JAL-3746 apply copyright to source
[jalview.git] / src / jalview / io / EmblFlatFile.java
index f7a5161..33701f6 100644 (file)
@@ -1,28 +1,30 @@
+/*
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ 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 
+ * 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/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
+ */
 package jalview.io;
 
 import java.io.IOException;
-import java.text.ParseException;
-import java.util.ArrayList;
-import java.util.Arrays;
-import java.util.HashMap;
-import java.util.Hashtable;
-import java.util.List;
-import java.util.Map;
-import java.util.Map.Entry;
-import java.util.TreeMap;
 
-import jalview.bin.Cache;
+import jalview.bin.Console;
 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
-import jalview.datamodel.DBRefSource;
-import jalview.datamodel.FeatureProperties;
-import jalview.datamodel.Mapping;
-import jalview.datamodel.Sequence;
-import jalview.datamodel.SequenceFeature;
-import jalview.datamodel.SequenceI;
 import jalview.util.DBRefUtils;
-import jalview.util.DnaUtils;
-import jalview.util.MapList;
-import jalview.util.MappingUtils;
 
 /**
  * A class that provides selective parsing of the EMBL flatfile format.
@@ -43,56 +45,10 @@ import jalview.util.MappingUtils;
  * @see ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/ena/sequence/release/doc/usrman.txt
  * @see ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/embl/doc/FT_current.html
  */
-public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
+public class EmblFlatFile extends EMBLLikeFlatFile
 {
-  private static final String QUOTE = "\"";
-
   /**
-   * A data bean class to hold values parsed from one CDS Feature (FT)
-   */
-  class CdsData
-  {
-    String translation; // from CDS feature /translation
-
-    String cdsLocation; // CDS /location raw value
-
-    int codonStart = 1; // from CDS /codon_start
-
-    String proteinName; // from CDS /product; used for protein description
-
-    String proteinId; // from CDS /protein_id
-
-    List<DBRefEntry> xrefs = new ArrayList<>(); // from CDS /db_xref qualifiers
-
-    Map<String, String> cdsProps = new Hashtable<>(); // CDS other qualifiers
-  }
-
-  private static final String WHITESPACE = "\\s+";
-
-  private String sourceDb;
-
-  /*
-   * values parsed from the EMBL flatfile record
-   */
-  private String accession; // from ID (first token)
-
-  private String version; // from ID (second token)
-
-  private String description; // from (first) DE line
-
-  private int length = 128; // from ID (7th token), with usable default
-
-  private List<DBRefEntry> dbrefs; // from DR
-
-  private String sequenceString; // from SQ lines
-
-  /*
-   * parsed CDS data fields, keyed by protein_id
-   */
-  private Map<String, CdsData> cds;
-
-  /**
-   * Constructor
+   * Constructor given a data source and the id of the source database
    * 
    * @param fp
    * @param sourceId
@@ -100,14 +56,7 @@ public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
    */
   public EmblFlatFile(FileParse fp, String sourceId) throws IOException
   {
-    super(false, fp); // don't parse immediately
-    this.sourceDb = sourceId;
-    dbrefs = new ArrayList<>();
-    
-    /*
-     * using TreeMap gives CDS sequences in alphabetical, so readable, order
-     */
-    cds = new TreeMap<>(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
+    super(fp, sourceId);
   }
 
   /**
@@ -116,6 +65,7 @@ public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
    * 
    * @throws IOException
    */
+  @Override
   public void parse() throws IOException
   {
     String line = nextLine();
@@ -135,11 +85,11 @@ public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
       }
       else if (line.startsWith("SQ"))
       {
-        line = parseSQ();
+        line = parseSequence();
       }
       else if (line.startsWith("FT"))
       {
-        line = parseFT(line);
+        line = parseFeature(line.substring(2));
       }
       else
       {
@@ -194,7 +144,7 @@ public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
         this.length = Integer.valueOf(bits[0]);
       } catch (NumberFormatException e)
       {
-        Cache.log.error("bad length read in flatfile, line: " + line);
+        Console.error("bad length read in flatfile, line: " + line);
       }
     }
 
@@ -271,566 +221,9 @@ public class EmblFlatFile extends AlignFile // FileParse
     return nextLine();
   }
 
-  /**
-   * Reads and saves the sequence, read from the lines following the SQ line.
-   * Whitespace and position counters are discarded. Returns the next line
-   * following the sequence data (the next line that doesn't start with
-   * whitespace).
-   * 
-   * @throws IOException
-   */
-  String parseSQ() throws IOException
-  {
-    StringBuilder sb = new StringBuilder(this.length);
-    String line = nextLine();
-    while (line != null && line.startsWith(" "))
-    {
-      line = line.trim();
-      String[] blocks = line.split(WHITESPACE);
-
-      /*
-       * omit the last block (position counter) on each line
-       */
-      for (int i = 0; i < blocks.length - 1; i++)
-      {
-        sb.append(blocks[i]);
-      }
-      line = nextLine();
-    }
-    this.sequenceString = sb.toString();
-
-    return line;
-  }
-
-  /**
-   * Processes an FT line. If it declares a feature type of interest (currently,
-   * only CDS is processed), processes all of the associated lines (feature
-   * qualifiers), and returns the next line after that, otherwise simply returns
-   * the next line.
-   * 
-   * @param line
-   * @return
-   * @throws IOException
-   */
-  String parseFT(String line) throws IOException
-  {
-    String[] tokens = line.split(WHITESPACE);
-    if (tokens.length < 3 || !"CDS".equals(tokens[1]))
-    {
-      return nextLine();
-    }
-
-    CdsData data = new CdsData();
-    data.cdsLocation = tokens[2];
-
-    line = nextLine();
-    while (line != null)
-    {
-      if (!line.startsWith("FT    ")) // 4 spaces
-      {
-        // e.g. start of next feature "FT source..."
-        break;
-      }
-
-      /*
-       * extract qualifier, e.g. FT    /protein_id="CAA37824.1"
-       */
-      int slashPos = line.indexOf('/');
-      if (slashPos == -1)
-      {
-        Cache.log.error("Unexpected EMBL line ignored: " + line);
-        continue;
-      }
-      int eqPos = line.indexOf('=', slashPos + 1);
-      if (eqPos == -1)
-      {
-        // can happen, e.g. /ribosomal_slippage
-//        Cache.log.error("Unexpected EMBL line ignored: " + line);
-        line = nextLine();
-        continue;
-      }
-      String qualifier = line.substring(slashPos + 1, eqPos);
-      String value = line.substring(eqPos + 1);
-      if (value.startsWith(QUOTE) && value.endsWith(QUOTE))
-      {
-        value = value.substring(1, value.length() - 1);
-      }
-
-      if ("protein_id".equals(qualifier))
-      {
-        data.proteinId = value;
-        line = nextLine();
-      }
-      else if ("codon_start".equals(qualifier))
-      {
-        try
-        {
-          data.codonStart = Integer.parseInt(value.trim());
-        } catch (NumberFormatException e)
-        {
-          Cache.log.error("Invalid codon_start in XML for " + this.accession
-                  + ": " + e.getMessage());
-        }
-        line = nextLine();
-      }
-      else if ("db_xref".equals(qualifier))
-      {
-        String[] parts = value.split(":");
-        if (parts.length == 2)
-        {
-          String db = parts[0].trim();
-          db = DBRefUtils.getCanonicalName(db);
-          DBRefEntry dbref = new DBRefEntry(db, "0", parts[1].trim());
-          data.xrefs.add(dbref);
-        }
-        line = nextLine();
-      }
-      else if ("product".equals(qualifier))
-      {
-        // sometimes name is returned e.g. for V00488
-        data.proteinName = value;
-        line = nextLine();
-      }
-      else if ("translation".equals(qualifier))
-      {
-        line = parseTranslation(value, data);
-      }
-      else if (!"".equals(value))
-      {
-        // throw anything else into the additional properties hash
-        data.cdsProps.put(qualifier, value);
-        line = nextLine();
-      }
-    }
-
-    if (data.proteinId != null)
-    {
-      this.cds.put(data.proteinId, data);
-    }
-    else
-    {
-      Cache.log.error("Ignoring CDS feature with no protein_id for "
-              + sourceDb + ":" + accession);
-    }
-
-    return line;
-  }
-
-  /**
-   * Reads and returns the CDS translation from one or more lines of the file,
-   * and returns the next line after that
-   * 
-   * @param value
-   *          the first line of the translation (likely quoted)
-   * @param data
-   * @return
-   * @throws IOException
-   */
-  String parseTranslation(String value, CdsData data) throws IOException
-  {
-    StringBuilder sb = new StringBuilder(this.length / 3 + 1);
-    sb.append(value.replace(QUOTE, ""));
-
-    String line;
-    while ((line = nextLine()) != null)
-    {
-      if (!line.startsWith("FT    "))
-      {
-        break; // reached next feature or other input line
-      }
-      String[] tokens = line.split(WHITESPACE);
-      if (tokens.length < 2)
-      {
-        Cache.log.error("Ignoring bad EMBL line: " + line);
-        break;
-      }
-      if (tokens[1].startsWith("/"))
-      {
-        break; // next feature qualifier
-      }
-      sb.append(tokens[1].replace(QUOTE, ""));
-    }
-
-    data.translation = sb.toString();
-
-    return line;
-  }
-
-  /**
-   * Constructs and saves the sequence from parsed components
-   */
-  void buildSequence()
-  {
-    String name = this.accession;
-    if (this.sourceDb != null)
-    {
-      name = this.sourceDb + "|" + name;
-    }
-    SequenceI seq = new Sequence(name, this.sequenceString);
-    seq.setDescription(this.description);
-
-    /*
-     * add a DBRef to itself
-     */
-    DBRefEntry selfRef = new DBRefEntry(sourceDb, version, accession);
-    int[] startEnd = new int[] { 1, seq.getLength() };
-    selfRef.setMap(new Mapping(null, startEnd, startEnd, 1, 1));
-    seq.addDBRef(selfRef);
-
-    for (DBRefEntry dbref : this.dbrefs)
-    {
-      seq.addDBRef(dbref);
-    }
-
-    processCDSFeatures(seq);
-
-    seq.deriveSequence();
-
-    addSequence(seq);
-  }
-
-  /**
-   * Process the CDS features, including generation of cross-references and
-   * mappings to the protein products (translation)
-   * 
-   * @param seq
-   */
-  protected void processCDSFeatures(SequenceI seq)
-  {
-    /*
-     * record protein products found to avoid duplication i.e. >1 CDS with 
-     * the same /protein_id [though not sure I can find an example of this]
-     */
-    Map<String, SequenceI> proteins = new HashMap<>();
-    for (CdsData data : cds.values())
-    {
-      processCDSFeature(seq, data, proteins);
-    }
-  }
-
-  /**
-   * Processes data for one parsed CDS feature to
-   * <ul>
-   * <li>create a protein product sequence for the translation</li>
-   * <li>create a cross-reference to protein with mapping from dna</li>
-   * <li>add a CDS feature to the sequence for each CDS start-end range</li>
-   * <li>add any CDS dbrefs to the sequence and to the protein product</li>
-   * </ul>
-   * 
-   * @param SequenceI
-   *          dna
-   * @param proteins
-   *          map of protein products so far derived from CDS data
-   */
-  void processCDSFeature(SequenceI dna, CdsData data,
-          Map<String, SequenceI> proteins)
-  {
-    /*
-     * parse location into a list of [start, end, start, end] positions
-     */
-    int[] exons = getCdsRanges(this.accession, data.cdsLocation);
-
-    MapList maplist = buildMappingToProtein(dna, exons, data);
-
-    int exonNumber = 0;
-
-    for (int xint = 0; exons != null && xint < exons.length - 1; xint += 2)
-    {
-      int exonStart = exons[xint];
-      int exonEnd = exons[xint + 1];
-      int begin = Math.min(exonStart, exonEnd);
-      int end = Math.max(exonStart, exonEnd);
-      exonNumber++;
-      String desc = String.format("Exon %d for protein EMBLCDS:%s",
-              exonNumber, data.proteinId);
-
-      SequenceFeature sf = new SequenceFeature("CDS", desc, begin, end,
-              this.sourceDb);
-      for (Entry<String, String> val : data.cdsProps.entrySet())
-      {
-        sf.setValue(val.getKey(), val.getValue());
-      }
-
-      sf.setEnaLocation(data.cdsLocation);
-      boolean forwardStrand = exonStart <= exonEnd;
-      sf.setStrand(forwardStrand ? "+" : "-");
-      sf.setPhase(String.valueOf(data.codonStart - 1));
-      sf.setValue(FeatureProperties.EXONPOS, exonNumber);
-      sf.setValue(FeatureProperties.EXONPRODUCT, data.proteinName);
-
-      dna.addSequenceFeature(sf);
-    }
-
-    boolean hasUniprotDbref = false;
-    for (DBRefEntry xref : data.xrefs)
-    {
-      dna.addDBRef(xref);
-      if (xref.getSource().equals(DBRefSource.UNIPROT))
-      {
-        /*
-         * construct (or find) the sequence for (data.protein_id, data.translation)
-         */
-        SequenceI protein = buildProteinProduct(dna, xref, data, proteins);
-        Mapping map = new Mapping(protein, maplist);
-        map.setMappedFromId(data.proteinId);
-        xref.setMap(map);
-
-        /*
-         * add DBRefs with mappings from dna to protein and the inverse
-         */
-        DBRefEntry db1 = new DBRefEntry(sourceDb, version, accession);
-        db1.setMap(new Mapping(dna, maplist.getInverse()));
-        protein.addDBRef(db1);
-
-        hasUniprotDbref = true;
-      }
-    }
-
-    /*
-     * if we have a product (translation) but no explicit Uniprot dbref
-     * (example: EMBL M19487 protein_id AAB02592.1)
-     * then construct mappings to an assumed EMBLCDSPROTEIN accession
-     */
-    if (!hasUniprotDbref)
-    {
-      SequenceI protein = proteins.get(data.proteinId);
-      if (protein == null)
-      {
-        protein = new Sequence(data.proteinId, data.translation);
-        proteins.put(data.proteinId, protein);
-      }
-      // assuming CDSPROTEIN sequence version = dna version (?!)
-      DBRefEntry db1 = new DBRefEntry(DBRefSource.EMBLCDSProduct,
-              this.version, data.proteinId);
-      protein.addDBRef(db1);
-
-      DBRefEntry dnaToEmblProteinRef = new DBRefEntry(
-              DBRefSource.EMBLCDSProduct, this.version, data.proteinId);
-      Mapping map = new Mapping(protein, maplist);
-      map.setMappedFromId(data.proteinId);
-      dnaToEmblProteinRef.setMap(map);
-      dna.addDBRef(dnaToEmblProteinRef);
-     }
-
-    /*
-     * comment brought forward from EmblXmlSource, lines 447-451:
-     * TODO: if retrieved from EMBLCDS, add a DBRef back to the parent EMBL
-     * sequence with the exon  map; if given a dataset reference, search
-     * dataset for parent EMBL sequence if it exists and set its map;
-     * make a new feature annotating the coding contig
-     */
-  }
-
-  /**
-   * Computes a mapping from CDS positions in DNA sequence to protein product
-   * positions, with allowance for stop codon or incomplete start codon
-   * 
-   * @param dna
-   * @param exons
-   * @param data
-   * @return
-   */
-  MapList buildMappingToProtein(final SequenceI dna, final int[] exons,
-          final CdsData data)
-  {
-    MapList dnaToProteinMapping = null;
-    int peptideLength = data.translation.length();
-
-    int[] proteinRange = new int[] { 1, peptideLength };
-    if (exons != null && exons.length > 0)
-    {
-      /*
-       * We were able to parse 'location'; do a final 
-       * product length truncation check
-       */
-      int[] cdsRanges = adjustForProteinLength(peptideLength, exons);
-      dnaToProteinMapping = new MapList(cdsRanges, proteinRange, 3, 1);
-    }
-    else
-    {
-      /*
-       * workaround until we handle all 'location' formats fully
-       * e.g. X53828.1:60..1058 or <123..>289
-       */
-      Cache.log.error(String.format(
-              "Implementation Notice: EMBLCDS location '%s'not properly supported yet"
-                      + " - Making up the CDNA region of (%s:%s)... may be incorrect",
-              data.cdsLocation, sourceDb, this.accession));
-
-      int completeCodonsLength = 1 - data.codonStart + dna.getLength();
-      int mappedDnaEnd = dna.getEnd();
-      if (peptideLength * 3 == completeCodonsLength)
-      {
-        // this might occur for CDS sequences where no features are marked
-        Cache.log.warn("Assuming no stop codon at end of cDNA fragment");
-        mappedDnaEnd = dna.getEnd();
-      }
-      else if ((peptideLength + 1) * 3 == completeCodonsLength)
-      {
-        Cache.log.warn("Assuming stop codon at end of cDNA fragment");
-        mappedDnaEnd = dna.getEnd() - 3;
-      }
-
-      if (mappedDnaEnd != -1)
-      {
-        int[] cdsRanges = new int[] {
-            dna.getStart() + (data.codonStart - 1), mappedDnaEnd };
-        dnaToProteinMapping = new MapList(cdsRanges, proteinRange, 3, 1);
-      }
-    }
-
-    return dnaToProteinMapping;
-  }
-
-  /**
-   * Constructs a sequence for the protein product for the CDS data (if there is
-   * one), and dbrefs with mappings from CDS to protein and the reverse
-   * 
-   * @param dna
-   * @param xref
-   * @param data
-   * @param proteins
-   * @return
-   */
-  SequenceI buildProteinProduct(SequenceI dna, DBRefEntry xref,
-          CdsData data, Map<String, SequenceI> proteins)
-  {
-    /*
-     * check we have some data to work with
-     */
-    if (data.proteinId == null || data.translation == null)
-    {
-      return null;
-    }
-
-    /*
-     * Construct the protein sequence (if not already seen)
-     */
-    String proteinSeqName = xref.getSource() + "|" + xref.getAccessionId();
-    SequenceI protein = proteins.get(proteinSeqName);
-    if (protein == null)
-    {
-      protein = new Sequence(proteinSeqName, data.translation, 1,
-              data.translation.length());
-      protein.setDescription(data.proteinName != null ? data.proteinName
-              : "Protein Product from " + sourceDb);
-      proteins.put(proteinSeqName, protein);
-    }
-
-    return protein;
-  }
-
-  /**
-   * Returns the CDS location as a single array of [start, end, start, end...]
-   * positions. If on the reverse strand, these will be in descending order.
-   * 
-   * @param accession
-   * @param location
-   * @return
-   */
-  protected int[] getCdsRanges(String accession, String location)
-  {
-    if (location == null)
-    {
-      return new int[] {};
-    }
-
-    try
-    {
-      List<int[]> ranges = DnaUtils.parseLocation(location);
-      return MappingUtils.listToArray(ranges);
-    } catch (ParseException e)
-    {
-      Cache.log.warn(
-              String.format("Not parsing inexact CDS location %s in ENA %s",
-                      location, accession));
-      return new int[] {};
-    }
-  }
-
-  /**
-   * Output (print) is not implemented for EMBL flat file format
-   */
   @Override
-  public String print(SequenceI[] seqs, boolean jvsuffix)
+  protected boolean isFeatureContinuationLine(String line)
   {
-    return null;
-  }
-
-  /**
-   * Truncates (if necessary) the exon intervals to match 3 times the length of
-   * the protein; also accepts 3 bases longer (for stop codon not included in
-   * protein)
-   * 
-   * @param proteinLength
-   * @param exon
-   *          an array of [start, end, start, end...] intervals
-   * @return the same array (if unchanged) or a truncated copy
-   */
-  static int[] adjustForProteinLength(int proteinLength, int[] exon)
-  {
-    if (proteinLength <= 0 || exon == null)
-    {
-      return exon;
-    }
-    int expectedCdsLength = proteinLength * 3;
-    int exonLength = MappingUtils.getLength(Arrays.asList(exon));
-
-    /*
-     * if exon length matches protein, or is shorter, or longer by the 
-     * length of a stop codon (3 bases), then leave it unchanged
-     */
-    if (expectedCdsLength >= exonLength
-            || expectedCdsLength == exonLength - 3)
-    {
-      return exon;
-    }
-
-    int origxon[];
-    int sxpos = -1;
-    int endxon = 0;
-    origxon = new int[exon.length];
-    System.arraycopy(exon, 0, origxon, 0, exon.length);
-    int cdspos = 0;
-    for (int x = 0; x < exon.length; x += 2)
-    {
-      cdspos += Math.abs(exon[x + 1] - exon[x]) + 1;
-      if (expectedCdsLength <= cdspos)
-      {
-        // advanced beyond last codon.
-        sxpos = x;
-        if (expectedCdsLength != cdspos)
-        {
-          // System.err
-          // .println("Truncating final exon interval on region by "
-          // + (cdspos - cdslength));
-        }
-
-        /*
-         * shrink the final exon - reduce end position if forward
-         * strand, increase it if reverse
-         */
-        if (exon[x + 1] >= exon[x])
-        {
-          endxon = exon[x + 1] - cdspos + expectedCdsLength;
-        }
-        else
-        {
-          endxon = exon[x + 1] + cdspos - expectedCdsLength;
-        }
-        break;
-      }
-    }
-
-    if (sxpos != -1)
-    {
-      // and trim the exon interval set if necessary
-      int[] nxon = new int[sxpos + 2];
-      System.arraycopy(exon, 0, nxon, 0, sxpos + 2);
-      nxon[sxpos + 1] = endxon; // update the end boundary for the new exon
-                                // set
-      exon = nxon;
-    }
-    return exon;
+    return line.startsWith("FT    "); // 4 spaces
   }
 }