JAL-1645 Version-Rel Version 2.9 Year-Rel 2015 Licensing glob
[jalview.git] / src / jalview / analysis / StructureFrequency.java
index 1eab77e..0fe85d9 100644 (file)
@@ -1,38 +1,47 @@
 /*
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.7)
- * Copyright (C) 2011 J Procter, AM Waterhouse, J Engelhardt, LM Lui, G Barton, M Clamp, S Searle
- *
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.9)
+ * Copyright (C) 2015 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
+ * 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/>.
+ * 
+ * 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.analysis;
 
-import java.util.*;
+import jalview.datamodel.AlignmentAnnotation;
+import jalview.datamodel.Annotation;
+import jalview.datamodel.SequenceFeature;
+import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.util.Format;
 
-import jalview.datamodel.*;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Hashtable;
 
 /**
  * Takes in a vector or array of sequences and column start and column end and
  * returns a new Hashtable[] of size maxSeqLength, if Hashtable not supplied.
  * This class is used extensively in calculating alignment colourschemes that
  * depend on the amount of conservation in each alignment column.
- *
+ * 
  * @author $author$
  * @version $Revision$
  */
 public class StructureFrequency
 {
+  public static final int STRUCTURE_PROFILE_LENGTH = 74;
+
   // No need to store 1000s of strings which are not
   // visible to the user.
   public static final String MAXCOUNT = "C";
@@ -49,7 +58,7 @@ public class StructureFrequency
 
   /**
    * Returns the 3' position of a base pair
-   *
+   * 
    * @param pairs
    *          Secondary structure annotation
    * @param indice
@@ -58,11 +67,15 @@ public class StructureFrequency
    */
   public static int findPair(SequenceFeature[] pairs, int indice)
   {
+
     for (int i = 0; i < pairs.length; i++)
     {
       if (pairs[i].getBegin() == indice)
+
       {
+
         return pairs[i].getEnd();
+
       }
     }
     return -1;
@@ -71,7 +84,7 @@ public class StructureFrequency
   /**
    * Method to calculate a 'base pair consensus row', very similar to nucleotide
    * consensus but takes into account a given structure
-   *
+   * 
    * @param sequences
    * @param start
    * @param end
@@ -83,16 +96,18 @@ public class StructureFrequency
           int end, Hashtable[] result, boolean profile,
           AlignmentAnnotation rnaStruc)
   {
+
     Hashtable residueHash;
     String maxResidue;
-    char[] seq, struc = rnaStruc.getRNAStruc().toCharArray();
+    char[] struc = rnaStruc.getRNAStruc().toCharArray();
+
     SequenceFeature[] rna = rnaStruc._rnasecstr;
     char c, s, cEnd;
-    int count, nonGap = 0, i, bpEnd = -1, j, jSize = sequences.length;
+    int count = 0, nonGap = 0, i, bpEnd = -1, j, jSize = sequences.length;
     int[] values;
     int[][] pairs;
     float percentage;
-
+    boolean wooble = true;
     for (i = start; i < end; i++) // foreach column
     {
       residueHash = new Hashtable();
@@ -100,9 +115,11 @@ public class StructureFrequency
       values = new int[255];
       pairs = new int[255][255];
       bpEnd = -1;
+      // System.out.println("s="+struc[i]);
       if (i < struc.length)
       {
         s = struc[i];
+
       }
       else
       {
@@ -113,7 +130,7 @@ public class StructureFrequency
         s = '-';
       }
 
-      if (s != '(')
+      if (s != '(' && s != '[')
       {
         if (s == '-')
         {
@@ -122,19 +139,21 @@ public class StructureFrequency
       }
       else
       {
+
         bpEnd = findPair(rna, i);
-        if (bpEnd>-1)
-        {
-        for (j = 0; j < jSize; j++) // foreach row
+
+        if (bpEnd > -1)
         {
-          if (sequences[j] == null)
-          {
-            System.err
-                    .println("WARNING: Consensus skipping null sequence - possible race condition.");
-            continue;
-          }
-          c = sequences[j].getCharAt(i);
+          for (j = 0; j < jSize; j++) // foreach row
           {
+            if (sequences[j] == null)
+            {
+              System.err
+                      .println("WARNING: Consensus skipping null sequence - possible race condition.");
+              continue;
+            }
+            c = sequences[j].getCharAt(i);
+            // System.out.println("c="+c);
 
             // standard representation for gaps in sequence and structure
             if (c == '.' || c == ' ')
@@ -148,30 +167,46 @@ public class StructureFrequency
               continue;
             }
             cEnd = sequences[j].getCharAt(bpEnd);
-            if (checkBpType(c, cEnd))
+
+            // System.out.println("pairs ="+c+","+cEnd);
+            if (checkBpType(c, cEnd) == true)
             {
               values['(']++; // H means it's a helix (structured)
+              maxResidue = "(";
+              wooble = true;
+              // System.out.println("It's a pair wc");
+
+            }
+            if (checkBpType(c, cEnd) == false)
+            {
+              wooble = false;
+              values['[']++; // H means it's a helix (structured)
+              maxResidue = "[";
+
             }
             pairs[c][cEnd]++;
 
-            maxResidue = "(";
           }
         }
-        }
         // nonGap++;
       }
       // UPDATE this for new values
       if (profile)
       {
-        residueHash.put(PROFILE, new int[][]
-        { values, new int[]
-        { jSize, (jSize - values['-']) } });
+        // TODO 1-dim array with jsize in [0], nongapped in [1]; or Pojo
+        residueHash.put(PROFILE, new int[][] { values,
+            new int[] { jSize, (jSize - values['-']) } });
 
         residueHash.put(PAIRPROFILE, pairs);
       }
-
-      count = values['('];
-
+      if (wooble == true)
+      {
+        count = values['('];
+      }
+      if (wooble == false)
+      {
+        count = values['['];
+      }
       residueHash.put(MAXCOUNT, new Integer(count));
       residueHash.put(MAXRESIDUE, maxResidue);
 
@@ -187,16 +222,24 @@ public class StructureFrequency
       if (bpEnd > 0)
       {
         values[')'] = values['('];
+        values[']'] = values['['];
         values['('] = 0;
-
+        values['['] = 0;
         residueHash = new Hashtable();
-        maxResidue = ")";
-
+        if (wooble == true)
+        {
+          // System.out.println(maxResidue+","+wooble);
+          maxResidue = ")";
+        }
+        if (wooble == false)
+        {
+          // System.out.println(maxResidue+","+wooble);
+          maxResidue = "]";
+        }
         if (profile)
         {
-          residueHash.put(PROFILE, new int[][]
-          { values, new int[]
-          { jSize, (jSize - values['-']) } });
+          residueHash.put(PROFILE, new int[][] { values,
+              new int[] { jSize, (jSize - values['-']) } });
 
           residueHash.put(PAIRPROFILE, pairs);
         }
@@ -208,13 +251,14 @@ public class StructureFrequency
         residueHash.put(PID_GAPS, new Float(percentage));
 
         result[bpEnd] = residueHash;
+
       }
     }
   }
 
   /**
    * Method to check if a base-pair is a canonical or a wobble bp
-   *
+   * 
    * @param up
    *          5' base
    * @param down
@@ -286,7 +330,7 @@ public class StructureFrequency
   /**
    * Compute all or part of the annotation row from the given consensus
    * hashtable
-   *
+   * 
    * @param consensus
    *          - pre-allocated annotation row
    * @param hconsensus
@@ -298,7 +342,7 @@ public class StructureFrequency
   public static void completeConsensus(AlignmentAnnotation consensus,
           Hashtable[] hconsensus, int iStart, int width,
           boolean ignoreGapsInConsensusCalculation,
-          boolean includeAllConsSymbols)
+          boolean includeAllConsSymbols, long nseq)
   {
     float tval, value;
     if (consensus == null || consensus.annotations == null
@@ -308,9 +352,23 @@ public class StructureFrequency
       // initialised properly
       return;
     }
+    String fmtstr = "%3.1f";
+    int precision = 2;
+    while (nseq > 100)
+    {
+      precision++;
+      nseq /= 10;
+    }
+    if (precision > 2)
+    {
+      fmtstr = "%" + (2 + precision) + "." + precision + "f";
+    }
+    Format fmt = new Format(fmtstr);
+
     for (int i = iStart; i < width; i++)
     {
-      if (i >= hconsensus.length)
+      Hashtable hci;
+      if (i >= hconsensus.length || ((hci = hconsensus[i]) == null))
       {
         // happens if sequences calculated over were shorter than alignment
         // width
@@ -318,30 +376,31 @@ public class StructureFrequency
         continue;
       }
       value = 0;
+      Float fv;
       if (ignoreGapsInConsensusCalculation)
       {
-        value = ((Float) hconsensus[i].get(StructureFrequency.PID_NOGAPS))
-                .floatValue();
+        fv = (Float) hci.get(StructureFrequency.PID_NOGAPS);
       }
       else
       {
-        value = ((Float) hconsensus[i].get(StructureFrequency.PID_GAPS))
-                .floatValue();
+        fv = (Float) hci.get(StructureFrequency.PID_GAPS);
       }
-
-      String maxRes = hconsensus[i].get(StructureFrequency.MAXRESIDUE)
-              .toString();
-      String mouseOver = hconsensus[i].get(StructureFrequency.MAXRESIDUE)
-              + " ";
+      if (fv == null)
+      {
+        consensus.annotations[i] = null;
+        // data has changed below us .. give up and
+        continue;
+      }
+      value = fv.floatValue();
+      String maxRes = hci.get(StructureFrequency.MAXRESIDUE).toString();
+      String mouseOver = hci.get(StructureFrequency.MAXRESIDUE) + " ";
       if (maxRes.length() > 1)
       {
         mouseOver = "[" + maxRes + "] ";
         maxRes = "+";
       }
-      int[][] profile = (int[][]) hconsensus[i]
-              .get(StructureFrequency.PROFILE);
-      int[][] pairs = (int[][]) hconsensus[i]
-              .get(StructureFrequency.PAIRPROFILE);
+      int[][] profile = (int[][]) hci.get(StructureFrequency.PROFILE);
+      int[][] pairs = (int[][]) hci.get(StructureFrequency.PAIRPROFILE);
 
       if (pairs != null && includeAllConsSymbols) // Just responsible for the
       // tooltip
@@ -349,23 +408,24 @@ public class StructureFrequency
       {
         mouseOver = "";
 
-        /* TODO It's not sure what is the purpose of the alphabet and wheter it is useful for structure?
-         *
+        /*
+         * TODO It's not sure what is the purpose of the alphabet and wheter it
+         * is useful for structure?
+         * 
          * if (alphabet != null) { for (int c = 0; c < alphabet.length; c++) {
          * tval = ((float) profile[0][alphabet[c]]) 100f / (float)
          * profile[1][ignoreGapsInConsensusCalculation ? 1 : 0]; mouseOver +=
          * ((c == 0) ? "" : "; ") + alphabet[c] + " " + ((int) tval) + "%"; } }
          * else {
          */
-        Object[] ca = new Object[625];
+        int[][] ca = new int[625][];
         float[] vl = new float[625];
         int x = 0;
         for (int c = 65; c < 90; c++)
         {
           for (int d = 65; d < 90; d++)
           {
-            ca[x] = new int[]
-            { c, d };
+            ca[x] = new int[] { c, d };
             vl[x] = pairs[c][d];
             x++;
           }
@@ -373,14 +433,18 @@ public class StructureFrequency
         jalview.util.QuickSort.sort(vl, ca);
         int p = 0;
 
+        /*
+         * profile[1] is {total, ungappedTotal}
+         */
+        final int divisor = profile[1][ignoreGapsInConsensusCalculation ? 1
+                : 0];
         for (int c = 624; c > 0; c--)
         {
           if (vl[c] > 0)
           {
-            tval = (vl[c] * 100f / profile[1][ignoreGapsInConsensusCalculation ? 1
-                    : 0]);
-            mouseOver += ((p == 0) ? "" : "; ") + (char) ((int[]) ca[c])[0]
-                    + (char) ((int[]) ca[c])[1] + " " + ((int) tval) + "%";
+            tval = (vl[c] * 100f / divisor);
+            mouseOver += ((p == 0) ? "" : "; ") + (char) ca[c][0]
+                    + (char) ca[c][1] + " " + fmt.form(tval) + "%";
             p++;
 
           }
@@ -390,7 +454,7 @@ public class StructureFrequency
       }
       else
       {
-        mouseOver += ((int) value + "%");
+        mouseOver += (fmt.form(value) + "%");
       }
       consensus.annotations[i] = new Annotation(maxRes, mouseOver, ' ',
               value);
@@ -399,52 +463,61 @@ public class StructureFrequency
 
   /**
    * get the sorted base-pair profile for the given position of the consensus
-   *
+   * 
    * @param hconsensus
    * @return profile of the given column
    */
   public static int[] extractProfile(Hashtable hconsensus,
           boolean ignoreGapsInConsensusCalculation)
   {
-    int[] rtnval = new int[74]; // 2*(5*5)+2
+    int[] rtnval = new int[STRUCTURE_PROFILE_LENGTH]; // 2*(5*5)+2
     int[][] profile = (int[][]) hconsensus.get(StructureFrequency.PROFILE);
     int[][] pairs = (int[][]) hconsensus
             .get(StructureFrequency.PAIRPROFILE);
 
     if (profile == null)
+    {
       return null;
+    }
 
     // TODO fix the object length, also do it in completeConsensus
-    Object[] ca = new Object[625];
+    // Object[] ca = new Object[625];
+    int[][] ca = new int[625][];
     float[] vl = new float[625];
     int x = 0;
     for (int c = 65; c < 90; c++)
     {
       for (int d = 65; d < 90; d++)
       {
-        ca[x] = new int[]
-        { c, d };
+        ca[x] = new int[] { c, d };
         vl[x] = pairs[c][d];
         x++;
       }
     }
     jalview.util.QuickSort.sort(vl, ca);
 
-    rtnval[0] = 2;
+    int valuesCount = 0;
     rtnval[1] = 0;
+    int offset = 2;
+    final int divisor = profile[1][ignoreGapsInConsensusCalculation ? 1 : 0];
     for (int c = 624; c > 0; c--)
     {
       if (vl[c] > 0)
       {
-        rtnval[rtnval[0]++] = ((int[]) ca[c])[0];
-        rtnval[rtnval[0]++] = ((int[]) ca[c])[1];
-        rtnval[rtnval[0]] = (int) (vl[c] * 100f / profile[1][ignoreGapsInConsensusCalculation ? 1
-                : 0]);
-        rtnval[1]+=rtnval[rtnval[0]++];
+        rtnval[offset++] = ca[c][0];
+        rtnval[offset++] = ca[c][1];
+        rtnval[offset] = (int) (vl[c] * 100f / divisor);
+        rtnval[1] += rtnval[offset++];
+        valuesCount++;
       }
     }
+    rtnval[0] = valuesCount;
 
-    return rtnval;
+    // insert profile type code in position 0
+    int[] result = new int[rtnval.length + 1];
+    result[0] = AlignmentAnnotation.STRUCTURE_PROFILE;
+    System.arraycopy(rtnval, 0, result, 1, rtnval.length);
+    return result;
   }
 
   public static void main(String args[])