JAL-2089 patch broken merge to master for Release 2.10.0b1
[jalview.git] / src / jalview / analysis / PCA.java
index f9a0343..06a139b 100755 (executable)
@@ -1,27 +1,32 @@
 /*
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.4)
- * Copyright (C) 2008 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
  * 
- * This program 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 2
- * of the License, or (at your option) any later version.
+ * This file is part of Jalview.
  * 
- * This program 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.
+ * 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 this program; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA
+ * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  */
 package jalview.analysis;
 
-import java.io.*;
+import jalview.datamodel.BinarySequence;
+import jalview.datamodel.BinarySequence.InvalidSequenceTypeException;
+import jalview.math.Matrix;
+import jalview.schemes.ResidueProperties;
+import jalview.schemes.ScoreMatrix;
 
-import jalview.datamodel.*;
-import jalview.math.*;
+import java.io.PrintStream;
 
 /**
  * Performs Principal Component Analysis on given sequences
@@ -44,31 +49,75 @@ public class PCA implements Runnable
   StringBuffer details = new StringBuffer();
 
   /**
-   * Creates a new PCA object.
+   * Creates a new PCA object. By default, uses blosum62 matrix to generate
+   * sequence similarity matrices
    * 
    * @param s
-   *                Set of sequences to perform PCA on
+   *          Set of amino acid sequences to perform PCA on
    */
   public PCA(String[] s)
   {
+    this(s, false);
+  }
+
+  /**
+   * Creates a new PCA object. By default, uses blosum62 matrix to generate
+   * sequence similarity matrices
+   * 
+   * @param s
+   *          Set of sequences to perform PCA on
+   * @param nucleotides
+   *          if true, uses standard DNA/RNA matrix for sequence similarity
+   *          calculation.
+   */
+  public PCA(String[] s, boolean nucleotides)
+  {
+    this(s, nucleotides, null);
+  }
+
+  public PCA(String[] s, boolean nucleotides, String s_m)
+  {
 
     BinarySequence[] bs = new BinarySequence[s.length];
     int ii = 0;
 
     while ((ii < s.length) && (s[ii] != null))
     {
-      bs[ii] = new BinarySequence(s[ii]);
+      bs[ii] = new BinarySequence(s[ii], nucleotides);
       bs[ii].encode();
       ii++;
     }
 
     BinarySequence[] bs2 = new BinarySequence[s.length];
     ii = 0;
-
+    ScoreMatrix smtrx = null;
+    String sm = s_m;
+    if (sm != null)
+    {
+      smtrx = ResidueProperties.getScoreMatrix(sm);
+    }
+    if (smtrx == null)
+    {
+      // either we were given a non-existent score matrix or a scoremodel that
+      // isn't based on a pairwise symbol score matrix
+      smtrx = ResidueProperties.getScoreMatrix(sm = (nucleotides ? "DNA"
+              : "BLOSUM62"));
+    }
+    details.append("PCA calculation using " + sm
+            + " sequence similarity matrix\n========\n\n");
     while ((ii < s.length) && (s[ii] != null))
     {
-      bs2[ii] = new BinarySequence(s[ii]);
-      bs2[ii].blosumEncode();
+      bs2[ii] = new BinarySequence(s[ii], nucleotides);
+      if (smtrx != null)
+      {
+        try
+        {
+          bs2[ii].matrixEncode(smtrx);
+        } catch (InvalidSequenceTypeException x)
+        {
+          details.append("Unexpected mismatch of sequence type and score matrix. Calculation will not be valid!\n\n");
+        }
+      }
       ii++;
     }
 
@@ -115,7 +164,7 @@ public class PCA implements Runnable
    * Returns Eigenvalue
    * 
    * @param i
-   *                Index of diagonal within matrix
+   *          Index of diagonal within matrix
    * 
    * @return Returns value of diagonal from matrix
    */
@@ -128,13 +177,13 @@ public class PCA implements Runnable
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param l
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param n
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param mm
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param factor
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * 
    * @return DOCUMENT ME!
    */
@@ -156,7 +205,7 @@ public class PCA implements Runnable
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param n
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * 
    * @return DOCUMENT ME!
    */
@@ -177,9 +226,9 @@ public class PCA implements Runnable
    * DOCUMENT ME!
    * 
    * @param row
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * @param n
-   *                DOCUMENT ME!
+   *          DOCUMENT ME!
    * 
    * @return DOCUMENT ME!
    */
@@ -205,11 +254,6 @@ public class PCA implements Runnable
    */
   public void run()
   {
-    Matrix mt = m.transpose();
-
-    details.append(" --- OrigT * Orig ---- \n");
-    eigenvector = mt.preMultiply(m2);
-
     PrintStream ps = new PrintStream(System.out)
     {
       public void print(String x)
@@ -223,30 +267,65 @@ public class PCA implements Runnable
       }
     };
 
-    eigenvector.print(ps);
+    try
+    {
+      details.append("PCA Calculation Mode is "
+              + (jvCalcMode ? "Jalview variant" : "Original SeqSpace")
+              + "\n");
+      Matrix mt = m.transpose();
 
-    symm = eigenvector.copy();
+      details.append(" --- OrigT * Orig ---- \n");
+      if (!jvCalcMode)
+      {
+        eigenvector = mt.preMultiply(m); // standard seqspace comparison matrix
+      }
+      else
+      {
+        eigenvector = mt.preMultiply(m2); // jalview variation on seqsmace
+                                          // method
+      }
 
-    eigenvector.tred();
+      eigenvector.print(ps);
 
-    details.append(" ---Tridiag transform matrix ---\n");
-    details.append(" --- D vector ---\n");
-    eigenvector.printD(ps);
-    ps.println();
-    details.append("--- E vector ---\n");
-    eigenvector.printE(ps);
-    ps.println();
+      symm = eigenvector.copy();
 
-    // Now produce the diagonalization matrix
-    eigenvector.tqli();
+      eigenvector.tred();
+
+      details.append(" ---Tridiag transform matrix ---\n");
+      details.append(" --- D vector ---\n");
+      eigenvector.printD(ps);
+      ps.println();
+      details.append("--- E vector ---\n");
+      eigenvector.printE(ps);
+      ps.println();
+
+      // Now produce the diagonalization matrix
+      eigenvector.tqli();
+    } catch (Exception q)
+    {
+      q.printStackTrace();
+      details.append("\n*** Unexpected exception when performing PCA ***\n"
+              + q.getLocalizedMessage());
+      details.append("*** Matrices below may not be fully diagonalised. ***\n");
+    }
 
     details.append(" --- New diagonalization matrix ---\n");
+    eigenvector.print(ps);
     details.append(" --- Eigenvalues ---\n");
     eigenvector.printD(ps);
     ps.println();
-    // taps.println();
-    // taps.println("Transformed sequences = ");
-    // Matrix trans = m.preMultiply(eigenvector);
-    // trans.print(System.out);
+    /*
+     * for (int seq=0;seq<symm.rows;seq++) { ps.print("\"Seq"+seq+"\""); for
+     * (int ev=0;ev<symm.rows; ev++) {
+     * 
+     * ps.print(","+component(seq, ev)); } ps.println(); }
+     */
+  }
+
+  boolean jvCalcMode = true;
+
+  public void setJvCalcMode(boolean calcMode)
+  {
+    this.jvCalcMode = calcMode;
   }
 }