate this matrix from previous
 311         sb.append(newline);
 312         int start = i * numInterleavedColumns;
 313         for (SequenceI s : sqs)
 314         {
 315           sb.append(s.getSequence(start,
 316                   Math.min(start + numInterleavedColumns, sequenceLength)))
 317                   .append(newline);
 318         }
 319       }
 320
 321     }
 322
 323     return sb.toString();
 324   }
 325 }