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1// ================================================================ //
2//                                                                  //
3//   File      : Location.cxx                                       //
4//   Purpose   :                                                    //
5//                                                                  //
6//   Coded by Ralf Westram (coder@reallysoft.de) in November 2006   //
7//   Institute of Microbiology (Technical University Munich)        //
8//   http://www.arb-home.de/                                        //
9//                                                                  //
10// ================================================================ //
11
12#include "Location.h"
13#include <arb_stdstr.h>
14
15#include <adGene.h>
16#include <arbdb.h>
17
18#include <cctype>
19#include <string>
20
21using namespace std;
22
23typedef SmartPtr<Location>  LocationPtr;
24typedef vector<LocationPtr> LocationVector;
25
26DEFINE_ITERATORS(LocationVector);
27
28class SimpleLocation : public Location {
29    long pos1;
30    long pos2;
31    char uncertain1;
32    char uncertain2;
33
34    static inline string one_pos_as_string(char uc, long p) {
35        string s;
36        if (uc != '=') s += uc;
37        return s += GBS_global_string("%li", p);
38    }
39
40public:
41    SimpleLocation(long p1, long p2, char u1, char u2)
42        : pos1(p1), pos2(p2), uncertain1(u1), uncertain2(u2)
43    {
44        arb_assert(u1 && u2);
45    }
46    SimpleLocation(long p, char u)
47        : pos1(p), pos2(p), uncertain1(u), uncertain2(u)
48    {
49        arb_assert(u == '='); // do not allow uncertainties with single position ctor
50    }
51
52    int count() const OVERRIDE { return 1; }
53    LocationJoinType getJoinType() const OVERRIDE { return LJT_NOT_JOINED; }
54    bool isInRange(long p1, long p2) const OVERRIDE {
55        arb_assert(p1 <= p2);
56        return p1 <= pos1 && pos2 <= p2;
57    }
58    void save(GEN_position *pos, bool complementary) const OVERRIDE {
59        int p = pos->parts;
60
61        pos->start_pos[p]       = pos1;
62        pos->stop_pos[p]        = pos2;
63        pos->complement[p]      = char(complementary);
64        pos->start_uncertain[p] = uncertain1;
65        pos->stop_uncertain[p]  = uncertain2;
66
67        ++pos->parts;
68    }
69
70    string as_string() const OVERRIDE {
71        if (uncertain1 == '+') {
72            if (uncertain2 != '-' || pos2 != (pos1+1)) throw "Invalid uncertainties";
73            return GBS_global_string("%li^%li", pos1, pos2);
74        }
75
76        string s = one_pos_as_string(uncertain1, pos1);
77        if (pos1 != pos2) {
78            s += ".."+one_pos_as_string(uncertain2, pos2);
79        }
80        return s;
81    }
82};
83
84class JoinedLocation : public Location {
85    LocationVector   locations;
86    LocationJoinType joinType;
87
88public:
89    JoinedLocation(LocationJoinType jtype) : joinType(jtype) {}
90
91    void push_back(const LocationPtr&loc) {
92        LocationJoinType loc_type = loc->getJoinType();
93        if (loc_type != LJT_NOT_JOINED && loc_type != joinType) {
94            throw "order() and join() cannot be mixed";
95        }
96        locations.push_back(loc);
97    }
98
99    LocationJoinType getJoinType() const OVERRIDE { return joinType; }
100    int count() const OVERRIDE {
101        int Count = 0;
102
103        LocationVectorCIter e = locations.end();
104        for (LocationVectorCIter i = locations.begin(); i != e; ++i) {
105            Count += (*i)->count();
106        }
107        return Count;
108    }
109
110    bool isInRange(long p1, long p2) const OVERRIDE {
111        LocationVectorCIter e = locations.end();
112        for (LocationVectorCIter i = locations.begin(); i != e; ++i) {
113            if (!(*i)->isInRange(p1, p2)) {
114                return false;
115            }
116        }
117        return true;
118    }
119
120    void save(GEN_position *pos, bool complementary) const OVERRIDE {
121        if (complementary) {
122            LocationVectorCRIter e = locations.rend();
123            for (LocationVectorCRIter i = locations.rbegin(); i != e; ++i) {
124                (*i)->save(pos, complementary);
125            }
126        }
127        else {
128            LocationVectorCIter e = locations.end();
129            for (LocationVectorCIter i = locations.begin(); i != e; ++i) {
130                (*i)->save(pos, complementary);
131            }
132        }
133    }
134    string as_string() const OVERRIDE {
135        string joined;
136        switch (joinType) {
137            case LJT_JOIN: joined  = "join"; break;
138            case LJT_ORDER: joined = "order"; break;
139            default: throw "Unhandled join type"; break;
140        }
141        joined += '(';
142
143        LocationVectorCIter e  = locations.end();
144        LocationVectorCIter i  = locations.begin();
145        if (i != e) {
146            joined += (*i++)->as_string();
147            for (; i != e; ++i) {
148                joined += ',';
149                joined += (*i)->as_string();
150            }
151        }
152        joined += ')';
153        return joined;
154    }
155};
156
157class ComplementLocation : public Location {
158    LocationPtr location;
159public:
160    ComplementLocation(const LocationPtr& loc) : location(loc) {}
161
162    int count() const OVERRIDE { return location->count(); }
163    bool isInRange(long p1, long p2) const OVERRIDE { return location->isInRange(p1, p2); }
164    void save(GEN_position *pos, bool complementary) const OVERRIDE { location->save(pos, !complementary); }
165    LocationJoinType getJoinType() const OVERRIDE { return location->getJoinType(); }
166    string as_string() const OVERRIDE { return string("complement(")+location->as_string()+')'; }
167};
168
169// --------------------------------------------------------------------------------
170
171static size_t parsePosition(const string& source, char& uncertain) {
172    // parses one position and returns the value
173    // if position contains uncertainties, they are stored in 'uncertain' (as '<' or '>')
174
175    const char *s    = source.c_str();
176    size_t      slen = source.length();
177
178    if (s[0] == '>' or s[0] == '<') {
179        uncertain = s[0];
180        s++;
181        slen--;
182    }
183    else {
184        uncertain = '=';
185    }
186
187    char   *end;
188    size_t  pos = strtoul(s, &end, 10);
189
190    size_t converted = end-s;
191    if (converted<slen) {
192        throw string("Unexpected char '")+end[0]+"' in '"+source+"'";
193    }
194
195    return pos;
196}
197
198static void parseLocationList(const string& source, size_t startPos, LocationVector& locvec) {
199    size_t comma = source.find_first_of("(,", startPos);
200
201    while (comma != string::npos && source[comma] == '(') {
202        size_t pos    = comma+1;
203        size_t paren_count = 1;
204
205        while (paren_count>0) {
206            size_t paren = source.find_first_of("()", pos);
207            if (paren == string::npos) {
208                throw GBS_global_string("Expected %zu closing parenthesis in '%s'", paren_count, source.c_str());
209            }
210            if (source[paren] == ')') paren_count--;
211            else paren_count++;
212
213            pos = paren+1;
214        }
215        comma = source.find_first_of("(,", pos);
216    }
217
218    if (comma == string::npos) { // no comma on top level
219        locvec.push_back(parseLocation(source.substr(startPos)));
220    }
221    else {
222        arb_assert(source[comma] == ',');
223        locvec.push_back(parseLocation(source.substr(startPos, comma-startPos)));
224        parseLocationList(source, comma+1, locvec); // continue after comma
225    }
226}
227
228static bool parseInfix(const string &str, const string& prefix, const string& postfix, string& foundInfix) {
229    bool parsed = false;
230    if (beginsWith(str, prefix) && endsWith(str, postfix)) {
231        size_t strlen  = str.length();
232    size_t prelen  = prefix.length();
233    size_t postlen = postfix.length();
234
235        if (strlen >= (prelen+postlen)) { // otherwise str is to short (prefix and postfix overlap)
236            foundInfix = str.substr(prelen, strlen-(prelen+postlen));
237            parsed     = true;
238        }
239    }
240    return parsed;
241}
242
243LocationPtr parseLocation(const string& source) {
244    char first = source[0];
245    if (first == 'c') {
246        string infix;
247        if (parseInfix(source, "complement(", ")", infix)) {
248            return new ComplementLocation(parseLocation(infix));
249        }
250    }
251    else if (first == 'j' || first == 'o') {
252        string           infix;
253        LocationJoinType joinType = LJT_UNDEF;
254
255        if (parseInfix(source, "join(", ")", infix)) {
256            joinType = LJT_JOIN;
257        }
258        else if (parseInfix(source, "order(", ")", infix)) {
259            joinType = LJT_ORDER;
260        }
261
262        if (joinType != LJT_UNDEF) {
263            LocationVector locvec;
264            parseLocationList(infix, 0, locvec);
265
266            JoinedLocation *join = new JoinedLocation(joinType);
267            LocationPtr     res  = join;
268
269            LocationVectorCIter e = locvec.end();
270            for (LocationVectorCIter i = locvec.begin(); i != e; ++i) {
271                join->push_back(*i);
272            }
273            return res;
274        }
275    }
276    else if (isdigit(first) || strchr("<>", first)) {
277        size_t dots = source.find("..");
278        if (dots != string::npos) {
279            char   uncertain1, uncertain2;
280            size_t pos1 = parsePosition(source.substr(0, dots), uncertain1);
281            size_t pos2 = parsePosition(source.substr(dots+2), uncertain2);
282
283            return new SimpleLocation(pos1, pos2, uncertain1, uncertain2);
284        }
285
286        size_t in_between = source.find("^");
287        if (in_between != string::npos) {
288            char   uncertain1, uncertain2;
289            size_t pos1 = parsePosition(source.substr(0, in_between), uncertain1);
290            size_t pos2 = parsePosition(source.substr(in_between+1), uncertain2);
291
292            if (uncertain1 == '=' && uncertain2 == '=' && pos2 == pos1+1) {
293                return new SimpleLocation(pos1, pos2, '+', '-');
294            }
295            throw string("Can only handle 'pos^pos+1'. Can't parse location '"+source+"'");
296        }
297        else {
298            // single base position
299            char   uncertain;
300            size_t single_pos = parsePosition(source, uncertain);
301            if (uncertain != '=') throw "No uncertainty allowed for single positions";
302            return new SimpleLocation(single_pos, uncertain);
303        }
304    }
305
306    throw string("Unparsable location '"+source+"'");
307}
308
309GEN_position *Location::create_GEN_position() const {
310    GEN_position *pos = GEN_new_position(count(), getJoinType() == LJT_JOIN);
311    GEN_use_uncertainties(pos);
312
313#if defined(ASSERTION_USED)
314    int org_parts = pos->parts;
315#endif // ASSERTION_USED
316
317    pos->parts = 0;             // misuse 'parts' as index for filling 'pos'
318    save(pos, false);
319
320    arb_assert(pos->parts == org_parts);
321
322    return pos;
323}
324
325inline LocationPtr part2SimpleLocation(const GEN_position *pos, int i, bool inverseComplement) {
326    LocationPtr res = new SimpleLocation(pos->start_pos[i], pos->stop_pos[i], pos->start_uncertain[i], pos->stop_uncertain[i]);
327    if (contradicted(pos->complement[i], inverseComplement)) {;
328        res = new ComplementLocation(res);
329    }
330    return res;
331}
332
333LocationPtr to_Location(const GEN_position *gp) {
334    arb_assert(gp->start_uncertain);
335    arb_assert(gp->stop_uncertain);
336
337    if (gp->parts == 1) {
338        return part2SimpleLocation(gp, 0, false);
339    }
340
341    int complemented = 0;
342    for (int p = 0; p<gp->parts; ++p) complemented += gp->complement[p]; // LOOP_VECTORIZED
343
344    JoinedLocation *joined = new JoinedLocation(gp->joinable ? LJT_JOIN : LJT_ORDER);
345    LocationPtr     res    = joined;
346
347    if (2*complemented > gp->parts) {
348        // create "complement(join())" since it is "smaller"
349        for (int p = gp->parts-1; p >= 0; --p) {
350            LocationPtr ploc = part2SimpleLocation(gp, p, true);
351            joined->push_back(ploc);
352        }
353        res = new ComplementLocation(res);
354    }
355    else {
356        for (int p = 0; p<gp->parts; ++p) {
357            LocationPtr ploc = part2SimpleLocation(gp, p, false);
358            joined->push_back(ploc);
359        }
360    }
361    return res;
362}
363
364// --------------------------------------------------------------------------------
365
366#ifdef UNIT_TESTS
367#include <test_unit.h>
368
369static GB_ERROR perform_conversions(const string& in, string& out, string& out2) {
370    GB_ERROR error = NULp;
371    try {
372        LocationPtr loc = parseLocation(in);
373        out             = loc->as_string();
374
375        GEN_position *gp = loc->create_GEN_position();
376        TEST_REJECT_NULL(gp);
377
378        LocationPtr reloc = to_Location(gp);
379        out2              = reloc->as_string();
380
381        GEN_free_position(gp);
382    }
383    catch (std::string& err) { error = GBS_static_string(err.c_str()); }
384    catch (const char *&err) { error = GBS_static_string(err); }
385    return error;
386}
387
388#define DO_LOCONV_NOERR(str) string reverse, convReverse; TEST_EXPECT_NO_ERROR(perform_conversions(str, reverse, convReverse));
389
390// the following assertions test
391// - conversion from string->Location->string and
392// - conversion from string->Location->GEN_position->Location->string
393//
394// TEST_EXPECT___CONV_IDENT     expects both conversions equal input
395// TEST_EXPECT___CONV__INTO     expects 1st conversion changes to 'res'
396// TEST_EXPECT_RECONV__INTO     expects 2nd conversion changes to 'res'
397// TEST_EXPECT_RECONV_INTO2     expects 1st conversion changes to 'res1' and 2nd to 'res2'
398
399#define TEST_EXPECT___CONV_IDENT(str) do {              \
400        DO_LOCONV_NOERR(str);                           \
401        TEST_EXPECT_EQUAL(str, reverse.c_str());        \
402        TEST_EXPECT_EQUAL(str, convReverse.c_str());    \
403    } while(0)
404
405#define TEST_EXPECT___CONV_IDENT__BROKEN(str) do {              \
406        DO_LOCONV_NOERR(str);                                   \
407        TEST_EXPECT_EQUAL__BROKEN(str, reverse.c_str());        \
408    } while(0)
409
410#define TEST_EXPECT___CONV__INTO(str,res) do {          \
411        DO_LOCONV_NOERR(str);                           \
412        TEST_EXPECT_EQUAL(res, reverse.c_str());        \
413        TEST_EXPECT_EQUAL(res, convReverse.c_str());    \
414    } while(0)
415
416#define TEST_EXPECT_RECONV__INTO(str,res) do {                                  \
417        do {                                                                    \
418            DO_LOCONV_NOERR(str);                                               \
419            TEST_EXPECT_EQUAL(str, reverse.c_str());                            \
420            TEST_EXPECT_EQUAL(res, convReverse.c_str());                        \
421            TEST_EXPECT_MORE_EQUAL(reverse.length(), convReverse.length());  \
422        } while(0);                                                             \
423        TEST_EXPECT___CONV_IDENT(res);                                          \
424    } while(0)
425
426#define TEST_EXPECT_RECONV_INTO2(str,res1,res2) do {                            \
427        DO_LOCONV_NOERR(str);                                                   \
428        TEST_EXPECT_EQUAL(res1, reverse.c_str());                               \
429        TEST_EXPECT_EQUAL(res2, convReverse.c_str());                           \
430        TEST_EXPECT_MORE_EQUAL(reverse.length(), convReverse.length());      \
431    } while(0)
432
433#define TEST_EXPECT__PARSE_ERROR(str,err) do {                                  \
434        string reverse, convReverse;                                            \
435        TEST_EXPECT_EQUAL(perform_conversions(str, reverse, convReverse), err); \
436    } while(0)
437
438__ATTR__REDUCED_OPTIMIZE void TEST_gene_location() {
439    // see also ../ARBDB/adGene.cxx@TEST_GEN_position
440
441    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("1725");
442    TEST_EXPECT__PARSE_ERROR("3-77", "Unexpected char '-' in '3-77'");
443    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("3..77");
444    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("77..3"); // @@@ could be interpreted as reverse (but not complement)
445
446    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("<3..77");
447    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("3..>77");
448    TEST_EXPECT___CONV_IDENT(">3..<77");
449
450    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("7^8");
451    TEST_EXPECT__PARSE_ERROR("7^9", "Can only handle 'pos^pos+1'. Can't parse location '7^9'");
452
453    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("complement(3..77)");
454    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("complement(77..3)");
455    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("complement(77)");
456
457    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("join(3..77,100..200)");
458    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("join(3..77)", "3..77");
459    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("join(3..77,100,130..177)");
460    TEST_EXPECT__PARSE_ERROR("join(3..77,100..200, 130..177)", "Unparsable location ' 130..177'");
461
462    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("order(1)", "1");
463    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("order(0,8,15)");
464    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("order(10..12,7..9,1^2)");
465    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("order(complement(1^2),complement(7..9),complement(10..12))",
466                             "complement(order(10..12,7..9,1^2))");
467    TEST_EXPECT___CONV_IDENT("order(10..12,complement(7..9),1^2)");
468    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("order(complement(1^2),7..9,complement(10..12))",
469                             "complement(order(10..12,complement(7..9),1^2))");
470
471    TEST_EXPECT__PARSE_ERROR("join(order(0,8,15),order(3,2,1))", "order() and join() cannot be mixed");
472
473    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("join(complement(3..77),complement(100..200))",
474                             "complement(join(100..200,3..77))");
475    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("join(complement(join(3..77,74..83)),complement(100..200))",
476                             "complement(join(100..200,3..77,74..83))");
477    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("complement(complement(complement(100..200)))",
478                             "complement(100..200)");
479    TEST_EXPECT_RECONV__INTO("join(complement(join(complement(join(1)))))",
480                             "1");
481
482    // cover errors
483    TEST_EXPECT__PARSE_ERROR("join(abc()", "Expected 1 closing parenthesis in 'abc('");
484
485    // strange behavior
486    TEST_EXPECT___CONV__INTO("", "0");
487    TEST_EXPECT_RECONV_INTO2("join()", "join(0)", "0");
488    TEST_EXPECT___CONV__INTO("complement()", "complement(0)");
489    TEST_EXPECT_RECONV_INTO2("complement(complement())", "complement(complement(0))", "0");
490}
491
492#endif // UNIT_TESTS
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.