source: branches/help/GDE/TREEPUZZLE/src/puzzle1.c

Last change on this file was 4932, checked in by baderk, 17 years ago

Fixed various typos…

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 140.4 KB
Line 
1/*
2 * puzzle1.c
3 *
4 *
5 * Part of TREE-PUZZLE 5.0 (June 2000)
6 *
7 * (c) 1999-2000 by Heiko A. Schmidt, Korbinian Strimmer,
8 *                  M. Vingron, and Arndt von Haeseler
9 * (c) 1995-1999 by Korbinian Strimmer and Arndt von Haeseler
10 *
11 * All parts of the source except where indicated are distributed under
12 * the GNU public licence.  See http://www.opensource.org for details.
13 */
14
15
16#define EXTERN
17
18#include "puzzle.h"
19#include "gamma.h"
20
21void num2quart(uli qnum, int *a, int *b, int *c, int *d)
22{
23        double temp;
24        uli aa, bb, cc, dd;
25        uli lowval=0, highval=0;
26
27        aa=0; bb=1; cc=2; dd=3;
28
29        temp = (double)(24 * qnum);
30        temp = sqrt(temp);
31        temp = sqrt(temp);
32        /* temp = pow(temp, (double)(1/4)); */
33        dd = (uli) floor(temp) + 1;
34        if (dd < 3) dd = 3;
35        lowval =  (uli) dd*(dd-1)*(dd-2)*(dd-3)/24;
36        highval = (uli) (dd+1)*dd*(dd-1)*(dd-2)/24;
37        if (lowval >= qnum)
38            while ((lowval > qnum)) {
39                dd -= 1; lowval = (uli) dd*(dd-1)*(dd-2)*(dd-3)/24;
40            }
41        else {
42            while (highval <= qnum) {
43                dd += 1; highval = (uli) (dd+1)*dd*(dd-1)*(dd-2)/24;
44            }
45            lowval = (uli) dd*(dd-1)*(dd-2)*(dd-3)/24;
46        }
47        qnum -= lowval;
48        if (qnum > 0) {
49            temp = (double)(6 * qnum);
50            temp = pow(temp, (double)(1/3));
51            cc = (uli) floor(temp);
52            if (cc < 2) cc= 2;
53            lowval =  (uli) cc*(cc-1)*(cc-2)/6;
54            highval = (uli) (cc+1)*cc*(cc-1)/6;
55            if (lowval >= qnum)
56                while ((lowval > qnum)) {
57                   cc -= 1; lowval = (uli) cc*(cc-1)*(cc-2)/6;
58                }
59            else {
60                while (highval <= qnum) {
61                   cc += 1; highval = (uli) (cc+1)*cc*(cc-1)/6;
62                }
63                lowval = (uli) cc*(cc-1)*(cc-2)/6;
64            }
65            qnum -= lowval;
66            if (qnum > 0) {
67                temp = (double)(2 * qnum);
68                temp = sqrt(temp);
69                bb = (uli) floor(temp);
70                if (bb < 1) bb= 1;
71                lowval =  (uli) bb*(bb-1)/2;
72                highval = (uli) (bb+1)*bb/2;
73                if (lowval >= qnum)
74                    while ((lowval > qnum)) {
75                        bb -= 1; lowval = (uli) bb*(bb-1)/2;
76                    }
77                else {
78                    while (highval <= qnum) {
79                       bb += 1; highval = (uli) (bb+1)*bb/2;
80                    }
81                    lowval = (uli) bb*(bb-1)/2;
82                }
83                qnum -= lowval;
84                if (qnum > 0) {
85                   aa = (uli) qnum;
86                   if (aa < 0) aa= 0;
87                }
88            }
89        }
90        *d = (int)dd;
91        *c = (int)cc;
92        *b = (int)bb;
93        *a = (int)aa;
94}  /* num2quart */
95
96/******************/
97
98uli numquarts(int maxspc)
99{
100   uli tmp;
101   int a, b, c, d;
102
103   if (maxspc < 4)
104     return (uli)0;
105   else {
106      maxspc--;
107      a = maxspc-3;
108      b = maxspc-2;
109      c = maxspc-1;
110      d = maxspc;
111
112      tmp = (uli) 1 + a +
113            (uli) b * (b-1) / 2 +
114            (uli) c * (c-1) * (c-2) / 6 +
115            (uli) d * (d-1) * (d-2) * (d-3) / 24;
116      return (tmp);
117   }
118}  /* numquarts */
119
120/******************/
121
122uli quart2num (int a, int b, int c, int d)
123{
124      uli tmp;
125      if ((a>b) || (b>c) || (c>d)) {
126         fprintf(stderr, "Error PP5 not (%d <= %d <= %d <= %d) !!!\n", a, b, c,
127d);
128         exit (1);
129      }
130      tmp = (uli) a +
131            (uli) b * (b-1) / 2 +
132            (uli) c * (c-1) * (c-2) / 6 +
133            (uli) d * (d-1) * (d-2) * (d-3) / 24;
134      return (tmp);
135}  /* quart2num */
136
137/******************/
138
139
140
141/*  flag=0      old allquart binary  */
142/*  flag=1      allquart binary  */
143/*  flag=2      allquart ACSII   */
144/*  flag=3      quartlh  binary  */
145/*  flag=4      quartlh  ASCII   */
146
147void writetpqfheader(int            nspec,
148                     FILE          *ofp,
149                     int            flag)
150{ int            currspec;
151
152  if (flag == 0) {
153     unsigned long  nquart;
154     unsigned long  blocklen;
155
156     nquart = numquarts(nspec);
157     /* compute number of bytes */
158     if (nquart % 2 == 0) { /* even number */
159        blocklen = (nquart)/2;
160     } else { /* odd number */
161        blocklen = (nquart + 1)/2;
162     }
163     /* FPRINTF(STDOUTFILE "Writing quartet file: %s\n", filename); */
164     fprintf(ofp, "TREE-PUZZLE\n%s\n\n", VERSION);
165     fprintf(ofp, "species: %d\n",       nspec);
166     fprintf(ofp, "quartets: %lu\n",     nquart);
167     fprintf(ofp, "bytes: %lu\n\n",      blocklen);
168
169
170     /* fwrite(&(quartetinfo[0]), sizeof(char), blocklen, ofp); */
171  }
172
173  if (flag == 1) fprintf(ofp, "##TPQF-BB (TREE-PUZZLE %s)\n%d\n", VERSION, nspec);
174  if (flag == 2) fprintf(ofp, "##TPQF-BA (TREE-PUZZLE %s)\n%d\n", VERSION, nspec);
175  if (flag == 3) fprintf(ofp, "##TPQF-LB (TREE-PUZZLE %s)\n%d\n", VERSION, nspec);
176  if (flag == 4) fprintf(ofp, "##TPQF-LA (TREE-PUZZLE %s)\n%d\n", VERSION, nspec);
177
178  for (currspec=0; currspec<nspec; currspec++) {
179     fputid(ofp, currspec);
180     fprintf(ofp, "\n");
181  } /* for each species */
182  fprintf(ofp, "\n");
183
184} /* writetpqfheader */
185
186
187
188void writeallquarts(int            nspec,
189                    char          *filename,
190                    unsigned char *quartetinfo)
191{ unsigned long  nquart;
192  unsigned long  blocklen;
193  FILE          *ofp;
194
195  nquart = numquarts(nspec);
196
197  /* compute number of bytes */
198  if (nquart % 2 == 0) { /* even number */
199     blocklen = (nquart)/2;
200  } else { /* odd number */
201     blocklen = (nquart + 1)/2;
202  }
203
204  FPRINTF(STDOUTFILE "Writing quartet file: %s\n", filename);
205
206  openfiletowrite(&ofp, filename, "all quartets");
207
208  writetpqfheader(nspec, ofp, 0);
209
210  fwrite(&(quartetinfo[0]), sizeof(char), blocklen, ofp);
211  fclose(ofp);
212
213} /* writeallquart */
214
215
216
217void readallquarts(int            nspec,
218                   char          *filename,
219                   unsigned char *quartetinfo)
220{ unsigned long  nquart;
221  unsigned long  blocklen;
222  int            currspec;
223  unsigned long  dummynquart;
224  unsigned long  dummyblocklen;
225  int            dummynspec;
226  char           dummyversion[128];
227  char           dummyname[128];
228  FILE          *ifp;
229
230  nquart = numquarts(nspec);
231
232  /* compute number of bytes */
233  if (nquart % 2 == 0) { /* even number */
234     blocklen = (nquart)/2;
235  } else { /* odd number */
236     blocklen = (nquart + 1)/2;
237  }
238
239/*  &(quartetinfo[0] */
240
241  openfiletoread(&ifp, filename, "all quartets");
242
243  fscanf(ifp, "TREE-PUZZLE\n");
244  fscanf(ifp, "%s\n\n", dummyversion);
245 
246  fscanf(ifp, "species: %d\n",   &dummynspec);
247  fscanf(ifp, "quartets: %lu\n", &dummynquart);
248  fscanf(ifp, "bytes: %lu\n\n",  &dummyblocklen);
249
250  if ((nspec != dummynspec) ||
251      (nquart != dummynquart) ||
252      (blocklen != dummyblocklen)) {
253     FPRINTF(STDOUTFILE "ERROR: Parameters in quartet file %s do not match!!!\n",
254                     filename);
255#    if PARALLEL
256         PP_SendDone();
257         MPI_Finalize();
258#    endif /* PARALLEL */
259     exit(1);
260  }
261
262  FPRINTF(STDOUTFILE "Reading quartet file: %s\n", filename);
263  FPRINTF(STDOUTFILE "   generated by: TREE-PUZZLE %s\n", dummyversion);
264  FPRINTF(STDOUTFILE "   current:      TREE-PUZZLE %s\n", VERSION);
265
266  FPRINTF(STDOUTFILE "   %d species, %lu quartets, %lu bytes\n", 
267                   dummynspec, dummynquart, dummyblocklen);
268
269  for (currspec=0; currspec<nspec; currspec++) {
270
271     fscanf(ifp, "%s\n", dummyname);
272     FPRINTF(STDOUTFILE "   %3d. %s (", currspec+1, dummyname);
273     fputid(STDOUT, currspec);
274     FPRINTF(STDOUTFILE ")\n");
275
276  } /* for each species */
277  FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
278
279  fread(&(quartetinfo[0]), sizeof(char), blocklen, ifp);
280  fclose(ifp);
281
282} /* writeallquart */
283
284
285
286
287/******************************************************************************/
288/* options - file I/O - output                                                */
289/******************************************************************************/
290
291/* compute TN parameters according to F84 Ts/Tv ratio */
292void makeF84model()
293{
294        double rho, piA, piC, piG, piT, piR, piY, ts, yr;
295       
296        piA = Freqtpm[0];
297        piC = Freqtpm[1];
298        piG = Freqtpm[2];
299        piT = Freqtpm[3];
300        piR = piA + piG;
301        piY = piC + piT;
302        if (piC*piT*piR + piA*piG*piY == 0.0) {         
303                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nF84 model not possible ");
304                FPRINTF(STDOUTFILE "(bad combination of base frequencies)\n");
305                tstvf84 = 0.0;
306                return;
307        }
308        rho = (piR*piY*(piR*piY*tstvf84 - (piA*piG + piC*piT)))/
309                (piC*piT*piR + piA*piG*piY);
310       
311        if(piR == 0.0 || piY == 0.0 || (piR + rho) == 0.0) {
312                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nF84 model not possible ");
313                FPRINTF(STDOUTFILE "(bad combination of base frequencies)\n");
314                tstvf84 = 0.0;
315                return;
316        }
317        ts = 0.5 + 0.25*rho*(1.0/piR + 1.0/piY);
318        yr = (piY + rho)/piY * piR/(piR + rho);
319        if (ts < MINTS || ts > MAXTS) {
320                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nF84 model not possible ");
321                FPRINTF(STDOUTFILE "(bad Ts/Tv parameter)\n");
322                tstvf84 = 0.0;
323                return;
324        }
325        if (yr < MINYR || yr > MAXYR) {
326                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nF84 model not possible ");
327                FPRINTF(STDOUTFILE "(bad Y/R transition parameter)\n");
328                tstvf84 = 0.0;
329                return;
330        }
331        TSparam = ts;
332        YRparam = yr;
333        optim_optn = FALSE;
334}
335
336/* compute number of quartets used in LM analysis */
337void compnumqts()
338{
339        if (lmqts == 0) {
340                if (numclust == 4)
341                        Numquartets = (uli) clustA*clustB*clustC*clustD;
342                if (numclust == 3)
343                        Numquartets = (uli) clustA*clustB*clustC*(clustC-1)/2;
344                if (numclust == 2)
345                        Numquartets = (uli) clustA*(clustA-1)/2 * clustB*(clustB-1)/2;
346                if (numclust == 1)     
347                        Numquartets = (uli) Maxspc*(Maxspc-1)*(Maxspc-2)*(Maxspc-3)/24;
348        } else {
349                Numquartets = lmqts;
350        }
351}
352
353/* set options interactively */
354void setoptions()
355{       
356        int i, valid;
357        double sumfreq;
358        char ch;
359
360        /* defaults */
361        rhetmode = UNIFORMRATE;          /* assume rate homogeneity               */
362        numcats = 1;
363        Geta = 0.05;
364        grate_optim = FALSE;
365        fracinv = 0.0;
366        fracinv_optim = FALSE;
367
368        compclock = FALSE;           /* compute clocklike branch lengths      */
369        locroot = -1;                /* search for optimal place of root      */ 
370        qcalg_optn = FALSE;          /* don't use sampling of quartets        */
371        approxp_optn = TRUE;         /* approximate parameter estimates       */
372        listqptrees = PSTOUT_NONE;   /* list puzzling step trees              */
373       
374        /* approximate QP quartets? */
375        if (Maxspc <= 6) approxqp = FALSE;
376        else approxqp = TRUE;
377       
378        codon_optn = 0;        /* use all positions in a codon          */
379       
380        /* number of puzzling steps */
381        if (Maxspc <= 25) Numtrial = 1000;
382        else if (Maxspc <= 50) Numtrial = 10000;
383        else if (Maxspc <= 75) Numtrial = 25000;
384        else Numtrial = 50000;
385           
386        utree_optn = TRUE;     /* use first user tree for estimation    */
387        outgroup = 0;          /* use first taxon as outgroup           */
388        sym_optn = FALSE;      /* symmetrize doublet frequencies        */
389        tstvf84 = 0.0;         /* disable F84 model                     */
390        show_optn = FALSE;     /* show unresolved quartets              */
391        typ_optn = TREERECON_OPTN;          /* tree reconstruction                   */
392        numclust = 1;          /* one clusters in LM analysis           */
393        lmqts = 0;             /* all quartets in LM analysis           */
394        compnumqts();
395        if (Numquartets > 10000) {
396                lmqts = 10000;     /* 10000 quartets in LM analysis         */
397                compnumqts();
398        }
399       
400        do {
401                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nGENERAL OPTIONS\n");
402                FPRINTF(STDOUTFILE " b                     Type of analysis?  ");
403                if (typ_optn == TREERECON_OPTN) FPRINTF(STDOUTFILE "Tree reconstruction\n");
404                if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) FPRINTF(STDOUTFILE "Likelihood mapping\n");
405                if (typ_optn == TREERECON_OPTN) {
406                        FPRINTF(STDOUTFILE " k                Tree search procedure?  ");
407                        if (puzzlemode == QUARTPUZ) FPRINTF(STDOUTFILE "Quartet puzzling\n");
408                        if (puzzlemode == USERTREE) FPRINTF(STDOUTFILE "User defined trees\n");
409                        if (puzzlemode == PAIRDIST) FPRINTF(STDOUTFILE "Pairwise distances only (no tree)\n");
410                        if (puzzlemode == QUARTPUZ) {
411                                FPRINTF(STDOUTFILE " v       Approximate quartet likelihood?  %s\n",
412                                        (approxqp ? "Yes" : "No"));
413                                FPRINTF(STDOUTFILE " u             List unresolved quartets?  %s\n",
414                                        (show_optn ? "Yes" : "No"));
415                                FPRINTF(STDOUTFILE " n             Number of puzzling steps?  %lu\n",
416                                                Numtrial);
417                                FPRINTF(STDOUTFILE " j             List puzzling step trees?  ");
418                                switch (listqptrees) {
419                                        case PSTOUT_NONE:      FPRINTF(STDOUTFILE "No\n"); break;
420                                        case PSTOUT_ORDER:     FPRINTF(STDOUTFILE "Unique topologies\n"); break;
421                                        case PSTOUT_LISTORDER: FPRINTF(STDOUTFILE "Unique topologies & Chronological list\n"); break;
422                                        case PSTOUT_LIST:      FPRINTF(STDOUTFILE "Chronological list only\n"); break;
423                                }
424
425                                FPRINTF(STDOUTFILE " o                  Display as outgroup?  ");
426                                fputid(STDOUT, outgroup);
427                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
428                        }
429                        if (puzzlemode == QUARTPUZ || puzzlemode == USERTREE) {
430                                FPRINTF(STDOUTFILE " z     Compute clocklike branch lengths?  ");
431                                if (compclock) FPRINTF(STDOUTFILE "Yes\n");
432                                else FPRINTF(STDOUTFILE "No\n");
433                        }
434                        if (compclock)
435                                if (puzzlemode == QUARTPUZ || puzzlemode == USERTREE) {
436                                        FPRINTF(STDOUTFILE " l                     Location of root?  ");
437                                        if (locroot < 0) FPRINTF(STDOUTFILE "Best place (automatic search)\n");
438                                        else if (locroot < Maxspc) {
439                                                FPRINTF(STDOUTFILE "Branch %d (", locroot + 1);
440                                                fputid(STDOUT, locroot);
441                                                FPRINTF(STDOUTFILE ")\n");
442                                        } else FPRINTF(STDOUTFILE "Branch %d (internal branch)\n", locroot + 1);
443                                }
444                }
445                if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) {
446                          FPRINTF(STDOUTFILE " g          Group sequences in clusters?  ");
447                          if (numclust == 1) FPRINTF(STDOUTFILE "No\n");
448                          else FPRINTF(STDOUTFILE "Yes (%d clusters as specified)\n", numclust);
449                          FPRINTF(STDOUTFILE " n                   Number of quartets?  ");
450                          if (lmqts == 0) FPRINTF(STDOUTFILE "%lu (all possible)\n", Numquartets);
451                          else FPRINTF(STDOUTFILE "%lu (random choice)\n", lmqts);
452                }
453                FPRINTF(STDOUTFILE " e                  Parameter estimates?  ");
454                if (approxp_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "Approximate (faster)\n");
455                else FPRINTF(STDOUTFILE "Exact (slow)\n");
456                if (!(puzzlemode == USERTREE && typ_optn == TREERECON_OPTN)) { 
457                        FPRINTF(STDOUTFILE " x            Parameter estimation uses?  ");
458                        if (qcalg_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "Quartet sampling + NJ tree\n");
459                        else FPRINTF(STDOUTFILE "Neighbor-joining tree\n");
460                       
461                } else {
462                        FPRINTF(STDOUTFILE " x            Parameter estimation uses?  ");
463                        if (utree_optn)
464                                FPRINTF(STDOUTFILE "1st input tree\n");
465                        else if (qcalg_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "Quartet sampling + NJ tree\n");
466                        else FPRINTF(STDOUTFILE "Neighbor-joining tree\n");
467                }
468                FPRINTF(STDOUTFILE "SUBSTITUTION PROCESS\n");
469                FPRINTF(STDOUTFILE " d          Type of sequence input data?  ");
470                if (auto_datatype == AUTO_GUESS) FPRINTF(STDOUTFILE "Auto: ");
471                if (data_optn == NUCLEOTIDE) FPRINTF(STDOUTFILE "Nucleotides\n");
472                if (data_optn == AMINOACID) FPRINTF(STDOUTFILE "Amino acids\n");
473                if (data_optn == BINARY) FPRINTF(STDOUTFILE "Binary states\n");
474                if (data_optn == NUCLEOTIDE && (Maxseqc % 3) == 0  && !SH_optn) {
475                        FPRINTF(STDOUTFILE " h             Codon positions selected?  ");
476                        if (codon_optn == 0) FPRINTF(STDOUTFILE "Use all positions\n");
477                        if (codon_optn == 1) FPRINTF(STDOUTFILE "Use only 1st positions\n");
478                        if (codon_optn == 2) FPRINTF(STDOUTFILE "Use only 2nd positions\n");
479                        if (codon_optn == 3) FPRINTF(STDOUTFILE "Use only 3rd positions\n");
480                        if (codon_optn == 4) FPRINTF(STDOUTFILE "Use 1st and 2nd positions\n");
481                }
482                FPRINTF(STDOUTFILE " m                Model of substitution?  ");
483                if (data_optn == NUCLEOTIDE) { /* nucleotides */
484                        if (nuc_optn) {
485                                if(HKY_optn)
486                                        FPRINTF(STDOUTFILE "HKY (Hasegawa et al. 1985)\n");     
487                                else {
488                                        FPRINTF(STDOUTFILE "TN (Tamura-Nei 1993)\n");
489                                        FPRINTF(STDOUTFILE " p      Constrain TN model to F84 model?  ");
490                                        if (tstvf84 == 0.0)
491                                                FPRINTF(STDOUTFILE "No\n");
492                                        else FPRINTF(STDOUTFILE "Yes (Ts/Tv ratio = %.2f)\n", tstvf84);
493                                }
494                                FPRINTF(STDOUTFILE " t    Transition/transversion parameter?  ");
495                                if (optim_optn)
496                                        FPRINTF(STDOUTFILE "Estimate from data set\n");
497                                else
498                                        FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f\n", TSparam); 
499                                if (TN_optn) {
500                                        FPRINTF(STDOUTFILE " r             Y/R transition parameter?  ");
501                                        if (optim_optn)
502                                                FPRINTF(STDOUTFILE "Estimate from data set\n");
503                                        else
504                                                FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f\n", YRparam);         
505                                }                       
506                        }
507                        if (SH_optn) {
508                                        FPRINTF(STDOUTFILE "SH (Schoeniger-von Haeseler 1994)\n");
509                                        FPRINTF(STDOUTFILE " t    Transition/transversion parameter?  ");
510                                        if (optim_optn)
511                                                FPRINTF(STDOUTFILE "Estimate from data set\n");
512                                        else
513                                                FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f\n", TSparam);
514                        }       
515                }
516                if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn) {
517                        FPRINTF(STDOUTFILE " h                  Doublets defined by?  ");
518                        if (SHcodon)
519                                FPRINTF(STDOUTFILE "1st and 2nd codon positions\n");
520                        else
521                                FPRINTF(STDOUTFILE "1st+2nd, 3rd+4th, etc. site\n");
522                }
523                if (data_optn == AMINOACID) { /* amino acids */
524                        switch (auto_aamodel) {
525                                case AUTO_GUESS:
526                                        FPRINTF(STDOUTFILE "Auto: ");
527                                        break;
528                                case AUTO_DEFAULT:
529                                        FPRINTF(STDOUTFILE "Def.: ");
530                                        break;
531                        }
532                        if (Dayhf_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "Dayhoff (Dayhoff et al. 1978)\n"); 
533                        if (Jtt_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "JTT (Jones et al. 1992)\n");
534                        if (mtrev_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "mtREV24 (Adachi-Hasegawa 1996)\n");
535                        if (cprev_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "cpREV45 (Adachi et al. 2000)\n");
536                        if (blosum62_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "BLOSUM62 (Henikoff-Henikoff 92)\n");
537                        if (vtmv_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "VT (Mueller-Vingron 2000)\n");
538                        if (wag_optn) FPRINTF(STDOUTFILE "WAG (Whelan-Goldman 2000)\n");
539                }
540                if (data_optn == BINARY) { /* binary states */
541                        FPRINTF(STDOUTFILE "Two-state model (Felsenstein 1981)\n");
542                }
543                if (data_optn == AMINOACID)
544                        FPRINTF(STDOUTFILE " f               Amino acid frequencies?  ");
545                else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
546                        FPRINTF(STDOUTFILE " f                  Doublet frequencies?  ");
547                else if (data_optn == NUCLEOTIDE && nuc_optn)
548                        FPRINTF(STDOUTFILE " f               Nucleotide frequencies?  ");
549                else if (data_optn == BINARY)
550                        FPRINTF(STDOUTFILE " f             Binary state frequencies?  ");
551                FPRINTF(STDOUTFILE "%s\n", (Frequ_optn ? "Estimate from data set" :
552                        "Use specified values"));
553                if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
554                        FPRINTF(STDOUTFILE " s       Symmetrize doublet frequencies?  %s\n",
555                                (sym_optn ? "Yes" : "No"));
556                               
557                FPRINTF(STDOUTFILE "RATE HETEROGENEITY\n");
558                FPRINTF(STDOUTFILE " w          Model of rate heterogeneity?  ");
559                if (rhetmode == UNIFORMRATE) FPRINTF(STDOUTFILE "Uniform rate\n");
560                if (rhetmode == GAMMARATE  ) FPRINTF(STDOUTFILE "Gamma distributed rates\n");
561                if (rhetmode == TWORATE    ) FPRINTF(STDOUTFILE "Two rates (1 invariable + 1 variable)\n");
562                if (rhetmode == MIXEDRATE  ) FPRINTF(STDOUTFILE "Mixed (1 invariable + %d Gamma rates)\n", numcats);
563               
564                if (rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
565                        FPRINTF(STDOUTFILE " i         Fraction of invariable sites?  ");
566                        if (fracinv_optim) FPRINTF(STDOUTFILE "Estimate from data set");
567                        else FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f", fracinv);
568                        if (fracinv == 0.0 && !fracinv_optim) FPRINTF(STDOUTFILE " (all sites variable)");
569                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
570                }
571                if (rhetmode == GAMMARATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
572                        FPRINTF(STDOUTFILE " a   Gamma distribution parameter alpha?  ");
573                        if (grate_optim)
574                                FPRINTF(STDOUTFILE "Estimate from data set\n");
575                        else if (Geta > 0.5)
576                                FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f (strong rate heterogeneity)\n", (1.0-Geta)/Geta);
577                        else FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f (weak rate heterogeneity)\n", (1.0-Geta)/Geta);
578                        FPRINTF(STDOUTFILE " c      Number of Gamma rate categories?  %d\n", numcats);
579                }
580       
581                FPRINTF(STDOUTFILE "\nQuit [q], confirm [y], or change [menu] settings: ");
582               
583                /* read one char */
584                ch = getchar();
585                if (ch != '\n') {
586                        do ;
587                        while (getchar() != '\n');
588                }
589                ch = (char) tolower((int) ch);
590               
591                /* letters in use: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w y x z */
592                /* letters not in use:  */
593
594                switch (ch) {
595
596                        case '\n':      break;
597                       
598                        case 'z':       if (typ_optn == TREERECON_OPTN && (puzzlemode == QUARTPUZ || puzzlemode == USERTREE)) {
599                                                        compclock = compclock + 1;
600                                                        if (compclock == 2) compclock = 0;
601                                                } else {
602                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
603                                                }
604                                                break;
605
606                        case 'l':       if (compclock && typ_optn == TREERECON_OPTN && (puzzlemode == QUARTPUZ || puzzlemode == USERTREE)) {
607                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nEnter an invalid branch number to search ");
608                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "for the best location!\n");
609                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nPlace root at branch (1-%d): ",
610                                                                2*Maxspc-3);
611                                                        scanf("%d", &locroot);
612                                                        do ;
613                                                        while (getchar() != '\n');
614                                                        if (locroot < 1 || locroot > 2*Maxspc-3) locroot = 0;
615                                                        locroot = locroot - 1; 
616                                                } else {
617                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
618                                                }
619                                                break;
620                       
621                        case 'e':       if ((rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE) && fracinv_optim) {
622                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nInvariable sites estimation needs to be exact!\n");
623                                                } else {
624                                                        approxp_optn = approxp_optn + 1;
625                                                        if (approxp_optn == 2) approxp_optn = 0;                                               
626                                                }
627                                                break;
628                                               
629                        case 'w':       rhetmode = rhetmode + 1;
630                                                if (rhetmode == 4) rhetmode = UNIFORMRATE;
631                                                if (rhetmode == UNIFORMRATE) { /* uniform rate */
632                                                                numcats = 1;
633                                                                Geta = 0.05;
634                                                                grate_optim = FALSE;
635                                                                fracinv = 0.0;
636                                                                fracinv_optim = FALSE;
637                                                }
638                                                if (rhetmode == GAMMARATE  ) { /* Gamma distributed rates */
639                                                                numcats = 8;
640                                                                Geta = 0.05;
641                                                                grate_optim = TRUE;
642                                                                fracinv = 0.0;
643                                                                fracinv_optim = FALSE;
644                                                }
645                                                if (rhetmode == TWORATE    ) { /* two rates (1 invariable + 1 variable) */
646                                                                approxp_optn = FALSE;
647                                                                numcats = 1;
648                                                                Geta = 0.05;
649                                                                grate_optim = FALSE;
650                                                                fracinv = 0.0;
651                                                                fracinv_optim = TRUE;
652                                                }
653                                                if (rhetmode == MIXEDRATE  ) { /* mixed (1 invariable + Gamma rates) */
654                                                                approxp_optn = FALSE;
655                                                                numcats = 8;
656                                                                Geta = 0.05;
657                                                                grate_optim = TRUE;
658                                                                fracinv = 0.0;
659                                                                fracinv_optim = TRUE;
660                                                }
661                                                break;
662
663                        case 'i':       if (rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
664                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nEnter an invalid value for ");
665                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "estimation from data set!\n");
666                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nFraction of invariable sites among all sites (%.2f-%.2f): ",
667                                                                MINFI, MAXFI);
668                                                        scanf("%lf", &fracinv);
669                                                        do ;
670                                                        while (getchar() != '\n');
671                                                        if (fracinv < MINFI || fracinv > MAXFI) {
672                                                                        fracinv_optim = TRUE;
673                                                                        fracinv = 0.0;
674                                                        } else {
675                                                                fracinv_optim = FALSE;
676                                                        }
677                                                } else {
678                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
679                                                }
680                                                break;
681
682                        case 'a':       if (rhetmode == GAMMARATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
683                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nEnter an invalid value for estimation from data set!\n");
684                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nGamma distribution parameter alpha (%.2f-%.2f): ",
685                                                                (1.0-MAXGE)/MAXGE, (1.0-MINGE)/MINGE);
686                                                        scanf("%lf", &Geta);
687                                                        do ;
688                                                        while (getchar() != '\n');
689                                                        if (Geta < (1.0-MAXGE)/MAXGE || Geta > (1.0-MINGE)/MINGE) {
690                                                                grate_optim = TRUE;
691                                                                Geta = 0.05;
692                                                        } else {
693                                                                grate_optim = FALSE;
694                                                                Geta = 1.0/(1.0 + Geta);
695                                                        }
696                                                } else 
697                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
698                                                break;
699                                               
700                        case 'c':       if (rhetmode == GAMMARATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
701                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNumber of Gamma rate categories (%d-%d): ",
702                                                                MINCAT, MAXCAT);
703                                                        scanf("%d", &numcats);
704                                                        do ;
705                                                        while (getchar() != '\n');
706                                                        if (numcats < MINCAT || numcats > MAXCAT) {
707                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis number of categories is not available!\n");
708                                                                numcats = 4;
709                                                        }
710                                                } else {
711                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
712                                                }       
713                                                break;
714                       
715                        case 'h':       if (data_optn == NUCLEOTIDE && (Maxseqc % 3) == 0  && !SH_optn) {
716                                                        codon_optn = codon_optn + 1;
717                                                        if (codon_optn == 5) codon_optn = 0;
718                                                        translatedataset();
719                                                        /* reestimate nucleotide frequencies only
720                                                           if user did not specify other values */
721                                                        if (Frequ_optn) estimatebasefreqs();
722
723                                                } else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn) { 
724                                                        if (Maxseqc % 2 != 0 && Maxseqc % 3 == 0) {
725                                                                SHcodon = TRUE;
726                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is the only possible option for the data set!\n");
727                                                        }
728                                                        if (Maxseqc % 3 != 0 && Maxseqc % 2 == 0) {
729                                                                SHcodon = FALSE;
730                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is the only possible option for the data set!\n");
731                                                        }
732                                                        if (Maxseqc % 2 == 0 && Maxseqc % 3 == 0) {
733                                                                if (SHcodon)
734                                                                        SHcodon = FALSE;
735                                                                else
736                                                                        SHcodon = TRUE; 
737                                                                translatedataset();     
738                                                                /* reestimate nucleotide frequencies only
739                                                                   if user did not specify other values */
740                                                                if (Frequ_optn) estimatebasefreqs();
741                                                        }
742                                                } else {
743                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
744                                                }
745                                                break;
746
747                        case 'x':       if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE) {
748                                                        if (utree_optn) {
749                                                                utree_optn = FALSE;
750                                                                qcalg_optn = FALSE;
751                                                        } else {
752                                                                qcalg_optn = qcalg_optn + 1;
753                                                                if (qcalg_optn == 2) {
754                                                                        qcalg_optn = 0;
755                                                                        utree_optn = TRUE;
756                                                                }
757                                                        }
758                                                } else {
759                                                        qcalg_optn = qcalg_optn + 1;
760                                                        if (qcalg_optn == 2) qcalg_optn = 0;
761                                                }
762                                                break;
763                                               
764                        case 'k':       if (typ_optn == TREERECON_OPTN) {
765                                                        puzzlemode = (puzzlemode + 1) % 3;
766                                                        /* puzzlemode = puzzlemode + 1;
767                                                           if (puzzlemode == 3) puzzlemode = 0;
768                                                        xxx */
769                                                } else {
770                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
771                                                }
772                                                break;
773
774                        case 'b':       typ_optn = (typ_optn + 1) % 2;
775                                                /* typ_optn = typ_optn + 1;
776                                                   if (typ_optn == 2) typ_optn = TREERECON_OPTN;
777                                                xxx */
778                                                break;
779
780                        case 'g':       if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) {
781                                                        clustA = clustB = clustC = clustD = 0;
782                                                        if (numclust != 1) {
783                                                                numclust = 1;
784                                                        } else {
785                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNumber of clusters (2-4): ");
786                                                                scanf("%d", &numclust);
787                                                                do ;
788                                                                while (getchar() != '\n');
789                                                                if (numclust < 2 || numclust > 4) {
790                                                                        numclust = 1;
791                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nOnly 2, 3, or 4 ");
792                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "clusters possible\n");
793                                                                } else {
794                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nDistribute all sequences over the ");
795                                                                        if (numclust == 2) {
796                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "two clusters a and b (At least two\n");
797                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "sequences per cluster are necessary), ");
798                                                                        }
799                                                                        if (numclust == 3) {
800                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "three clusters a, b, and c\n");
801                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "(At least one sequence in cluster a and b, and at least two\n");
802                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "sequences in c are necessary), ");
803                                                                        }
804                                                                        if (numclust == 4) {
805                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "four clusters a, b, c, and d\n");
806                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "(At least one sequence per cluster is necessary),\n");
807                                                                        }
808                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "type x to exclude a sequence:\n\n");
809                                                                                                                               
810                                                                        for (i = 0; i < Maxspc; i++) {
811                                                                                valid = FALSE;
812                                                                                do {
813                                                                                        fputid10(STDOUT, i);
814                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE ": ");
815                                                                                        /* read one char */
816                                                                                        ch = getchar();
817                                                                                        if (ch != '\n') {
818                                                                                        do ;
819                                                                                        while (getchar() != '\n');
820                                                                                        }       
821                                                                                        ch = (char) tolower((int) ch);
822                                                                                        if (ch == 'a' || ch == 'b' || ch == 'x')
823                                                                                                valid = TRUE;
824                                                                                        if (numclust == 3 || numclust == 4)
825                                                                                                if (ch == 'c') valid = TRUE;
826                                                                                        if (numclust == 4)
827                                                                                                if (ch == 'd') valid = TRUE;
828                                                                                } while (!valid);
829                                                                                if (ch == 'a') {
830                                                                                        clusterA[clustA] = i;
831                                                                                        clustA++;
832                                                                                }
833                                                                                if (ch == 'b') {
834                                                                                        clusterB[clustB] = i;
835                                                                                        clustB++;
836                                                                                }
837                                                                                if (ch == 'c') {
838                                                                                        clusterC[clustC] = i;
839                                                                                        clustC++;
840                                                                                }
841                                                                                if (ch == 'd') {
842                                                                                        clusterD[clustD] = i;
843                                                                                        clustD++;
844                                                                                }
845                                                                        }
846                                                                        /* check clusters */
847                                                                        valid = TRUE;
848                                                                        if (numclust == 4) {
849                                                                                if (clustA == 0) {
850                                                                                        valid = FALSE;
851                                                                                        numclust = 1;
852                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster a\n");
853                                                                                }
854                                                                                if (clustB == 0) {
855                                                                                        valid = FALSE;
856                                                                                        numclust = 1;
857                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster b\n");
858                                                                                }
859                                                                                if (clustC == 0) {
860                                                                                        valid = FALSE;
861                                                                                        numclust = 1;
862                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster c\n");
863                                                                                }
864                                                                                if (clustD == 0) {
865                                                                                        valid = FALSE;
866                                                                                        numclust = 1;
867                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster d\n");
868                                                                                }
869                                                                        }
870                                                                        if (numclust == 3) {
871                                                                                if (clustA == 0) {
872                                                                                        valid = FALSE;
873                                                                                        numclust = 1;
874                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster a\n");
875                                                                                }
876                                                                                if (clustB == 0) {
877                                                                                        valid = FALSE;
878                                                                                        numclust = 1;
879                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster b\n");
880                                                                                }
881                                                                                if (clustC < 2) {
882                                                                                        valid = FALSE;
883                                                                                        numclust = 1;
884                                                                                        if (clustC == 0)
885                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster c\n");
886                                                                                        else
887                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nOnly one sequence in cluster c\n");
888                                                                                }
889                                                                        }
890                                                                        if (numclust == 2) {
891                                                                                if (clustA < 2) {
892                                                                                        valid = FALSE;
893                                                                                        numclust = 1;
894                                                                                        if (clustA == 0)
895                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster a\n");
896                                                                                        else
897                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nOnly one sequence in cluster a\n");
898                                                                                }
899                                                                                if (clustB < 2) {
900                                                                                        valid = FALSE;
901                                                                                        numclust = 1;
902                                                                                        if (clustB == 0)
903                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo sequence in cluster b\n");
904                                                                                        else
905                                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nOnly one sequence in cluster b\n");
906                                                                                }       
907                                                                        }
908                                                                        if (valid) {
909                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\nNumber of sequences in each cluster:\n\n");
910                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "Cluster a: %d\n", clustA);
911                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "Cluster b: %d\n", clustB);
912                                                                                if (numclust > 2)
913                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "Cluster c: %d\n", clustC);
914                                                                                if (numclust == 4)
915                                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "Cluster d: %d\n", clustD);
916                                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\nExcluded sequences: ");
917                                                                                if (numclust == 2) FPRINTF(STDOUTFILE "%d\n",
918                                                                                        Maxspc-clustA-clustB);
919                                                                                if (numclust == 3) FPRINTF(STDOUTFILE "%d\n",
920                                                                                        Maxspc-clustA-clustB-clustC);
921                                                                                if (numclust == 4) FPRINTF(STDOUTFILE "%d\n",
922                                                                                        Maxspc-clustA-clustB-clustC-clustD);
923                                                                       
924                                                                        }
925                                                                }
926                                                        }
927                                                        /* number of resulting quartets */
928                                                        compnumqts();
929                                                       
930                                                } else {
931                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
932                                                }
933                                                break;
934
935                        case 'd':       if (auto_datatype == AUTO_GUESS) {
936                                                auto_datatype = AUTO_OFF;
937                                                guessdata_optn = data_optn;
938                                                data_optn = 0;
939                                        } else {
940                                                data_optn = data_optn + 1;
941                                                if (data_optn == 3) {
942                                                        auto_datatype = AUTO_GUESS;
943                                                        data_optn = guessdata_optn;
944                                                }
945                                        }
946                                        /* translate characters into format used by ML engine */
947                                        translatedataset();
948                                        estimatebasefreqs();
949                                        break;
950
951                        case 'u':       if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN)
952                                                        show_optn = 1 - show_optn;
953                                                else
954                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
955                                                break;
956
957                        case 'j':       if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN)
958                                                        listqptrees = (listqptrees + 1) % 4;
959                                                else
960                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
961                                                break;
962                                                       
963                        case 'v':       if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN)
964                                                        approxqp = 1 - approxqp;
965                                                else
966                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
967                                                break;
968
969                        case 'f':       if (Frequ_optn) {
970                                                        tstvf84 = 0.0;
971                                                        Frequ_optn = FALSE;
972                                                        sumfreq = 0.0;
973                                                        if (data_optn == AMINOACID)
974                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nAmino acid");
975                                                        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
976                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nDoublet");
977                                                        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && nuc_optn)
978                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNucleotide");
979                                                        else if (data_optn == BINARY)
980                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nBinary state");
981                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " frequencies (in %%):\n\n");
982                                                        for (i = 0; i < gettpmradix() - 1; i++) {
983                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "pi(%s) = ", int2code(i));
984                                                                scanf("%lf", &(Freqtpm[i]));
985                                                                do ;
986                                                                while (getchar() != '\n');
987                                                                Freqtpm[i] = Freqtpm[i]/100.0;
988                                                                if (Freqtpm[i] < 0.0) {
989                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNegative frequency not possible\n");
990                                                                        estimatebasefreqs();
991                                                                        break;
992                                                                }
993                                                                sumfreq = sumfreq + Freqtpm[i];
994                                                                if (sumfreq > 1.0) {
995                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThe sum of ");
996                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "all frequencies exceeds");
997                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " 100%%\n");
998                                                                        estimatebasefreqs();
999                                                                        break;
1000                                                                }
1001                                                                if (i == gettpmradix() - 2)
1002                                                                        Freqtpm[i+1] = 1.0 - sumfreq;
1003                                                        }
1004                                                } else estimatebasefreqs();
1005                                                break;
1006                       
1007                        case 's':       if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn) {
1008                                                        sym_optn = 1 - sym_optn;
1009                                                } else {
1010                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1011                                                }
1012                                                break;
1013
1014                        case 'n':       if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN)
1015                                                {
1016                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNumber of puzzling steps: ");
1017                                                        scanf("%lu", &Numtrial);
1018                                                        do ;
1019                                                        while (getchar() != '\n');
1020                                                        if (Numtrial < 1) {
1021                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThe number of puzzling");
1022                                                                FPRINTF(STDOUTFILE " steps can't be smaller than one\n");
1023                                                                Numtrial = 1000;
1024                                                        }
1025                                                }
1026                                                else if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN)
1027                                                {
1028                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\nEnter zero to use all possible");
1029                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " quartets in the analysis!\n");
1030                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nNumber of random quartets: ");
1031                                                        scanf("%lu", &lmqts);
1032                                                        do ;
1033                                                        while (getchar() != '\n');
1034                                                       
1035                                                        /* compute number of quartets used */
1036                                                        compnumqts();
1037                                                }
1038                                                else
1039                                                {
1040                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1041                                                }
1042                                                break;
1043                                               
1044                        case 'o':       if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN) {
1045                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nSequence to be displayed as outgroup (1-%d): ",
1046                                                                        Maxspc);
1047                                                        scanf("%d", &outgroup);
1048                                                        do ;
1049                                                        while (getchar() != '\n');
1050                                                        if (outgroup < 1 || outgroup > Maxspc) {
1051                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nSequences are numbered ");
1052                                                                FPRINTF(STDOUTFILE "from 1 to %d\n",
1053                                                                                Maxspc);
1054                                                                outgroup = 1;
1055                                                        }
1056                                                        outgroup = outgroup - 1;
1057                                                } else {
1058                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1059                                                }
1060                                                break;
1061       
1062                        case 'm':       if (data_optn == NUCLEOTIDE) { /* nucleotide data */
1063                                                        if(HKY_optn && nuc_optn) {
1064                                                                /* HKY -> TN */
1065                                                                tstvf84       = 0.0;
1066                                                                TSparam       = 2.0;
1067                                                                YRparam       = 0.9;
1068                                                                HKY_optn      = FALSE;
1069                                                                TN_optn       = TRUE;
1070                                                                optim_optn    = TRUE;
1071                                                                nuc_optn      = TRUE;
1072                                                                SH_optn       = FALSE;
1073                                                                break;
1074                                                        }
1075                                                        if(TN_optn && nuc_optn) {
1076                                                                if (Maxseqc % 2 == 0 || Maxseqc % 3 == 0) {
1077                                                                        /* number of chars needs to be a multiple 2 or 3 */
1078                                                                        /* TN -> SH */         
1079                                                                        if (Maxseqc % 2 != 0 && Maxseqc % 3 == 0)
1080                                                                                SHcodon = TRUE;
1081                                                                        else
1082                                                                                SHcodon = FALSE;                                                               
1083                                                                        tstvf84       = 0.0;
1084                                                                        TSparam       = 2.0;
1085                                                                        YRparam       = 1.0;
1086                                                                        HKY_optn      = TRUE;
1087                                                                        TN_optn       = FALSE;
1088                                                                        optim_optn    = TRUE;
1089                                                                        nuc_optn      = FALSE;
1090                                                                        SH_optn       = TRUE;
1091                                                                        /* translate characters into format */
1092                                                                        /* used by ML engine */
1093                                                                        translatedataset();
1094                                                                        estimatebasefreqs();
1095                                                                } else {
1096                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nSH model not ");
1097                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "available for the data set!\n");
1098                                                                        /* TN -> HKY */
1099                                                                        tstvf84       = 0.0;
1100                                                                        TSparam       = 2.0;
1101                                                                        YRparam       = 1.0;
1102                                                                        HKY_optn      = TRUE;
1103                                                                        TN_optn       = FALSE;
1104                                                                        optim_optn    = TRUE;
1105                                                                        nuc_optn      = TRUE;
1106                                                                        SH_optn       = FALSE;
1107                                                                }
1108                                                                break;
1109                                                        }
1110                                                        if(SH_optn) {
1111                                                                /* SH -> HKY */
1112                                                                tstvf84       = 0.0;
1113                                                                TSparam       = 2.0;
1114                                                                YRparam       = 1.0;
1115                                                                HKY_optn      = TRUE;
1116                                                                TN_optn       = FALSE;
1117                                                                optim_optn    = TRUE;
1118                                                                nuc_optn      = TRUE;
1119                                                                SH_optn       = FALSE;
1120                                                                /* translate characters into format */
1121                                                                /* used by ML engine */
1122                                                                translatedataset();
1123                                                                estimatebasefreqs();
1124                                                                break;
1125                                                        }
1126                                                        break;
1127                                                }
1128                                                if (data_optn == AMINOACID) { /* amino acid data */
1129                                                        if (auto_aamodel) {
1130                                                                /* AUTO -> Dayhoff */
1131                                                                Dayhf_optn    = TRUE;
1132                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1133                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1134                                                                cprev_optn    = FALSE;
1135                                                                blosum62_optn = FALSE;
1136                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1137                                                                wag_optn      = FALSE;
1138                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1139                                                                break;
1140                                                        }
1141                                                        if (Dayhf_optn) {
1142                                                                /* Dayhoff -> JTT */
1143                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1144                                                                Jtt_optn      = TRUE;
1145                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1146                                                                cprev_optn    = FALSE;
1147                                                                blosum62_optn = FALSE;
1148                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1149                                                                wag_optn      = FALSE;
1150                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1151                                                                break;
1152                                                        }
1153                                                        if (Jtt_optn) {
1154                                                                /* JTT -> mtREV */
1155                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1156                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1157                                                                mtrev_optn    = TRUE;
1158                                                                cprev_optn    = FALSE;
1159                                                                blosum62_optn = FALSE;
1160                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1161                                                                wag_optn      = FALSE;
1162                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1163                                                                break;
1164                                                        }
1165#ifdef CPREV
1166                                                        if (mtrev_optn) {
1167                                                                /* mtREV -> cpREV */
1168                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1169                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1170                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1171                                                                cprev_optn    = TRUE;
1172                                                                blosum62_optn = FALSE;
1173                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1174                                                                wag_optn      = FALSE;
1175                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1176                                                                break;
1177                                                        }
1178#else /* ! CPREV */
1179                                                        if (mtrev_optn) {
1180                                                                /* mtREV -> BLOSUM 62 */
1181                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1182                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1183                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1184                                                                cprev_optn    = FALSE;
1185                                                                blosum62_optn = TRUE;
1186                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1187                                                                wag_optn      = FALSE;
1188                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1189                                                                break;
1190                                                        }
1191#endif /* ! CPREV */
1192
1193#ifdef CPREV
1194                                                        if (cprev_optn) {
1195                                                                /* cpREV -> BLOSUM 62 */
1196                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1197                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1198                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1199                                                                cprev_optn    = FALSE;
1200                                                                blosum62_optn = TRUE;
1201                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1202                                                                wag_optn      = FALSE;
1203                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1204                                                                break;
1205                                                        }
1206#endif
1207                                                        if (blosum62_optn) {
1208                                                                /* BLOSUM 62 -> VT model */
1209                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1210                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1211                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1212                                                                cprev_optn    = FALSE;
1213                                                                blosum62_optn = FALSE;
1214                                                                vtmv_optn     = TRUE;
1215                                                                wag_optn      = FALSE;
1216                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1217                                                                break;
1218                                                        }
1219                                                        if (vtmv_optn) {
1220                                                                /* VT model -> WAG model */
1221                                                                Dayhf_optn    = FALSE;
1222                                                                Jtt_optn      = FALSE;
1223                                                                mtrev_optn    = FALSE;
1224                                                                cprev_optn    = FALSE;
1225                                                                blosum62_optn = FALSE;
1226                                                                vtmv_optn     = FALSE;
1227                                                                wag_optn      = TRUE;
1228                                                                auto_aamodel  = AUTO_OFF;
1229                                                                break;
1230                                                        }
1231                                                        if (wag_optn) {
1232                                                                /* WAG model -> AUTO */
1233                                                                Dayhf_optn    = guessDayhf_optn;
1234                                                                Jtt_optn      = guessJtt_optn;
1235                                                                mtrev_optn    = guessmtrev_optn;
1236                                                                cprev_optn    = guesscprev_optn;
1237                                                                blosum62_optn = guessblosum62_optn;
1238                                                                vtmv_optn     = guessvtmv_optn;
1239                                                                wag_optn      = guesswag_optn;
1240                                                                auto_aamodel  = guessauto_aamodel;
1241                                                                break;
1242                                                        }
1243                                                        break;
1244                                                }
1245                                                if (data_optn == BINARY) {
1246                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nNo other model available!\n");
1247                                                }
1248                                                break;
1249                                               
1250                        case 't':       if (data_optn != NUCLEOTIDE) {
1251                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1252                                                } else {
1253                                                        tstvf84 = 0.0;
1254                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nEnter an invalid value for ");
1255                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "estimation from data set!\n");
1256                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nTransition/transversion parameter (%.2f-%.2f): ",
1257                                                                        MINTS, MAXTS);
1258                                                        scanf("%lf", &TSparam);
1259                                                        do ;
1260                                                        while (getchar() != '\n');
1261                                                        if (TSparam < MINTS || TSparam > MAXTS) {
1262                                                                optim_optn = TRUE;
1263                                                                TSparam = 2.0;
1264                                                        } else {
1265                                                                optim_optn = FALSE;
1266                                                        }
1267                                                }
1268                                                break;
1269
1270                        case 'q':       FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\n");
1271#                                               if PARALLEL
1272                                                        PP_SendDone();
1273                                                        MPI_Finalize();
1274#                                               endif /* PARALLEL */
1275                                                exit(0);
1276                                               
1277                                                break;
1278
1279                        case 'r':       if (!(TN_optn && nuc_optn)){
1280                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1281                                                } else {
1282                                                        tstvf84 = 0.0;
1283                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nEnter an invalid value ");
1284                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "for estimation from data set!\n");
1285                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\nY/R transition parameter (%.2f-%.2f): ", MINYR, MAXYR);
1286                                                        scanf("%lf", &YRparam);
1287                                                        do ;
1288                                                        while (getchar() != '\n');
1289                                                        if (YRparam < MINYR || YRparam > MAXYR) {
1290                                                                optim_optn = TRUE;
1291                                                                YRparam = 0.9;
1292                                                        } else if (YRparam == 1.0) {
1293                                                                TN_optn = FALSE;
1294                                                                HKY_optn = TRUE;
1295                                                                if (optim_optn) TSparam = 2.0;
1296                                                        } else {
1297                                                                optim_optn = FALSE;
1298                                                        }
1299                                                }
1300                                                break;
1301                                               
1302                        case 'p':       if (!(TN_optn && nuc_optn)){
1303                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1304                                                } else {
1305                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThe F84 model (Felsenstein 1984) is a restricted");
1306                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " TN model, and the one\nF84 parameter uniquely");
1307                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " determines the two corresponding TN parameters!\n\n");
1308                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "F84 expected transition/transversion ratio: ");
1309                                                        scanf("%lf", &tstvf84);
1310                                                        do ;
1311                                                        while (getchar() != '\n');
1312                                                        if (tstvf84 <= 0.0) tstvf84 = 0.0;
1313                                                        else makeF84model();
1314                                                }
1315                                                break;
1316
1317                        case 'y':       break;
1318
1319                        default:        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nThis is not a possible option!\n");
1320                                                break;
1321                }
1322        } while (ch != 'y');
1323
1324        FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\n");
1325}
1326
1327/* open file for reading */
1328void openfiletoread(FILE **fp, char name[], char descr[])
1329{
1330        int count = 0;
1331        cvector str;
1332
1333        if ((*fp = fopen(name, "r")) == NULL) {
1334                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nPlease enter a file name for the %s: ", descr);
1335                str = mygets();
1336                while ((*fp = fopen(str, "r")) == NULL)
1337                {
1338                        count++;
1339                        if (count > 10)
1340                        {
1341                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nToo many trials - quitting ...\n");
1342                                exit(1);
1343                        }
1344                        FPRINTF(STDOUTFILE "File '%s' not found, ", str);
1345                        FPRINTF(STDOUTFILE "please enter alternative name: ");
1346                        free_cvector(str);
1347                        str = mygets();
1348                }
1349                free_cvector(str);
1350                FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
1351        }
1352} /* openfiletoread */
1353
1354
1355/* open file for writing */
1356void openfiletowrite(FILE **fp, char name[], char descr[])
1357{
1358        int count = 0;
1359        cvector str;
1360
1361        if ((*fp = fopen(name, "w")) == NULL) {
1362                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nPlease enter a file name for the %s: ", descr);
1363                str = mygets();
1364                while ((*fp = fopen(str, "w")) == NULL)
1365                {
1366                        count++;
1367                        if (count > 10)
1368                        {
1369                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nToo many trials - quitting ...\n");
1370                                exit(1);
1371                        }
1372                        FPRINTF(STDOUTFILE "File '%s' not created, ", str);
1373                        FPRINTF(STDOUTFILE "please enter other name: ");
1374                        free_cvector(str);
1375                        str = mygets();
1376                }
1377                free_cvector(str);
1378                FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
1379        }
1380} /* openfiletowrite */
1381
1382
1383/* open file for appending */
1384void openfiletoappend(FILE **fp, char name[], char descr[])
1385{
1386        int count = 0;
1387        cvector str;
1388
1389        if ((*fp = fopen(name, "a")) == NULL) {
1390                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nPlease enter a file name for the %s: ", descr);
1391                str = mygets();
1392                while ((*fp = fopen(str, "a")) == NULL)
1393                {
1394                        count++;
1395                        if (count > 10)
1396                        {
1397                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nToo many trials - quitting ...\n");
1398                                exit(1);
1399                        }
1400                        FPRINTF(STDOUTFILE "File '%s' not created, ", str);
1401                        FPRINTF(STDOUTFILE "please enter other name: ");
1402                        free_cvector(str);
1403                        str = mygets();
1404                }
1405                free_cvector(str);
1406                FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
1407        }
1408} /* openfiletowrite */
1409
1410
1411/* close file */
1412void closefile(FILE *fp)
1413{       
1414        fclose(fp);
1415} /* closefile */
1416
1417/* symmetrize doublet frequencies */
1418void symdoublets()
1419{
1420        int i, imean;
1421        double mean;
1422       
1423        if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn && sym_optn) {
1424                /* ML frequencies */
1425                mean = (Freqtpm[1] + Freqtpm[4])/2.0; /* AC CA */
1426                Freqtpm[1] = mean;
1427                Freqtpm[4] = mean;
1428                mean = (Freqtpm[2] + Freqtpm[8])/2.0; /* AG GA */
1429                Freqtpm[2] = mean;
1430                Freqtpm[8] = mean;
1431                mean = (Freqtpm[3] + Freqtpm[12])/2.0; /* AT TA */
1432                Freqtpm[3] = mean;
1433                Freqtpm[12] = mean;
1434                mean = (Freqtpm[6] + Freqtpm[9])/2.0; /* CG GC */
1435                Freqtpm[6] = mean;
1436                Freqtpm[9] = mean;
1437                mean = (Freqtpm[7] + Freqtpm[13])/2.0; /* CT TC */
1438                Freqtpm[7] = mean;
1439                Freqtpm[13] = mean;
1440                mean = (Freqtpm[11] + Freqtpm[14])/2.0; /* GT TG */
1441                Freqtpm[11] = mean;
1442                Freqtpm[14] = mean;
1443               
1444                /* base composition of each taxon */
1445                for (i = 0; i < Maxspc; i++) {
1446                        imean = (Basecomp[i][1] + Basecomp[i][4])/2; /* AC CA */
1447                        Basecomp[i][1] = imean;
1448                        Basecomp[i][4] = imean;
1449                        imean = (Basecomp[i][2] + Basecomp[i][8])/2; /* AG GA */
1450                        Basecomp[i][2] = imean;
1451                        Basecomp[i][8] = imean;
1452                        imean = (Basecomp[i][3] + Basecomp[i][12])/2; /* AT TA */
1453                        Basecomp[i][3] = imean;
1454                        Basecomp[i][12] = imean;
1455                        imean = (Basecomp[i][6] + Basecomp[i][9])/2; /* CG GC */
1456                        Basecomp[i][6] = imean;
1457                        Basecomp[i][9] = imean;
1458                        imean = (Basecomp[i][7] + Basecomp[i][13])/2; /* CT TC */
1459                        Basecomp[i][7] = imean;
1460                        Basecomp[i][13] = imean;
1461                        imean = (Basecomp[i][11] + Basecomp[i][14])/2; /* GT TG */
1462                        Basecomp[i][11] = imean;
1463                        Basecomp[i][14] = imean;
1464                }
1465        }
1466}
1467
1468/* show Ts/Tv ratio and Ts Y/R ratio */
1469void computeexpectations()
1470{
1471        double AlphaYBeta, AlphaRBeta, piR, piY, num, denom, pyr, pur;
1472       
1473        if (nuc_optn == TRUE) { /* 4x4 nucs */
1474                piR = Freqtpm[0] + Freqtpm[2];
1475                piY = Freqtpm[1] + Freqtpm[3];
1476                AlphaRBeta = 4.0*TSparam / (1 + YRparam);
1477                AlphaYBeta = AlphaRBeta * YRparam;
1478                tstvratio = (AlphaRBeta*Freqtpm[0]*Freqtpm[2] +
1479                                         AlphaYBeta*Freqtpm[1]*Freqtpm[3])/(piR * piY);
1480                yrtsratio = (AlphaYBeta*Freqtpm[1]*Freqtpm[3]) /
1481                                        (AlphaRBeta*Freqtpm[0]*Freqtpm[2]);
1482        } else { /* 16x16 nucs */
1483                pyr = Freqtpm[1]*Freqtpm[3] + Freqtpm[5]*Freqtpm[7] +
1484                        Freqtpm[9]*Freqtpm[11] + Freqtpm[4]*Freqtpm[12] +
1485                        Freqtpm[5]*Freqtpm[13] + Freqtpm[6]*Freqtpm[14] +
1486                        Freqtpm[7]*Freqtpm[15] + Freqtpm[13]*Freqtpm[15];
1487                pur = Freqtpm[0]*Freqtpm[2] + Freqtpm[4]*Freqtpm[6] +
1488                        Freqtpm[0]*Freqtpm[8] + Freqtpm[1]*Freqtpm[9] +
1489                        Freqtpm[2]*Freqtpm[10] + Freqtpm[8]*Freqtpm[10] +
1490                        Freqtpm[3]*Freqtpm[11] + Freqtpm[12]*Freqtpm[14];
1491                num = pyr + pur;
1492                denom = Freqtpm[0]*Freqtpm[1] + Freqtpm[1]*Freqtpm[2] +
1493                        Freqtpm[0]*Freqtpm[3] + Freqtpm[2]*Freqtpm[3] +
1494                        Freqtpm[0]*Freqtpm[4] + Freqtpm[1]*Freqtpm[5] +
1495                        Freqtpm[4]*Freqtpm[5] + Freqtpm[2]*Freqtpm[6] +
1496                        Freqtpm[5]*Freqtpm[6] + Freqtpm[3]*Freqtpm[7] +
1497                        Freqtpm[4]*Freqtpm[7] + Freqtpm[6]*Freqtpm[7] +
1498                        Freqtpm[4]*Freqtpm[8] + Freqtpm[5]*Freqtpm[9] +
1499                        Freqtpm[8]*Freqtpm[9] + Freqtpm[6]*Freqtpm[10] +
1500                        Freqtpm[9]*Freqtpm[10] + Freqtpm[7]*Freqtpm[11] +
1501                        Freqtpm[8]*Freqtpm[11] + Freqtpm[10]*Freqtpm[11] +
1502                        Freqtpm[0]*Freqtpm[12] + Freqtpm[8]*Freqtpm[12] +
1503                        Freqtpm[1]*Freqtpm[13] + Freqtpm[9]*Freqtpm[13] +
1504                        Freqtpm[12]*Freqtpm[13] + Freqtpm[2]*Freqtpm[14] +
1505                        Freqtpm[10]*Freqtpm[14] + Freqtpm[13]*Freqtpm[14] +
1506                        Freqtpm[3]*Freqtpm[15] + Freqtpm[11]*Freqtpm[15] +
1507                        Freqtpm[12]*Freqtpm[15] + Freqtpm[14]*Freqtpm[15];
1508                tstvratio = 2.0*TSparam * num/denom;
1509                yrtsratio = pyr/pur;
1510        }
1511}
1512
1513/* write ML distance matrix to file */
1514void putdistance(FILE *fp)
1515{
1516        int i, j;
1517       
1518        fprintf(fp, "  %d\n", Maxspc);
1519        for (i = 0; i < Maxspc; i++) {
1520                fputid10(fp, i);
1521                for (j = 0; j < Maxspc; j++) {
1522                        fprintf(fp, "  %.5f", Distanmat[i][j]/100.0);
1523                        /* seven in one row */
1524                        if ((j + 1) % 7 == 0 && j+1 != Maxspc)
1525                                fprintf(fp, "\n          ");
1526                }
1527                fprintf(fp, "\n");
1528        }
1529}
1530
1531
1532/* find identical sequences */
1533void findidenticals(FILE *fp)
1534{
1535        int i, j, noids;
1536        cvector useqs;
1537       
1538        useqs = new_cvector(Maxspc);
1539       
1540        for (i = 0; i < Maxspc; i++)
1541                useqs[i] = 0;
1542       
1543        noids = TRUE;
1544        for (i = 0; i < Maxspc && noids; i++)
1545                for (j = i + 1; j < Maxspc && noids; j++)
1546                        if (Distanmat[i][j] == 0.0) noids = FALSE;
1547       
1548        if (noids)
1549                fprintf(fp, " All sequences are unique.\n");
1550        else {
1551                for (i = 0; i < Maxspc; i++) { 
1552                        noids = TRUE;
1553                        for (j = i + 1; j < Maxspc && noids; j++)
1554                                if (Distanmat[i][j] == 0.0) noids = FALSE;
1555                               
1556                        if (!noids && useqs[i] == 0) {
1557                                fputid(fp, i);
1558                                useqs[i] = 1;   
1559                                for (j = i + 1; j < Maxspc; j++)
1560                                        if (Distanmat[i][j] == 0.0) {
1561                                                fprintf(fp, ", ");
1562                                                fputid(fp, j);
1563                                                useqs[j] = 1;
1564                                        }                               
1565                                fprintf(fp, ".\n");
1566                        }
1567                }
1568        }
1569        free_cvector(useqs);
1570}
1571
1572/* compute average distance */
1573double averagedist()
1574{       
1575        int i, j;
1576        double sum;
1577       
1578        sum = 0.0;
1579        for (i = 0; i < Maxspc; i++)
1580                for (j = i + 1; j < Maxspc; j++)
1581                        sum = sum + Distanmat[i][j];
1582       
1583        sum = sum / (double) Maxspc / ((double) Maxspc - 1.0) * 2.0;
1584       
1585        return sum;
1586}
1587
1588/* first lines of EPSF likelihood mapping file */
1589void initps(FILE *ofp)
1590{
1591        fprintf(ofp, "%%!PS-Adobe-3.0 EPSF-3.0\n");
1592        fprintf(ofp, "%%%%BoundingBox: 60 210 550 650\n");
1593        fprintf(ofp, "%%%%Pages: 1\n");
1594#       ifndef ALPHA
1595                fprintf(ofp, "%%%%Creator: %s (version %s)\n", PACKAGE, VERSION);
1596#       else
1597                fprintf(ofp, "%%%%Creator: %s (version %s%s)\n", PACKAGE, VERSION, ALPHA);
1598#       endif
1599        fprintf(ofp, "%%%%Title: Likelihood Mapping Analysis\n");
1600        fprintf(ofp, "%%%%CreationDate: %s", asctime(localtime(&Starttime)) );
1601        fprintf(ofp, "%%%%DocumentFonts: Helvetica\n");
1602        fprintf(ofp, "%%%%DocumentNeededFonts: Helvetica\n");
1603        fprintf(ofp, "%%%%EndComments\n");
1604        fprintf(ofp, "%% use inch as unit\n");
1605        fprintf(ofp, "/inch {72 mul} def\n");
1606        fprintf(ofp, "%% triangle side length (3 inch)\n");
1607        fprintf(ofp, "/tl {3 inch mul} def\n");
1608        fprintf(ofp, "%% plot one dot (x-y coordinates on stack)\n");
1609        fprintf(ofp, "/dot {\n");
1610        fprintf(ofp, "newpath\n");
1611        fprintf(ofp, "0.002 tl 0 360 arc  %% radius is 0.002 of the triangle length\n");
1612        fprintf(ofp, "closepath\n");
1613        fprintf(ofp, "fill\n");
1614        fprintf(ofp, "} def\n");
1615        fprintf(ofp, "%% preamble\n");
1616        fprintf(ofp, "/Helvetica findfont\n");
1617        fprintf(ofp, "12 scalefont\n");
1618        fprintf(ofp, "setfont\n");
1619        fprintf(ofp, "%% 0/0 for triangle of triangles\n");
1620        fprintf(ofp, "0.9 inch 3 inch translate\n");
1621        fprintf(ofp, "%% first triangle (the one with dots)\n");
1622        fprintf(ofp, "0.6 tl 1.2 tl 0.8660254038 mul translate\n");
1623        fprintf(ofp, "newpath\n");
1624        fprintf(ofp, " 0.0 tl 0.0 tl moveto\n");
1625        fprintf(ofp, " 1.0 tl 0.0 tl lineto\n");
1626        fprintf(ofp, " 0.5 tl 0.8660254038 tl lineto\n");
1627        fprintf(ofp, "closepath\n");
1628        fprintf(ofp, "stroke\n");
1629}
1630
1631/* plot one point of likelihood mapping analysis */
1632void plotlmpoint(FILE *ofp, double w1, double w2)
1633{
1634        fprintf(ofp,"%.10f tl %.10f tl dot\n",
1635                0.5*w1 + w2, w1*0.8660254038);
1636}
1637
1638/* last lines of EPSF likelihood mapping file */
1639void finishps(FILE *ofp)
1640{
1641        fprintf(ofp, "stroke\n");
1642        fprintf(ofp, "%% second triangle (the one with 3 basins)\n");
1643        fprintf(ofp, "/secondtriangle {\n");
1644        fprintf(ofp, "newpath\n");
1645        fprintf(ofp, " 0.0 tl 0.0 tl moveto\n");
1646        fprintf(ofp, " 1.0 tl 0.0 tl lineto\n");
1647        fprintf(ofp, " 0.5 tl 0.8660254038 tl lineto\n");
1648        fprintf(ofp, "closepath\n");
1649        fprintf(ofp, "stroke\n");
1650        fprintf(ofp, "newpath\n");
1651        fprintf(ofp, " 0.50 tl 0.2886751346 tl moveto\n");
1652        fprintf(ofp, " 0.50 tl 0.0000000000 tl lineto\n");
1653        fprintf(ofp, "stroke\n");
1654        fprintf(ofp, "newpath\n");
1655        fprintf(ofp, " 0.50 tl 0.2886751346 tl moveto\n");
1656        fprintf(ofp, " 0.25 tl 0.4330127019 tl lineto\n");
1657        fprintf(ofp, "stroke\n");
1658        fprintf(ofp, "newpath\n");
1659        fprintf(ofp, " 0.50 tl 0.2886751346 tl moveto\n");
1660        fprintf(ofp, " 0.75 tl 0.4330127019 tl lineto\n");
1661        fprintf(ofp, "stroke\n");
1662        fprintf(ofp, "0.44 tl 0.5 tl moveto %% up\n");
1663        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) ar1*100.0/Numquartets);
1664        fprintf(ofp, "0.25 tl 0.15 tl moveto %% down left\n");
1665        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) ar3*100.0/Numquartets);
1666        fprintf(ofp, "0.63 tl 0.15 tl moveto %% down right\n");
1667        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) ar2*100.0/Numquartets);
1668        fprintf(ofp, "} def\n");
1669        fprintf(ofp, "%% third triangle (the one with 7 basins)\n");
1670        fprintf(ofp, "/thirdtriangle {\n");
1671        fprintf(ofp, "newpath\n");
1672        fprintf(ofp, " 0.0 tl 0.0 tl moveto\n");
1673        fprintf(ofp, " 1.0 tl 0.0 tl lineto\n");
1674        fprintf(ofp, " 0.5 tl 0.8660254038 tl lineto\n");
1675        fprintf(ofp, "closepath\n");
1676        fprintf(ofp, "stroke\n");
1677        fprintf(ofp, "newpath\n");
1678        fprintf(ofp, " 0.25 tl 0.1443375673 tl moveto\n");
1679        fprintf(ofp, " 0.75 tl 0.1443375673 tl lineto\n");
1680        fprintf(ofp, " 0.50 tl 0.5773502692 tl lineto\n");
1681        fprintf(ofp, "closepath\n");
1682        fprintf(ofp, "stroke\n");
1683        fprintf(ofp, "newpath\n");
1684        fprintf(ofp, " 0.125 tl 0.2165063509 tl moveto\n");
1685        fprintf(ofp, " 0.250 tl 0.1443375673 tl lineto\n");
1686        fprintf(ofp, "stroke\n");
1687        fprintf(ofp, "newpath\n");
1688        fprintf(ofp, " 0.375 tl 0.6495190528 tl moveto\n");
1689        fprintf(ofp, " 0.500 tl 0.5773502692 tl lineto\n");
1690        fprintf(ofp, "stroke\n");
1691        fprintf(ofp, "newpath\n");
1692        fprintf(ofp, " 0.625 tl 0.6495190528 tl moveto\n");
1693        fprintf(ofp, " 0.500 tl 0.5773502692 tl lineto\n");
1694        fprintf(ofp, "stroke\n");
1695        fprintf(ofp, "newpath\n");
1696        fprintf(ofp, " 0.875 tl 0.2165063509 tl moveto\n");
1697        fprintf(ofp, " 0.750 tl 0.1443375673 tl lineto\n");
1698        fprintf(ofp, "stroke\n");
1699        fprintf(ofp, "newpath\n");
1700        fprintf(ofp, " 0.750 tl 0.00 tl moveto\n");
1701        fprintf(ofp, " 0.750 tl 0.1443375673 tl lineto\n");
1702        fprintf(ofp, "stroke\n");
1703        fprintf(ofp, "newpath\n");
1704        fprintf(ofp, " 0.250 tl 0.00 tl moveto\n");
1705        fprintf(ofp, " 0.250 tl 0.1443375673 tl lineto\n");
1706        fprintf(ofp, "stroke\n");
1707        fprintf(ofp, "0.42 tl 0.66 tl moveto %% up\n");
1708        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg1*100.0/Numquartets);
1709        fprintf(ofp, "0.07 tl 0.05 tl moveto %% down left\n");
1710        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg3*100.0/Numquartets);
1711        fprintf(ofp, "0.77 tl 0.05 tl moveto %% down right\n");
1712        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg2*100.0/Numquartets);
1713        fprintf(ofp, "0.43 tl 0.05 tl moveto %% down side\n");
1714        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg5*100.0/Numquartets);
1715        fprintf(ofp, "0.43 tl 0.28 tl moveto %% center\n");
1716        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg7*100.0/Numquartets);
1717        fprintf(ofp, "gsave\n");
1718        fprintf(ofp, "-60 rotate\n");
1719        fprintf(ofp, "-0.07 tl 0.77 tl moveto %% right side\n");
1720        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg4*100.0/Numquartets);
1721        fprintf(ofp, "grestore\n");
1722        fprintf(ofp, "gsave\n");
1723        fprintf(ofp, "60 rotate\n");
1724        fprintf(ofp, "0.4 tl -0.09 tl moveto %% left side\n");
1725        fprintf(ofp, "(%.1f%%) show\n", (double) reg6*100.0/Numquartets);
1726        fprintf(ofp, "grestore\n");
1727        fprintf(ofp, "} def\n");
1728        fprintf(ofp, "%% print the other two triangles\n");
1729        fprintf(ofp, "-0.6 tl -1.2 tl 0.8660254038 mul translate\n");
1730        fprintf(ofp, "secondtriangle\n");
1731        fprintf(ofp, "1.2 tl 0 translate\n");
1732        fprintf(ofp, "thirdtriangle\n");       
1733        if (numclust == 4) { /* four cluster analysis */
1734                fprintf(ofp, "%% label corners\n");
1735                fprintf(ofp, "0.375 tl 0.9 tl moveto\n");
1736                fprintf(ofp, "((a,b)-(c,d)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1737                fprintf(ofp, "-0.16 tl -0.08 tl moveto\n");
1738                fprintf(ofp, "((a,d)-(b,c)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1739                fprintf(ofp, "0.92 tl -0.08 tl moveto\n");
1740                fprintf(ofp, "((a,c)-(b,d)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1741        }
1742        if (numclust == 3) { /* three cluster analysis */
1743                fprintf(ofp, "%% label corners\n");
1744                fprintf(ofp, "0.375 tl 0.9 tl moveto\n");
1745                fprintf(ofp, "((a,b)-(c,c)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1746                fprintf(ofp, "-0.16 tl -0.08 tl moveto\n");
1747                fprintf(ofp, "((a,c)-(b,c)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1748                fprintf(ofp, "0.92 tl -0.08 tl moveto\n");
1749                fprintf(ofp, "((a,c)-(b,c)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1750        }
1751        if (numclust == 2) { /* two cluster analysis */
1752                fprintf(ofp, "%% label corners\n");
1753                fprintf(ofp, "0.375 tl 0.9 tl moveto\n");
1754                fprintf(ofp, "((a,a)-(b,b)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1755                fprintf(ofp, "-0.16 tl -0.08 tl moveto\n");
1756                fprintf(ofp, "((a,b)-(a,b)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1757                fprintf(ofp, "0.92 tl -0.08 tl moveto\n");
1758                fprintf(ofp, "((a,b)-(a,b)) show %% CHANGE HERE IF NECESSARY\n");
1759        }
1760        fprintf(ofp, "showpage\n");
1761        fprintf(ofp, "%%%%EOF\n");
1762}
1763
1764/* computes LM point from the three log-likelihood values,
1765   plots the point, and does some statistics */
1766void makelmpoint(FILE *fp, double b1, double b2, double b3)
1767{
1768        double w1, w2, w3, temp;
1769        unsigned char qpbranching;
1770        double temp1, temp2, temp3, onethird;
1771        unsigned char discreteweight[3], treebits[3];
1772       
1773        onethird = 1.0/3.0;
1774        treebits[0] = (unsigned char) 1;
1775        treebits[1] = (unsigned char) 2;
1776        treebits[2] = (unsigned char) 4;
1777
1778        /* sort in descending order */
1779        qweight[0] = b1;
1780        qweight[1] = b2;
1781        qweight[2] = b3;
1782        sort3doubles(qweight, qworder);
1783
1784        /* compute Bayesian weights */
1785        qweight[qworder[1]] = exp(qweight[qworder[1]]-qweight[qworder[0]]);
1786        qweight[qworder[2]] = exp(qweight[qworder[2]]-qweight[qworder[0]]);
1787        qweight[qworder[0]] = 1.0;
1788        temp = qweight[0] + qweight[1] + qweight[2];
1789        qweight[0] = qweight[0]/temp;
1790        qweight[1] = qweight[1]/temp;
1791        qweight[2] = qweight[2]/temp;
1792
1793        /* plot one point in likelihood mapping triangle */
1794        w1 = qweight[0];
1795        w2 = qweight[1];
1796        w3 = qweight[2];
1797        plotlmpoint(fp, w1, w2);
1798       
1799        /* check areas 1,2,3 */ 
1800        if (treebits[qworder[0]] == 1) ar1++;
1801        else if (treebits[qworder[0]] == 2) ar2++;
1802        else ar3++;                             
1803
1804        /* check out regions 1,2,3,4,5,6,7 */
1805
1806        /* 100 distribution */
1807        temp1 = 1.0 - qweight[qworder[0]];
1808        sqdiff[0] = temp1*temp1 +
1809                qweight[qworder[1]]*qweight[qworder[1]] +
1810                qweight[qworder[2]]*qweight[qworder[2]];
1811        discreteweight[0] = treebits[qworder[0]];
1812
1813        /* 110 distribution */
1814        temp1 = 0.5 - qweight[qworder[0]];
1815        temp2 = 0.5 - qweight[qworder[1]];
1816        sqdiff[1] = temp1*temp1 + temp2*temp2 +
1817                qweight[qworder[2]]*qweight[qworder[2]];
1818        discreteweight[1] = treebits[qworder[0]] + treebits[qworder[1]];
1819
1820        /* 111 distribution */
1821        temp1 = onethird - qweight[qworder[0]];
1822        temp2 = onethird - qweight[qworder[1]];
1823        temp3 = onethird - qweight[qworder[2]];
1824        sqdiff[2] = temp1 * temp1 + temp2 * temp2 + temp3 * temp3;
1825        discreteweight[2] = (unsigned char) 7;
1826
1827        /* sort in descending order */
1828        sort3doubles(sqdiff, sqorder);
1829                       
1830        qpbranching = (unsigned char) discreteweight[sqorder[2]];
1831                                                       
1832        if (qpbranching == 1) {
1833                reg1++;
1834                if (w2 < w3) reg1l++;
1835                else reg1r++;
1836        }
1837        if (qpbranching == 2) {
1838                reg2++;
1839                if (w1 < w3) reg2d++;
1840                else reg2u++;
1841        }
1842        if (qpbranching == 4) {
1843                reg3++;
1844                if (w1 < w2) reg3d++;
1845                else reg3u++;
1846        }
1847        if (qpbranching == 3) {
1848                reg4++;
1849                if (w1 < w2) reg4d++;
1850                else reg4u++;
1851        }
1852        if (qpbranching == 6) {
1853                reg5++;
1854                if (w2 < w3) reg5l++;
1855                else reg5r++;
1856        }
1857        if (qpbranching == 5) {
1858                reg6++;
1859                if (w1 < w3) reg6d++;
1860                else reg6u++;
1861        }
1862        if (qpbranching == 7) reg7++;
1863}
1864
1865/* print tree statistics */
1866void printtreestats(FILE *ofp)
1867{
1868        int i, j, besttree;
1869        double bestlkl, difflkl, difflklps, temp, sum;
1870       
1871        /* find best tree */
1872        besttree = 0;
1873        bestlkl = ulkl[0];
1874        for (i = 1; i < numutrees; i++)
1875                if (ulkl[i] > bestlkl) {
1876                        besttree = i;
1877                        bestlkl = ulkl[i];
1878                }
1879       
1880        fprintf(ofp, "\n\nCOMPARISON OF USER TREES (NO CLOCK)\n\n");
1881        fprintf(ofp, "Tree   log L   difference     S.E.   Significantly worse\n");
1882        fprintf(ofp, "--------------------------------------------------------\n");
1883        for (i = 0; i < numutrees; i++) {
1884                difflkl = ulkl[besttree]-ulkl[i];
1885                fprintf(ofp, "%2d %10.2f %8.2f ", i+1, ulkl[i], difflkl);
1886                if (i == besttree) {
1887                        fprintf(ofp, " <----------------- best tree");
1888                } else {
1889                        /* compute variance of Log L differences over sites */
1890                        difflklps = difflkl/(double)Maxsite;
1891                        sum = 0.0;
1892                        for (j = 0; j < Numptrn; j++) {
1893                                temp = allsites[besttree][j] - allsites[i][j] - difflklps;
1894                                sum += temp*temp*Weight[j];
1895                        }
1896                        sum = sqrt(fabs(sum/(Maxsite-1.0)*Maxsite));
1897                        fprintf(ofp, "%11.2f         ", sum);
1898                        if (difflkl > 1.96*sum)
1899                                fprintf(ofp, "yes");
1900                        else
1901                                fprintf(ofp, "no");
1902                }
1903                fprintf(ofp, "\n");
1904        }
1905        fprintf(ofp, "\nThis test (5%% significance) follows Kishino and Hasegawa (1989).\n");
1906       
1907        if (compclock) {
1908       
1909                /* find best tree */
1910                besttree = 0;
1911                bestlkl = ulklc[0];
1912                for (i = 1; i < numutrees; i++)
1913                        if (ulklc[i] > bestlkl) {
1914                                besttree = i;
1915                                bestlkl = ulklc[i];
1916                        }
1917       
1918                fprintf(ofp, "\n\nCOMPARISON OF USER TREES (WITH CLOCK)\n\n");
1919                fprintf(ofp, "Tree   log L   difference     S.E.   Significantly worse\n");
1920                fprintf(ofp, "--------------------------------------------------------\n");
1921                for (i = 0; i < numutrees; i++) {
1922                        difflkl = ulklc[besttree]-ulklc[i];
1923                        fprintf(ofp, "%2d %10.2f %8.2f ", i+1, ulklc[i], difflkl);
1924                        if (i == besttree) {
1925                                fprintf(ofp, " <----------------- best tree");
1926                        } else {
1927                                /* compute variance of Log L differences over sites */
1928                                difflklps = difflkl/(double)Maxsite;
1929                                sum = 0.0;
1930                                for (j = 0; j < Numptrn; j++) {
1931                                        temp = allsitesc[besttree][j] - allsitesc[i][j] - difflklps;
1932                                        sum += temp*temp*Weight[j];
1933                                }
1934                                sum = sqrt(fabs(sum/(Maxsite-1.0)*Maxsite));
1935                                fprintf(ofp, "%11.2f         ", sum);
1936                                if (difflkl > 1.96*sum)
1937                                        fprintf(ofp, "yes");
1938                                else
1939                                        fprintf(ofp, "no");
1940                        }
1941                        fprintf(ofp, "\n");
1942                }
1943                fprintf(ofp, "\nThis test (5%% significance) follows Kishino and Hasegawa (1989).\n");
1944        }
1945}
1946
1947/* time stamp */
1948void timestamp(FILE* ofp)
1949{
1950        double timespan;
1951        double cpuspan;
1952        timespan = difftime(Stoptime, Starttime);
1953        cpuspan  = ((double) (Stopcpu - Startcpu) / CLOCKS_PER_SEC);
1954        fprintf(ofp, "\n\nTIME STAMP\n\n");
1955        fprintf(ofp, "Date and time: %s", asctime(localtime(&Starttime)) );
1956        fprintf(ofp, "Runtime (excl. input) : %.0f seconds (= %.1f minutes = %.1f hours)\n",
1957                timespan, timespan/60., timespan/3600.);
1958        fprintf(ofp, "Runtime (incl. input) : %.0f seconds (= %.1f minutes = %.1f hours)\n",
1959                fulltime, fulltime/60., fulltime/3600.);
1960#ifdef TIMEDEBUG
1961        fprintf(ofp, "CPU time (incl. input): %.0f seconds (= %.1f minutes = %.1f hours)\n\n",
1962                fullcpu, fullcpu/60., fullcpu/3600.);
1963#endif /* TIMEDEBUG */
1964
1965}
1966
1967/* extern int bestrfound; */
1968
1969/* write output file */
1970void writeoutputfile(FILE *ofp, int part)
1971{
1972        int i, fail, df;
1973        uli li;
1974        double pval, delta;
1975
1976   if ((part == WRITEPARAMS) || (part == WRITEALL)) {
1977#       ifndef ALPHA
1978                fprintf(ofp, "TREE-PUZZLE %s\n\n", VERSION);
1979#       else
1980                fprintf(ofp, "TREE-PUZZLE %s%s\n\n", VERSION, ALPHA);
1981#       endif
1982
1983        fprintf(ofp, "Input file name: %s\n",INFILE);
1984        if (puzzlemode == USERTREE) fprintf(ofp, "User tree file name: %s\n",INTREE);
1985
1986
1987        fprintf(ofp, "Type of analysis: ");
1988        if (typ_optn == TREERECON_OPTN) fprintf(ofp, "tree reconstruction\n");
1989        if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) fprintf(ofp, "likelihood mapping\n");
1990        fprintf(ofp, "Parameter estimation: ");
1991        if (approxp_optn) fprintf(ofp, "approximate (faster)\n");
1992        else fprintf(ofp, "accurate (slow)\n");
1993        if (!(puzzlemode == USERTREE && typ_optn == TREERECON_OPTN)) {
1994                fprintf(ofp, "Parameter estimation uses: ");
1995                if (qcalg_optn)
1996                        fprintf(ofp, "quartet sampling (for substitution process) + NJ tree (for rate variation)\n");
1997                else
1998                        fprintf(ofp, "neighbor-joining tree (for substitution process and rate variation)\n");
1999        } else {
2000                fprintf(ofp, "Parameter estimation uses: ");
2001                if (utree_optn)
2002                        fprintf(ofp, "1st user tree (for substitution process and rate variation)\n");
2003                else if (qcalg_optn)
2004                        fprintf(ofp, "quartet sampling (for substitution process) + NJ tree (for rate variation)\n");
2005                else
2006                        fprintf(ofp, "neighbor-joining tree (for substitution process and rate variation)\n");
2007        }
2008        fprintf(ofp, "\nStandard errors (S.E.) are obtained by the curvature method.\n");
2009        fprintf(ofp, "The upper and lower bounds of an approximate 95%% confidence interval\n");
2010        fprintf(ofp, "for parameter or branch length x are x-1.96*S.E. and x+1.96*S.E.\n");
2011        fprintf(ofp, "\n\n");
2012        fprintf(ofp, "SEQUENCE ALIGNMENT\n\n");
2013        fprintf(ofp, "Input data: %d sequences with %d ", Maxspc, Maxsite);
2014        if (data_optn == AMINOACID)
2015                fprintf(ofp, "amino acid");
2016        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
2017                fprintf(ofp, "doublet (%d nucleotide)", Maxsite*2);
2018        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && nuc_optn)
2019                fprintf(ofp, "nucleotide");
2020        else if (data_optn == BINARY)
2021                fprintf(ofp, "binary state");
2022        fprintf(ofp, " sites");
2023        if (data_optn == NUCLEOTIDE && (Maxseqc % 3) == 0  && !SH_optn) {
2024                if (codon_optn == 1) fprintf(ofp, " (1st codon positions)");
2025                if (codon_optn == 2) fprintf(ofp, " (2nd codon positions)");
2026                if (codon_optn == 3) fprintf(ofp, " (3rd codon positions)");
2027                if (codon_optn == 4) fprintf(ofp, " (1st and 2nd codon positions)");
2028        }
2029        if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn) {
2030                if (SHcodon)
2031                        fprintf(ofp, " (1st and 2nd codon positions)");
2032                else
2033                        fprintf(ofp, " (1st+2nd, 3rd+4th, etc. site)");
2034        }       
2035        fprintf(ofp, "\n");
2036        fprintf(ofp, "Number of constant sites: %d (= %.1f%% of all sites)\n",
2037                Numconst, 100.0*fracconst);
2038        fprintf(ofp, "Number of site patterns: %d\n",
2039                Numptrn);
2040        fprintf(ofp, "Number of constant site patterns: %d (= %.1f%% of all site patterns)\n\n\n",
2041                Numconstpat, 100.0*fracconstpat);
2042        fprintf(ofp, "SUBSTITUTION PROCESS\n\n");
2043        fprintf(ofp, "Model of substitution: ");
2044        if (data_optn == NUCLEOTIDE) { /* nucleotides */
2045                if (nuc_optn) {
2046                        if(HKY_optn) fprintf(ofp, "HKY (Hasegawa et al. 1985)\n");     
2047                        else fprintf(ofp, "TN (Tamura-Nei 1993)\n");
2048                        fprintf(ofp, "Transition/transversion parameter");
2049                        if (optim_optn)
2050                                fprintf(ofp, " (estimated from data set)");
2051                        fprintf(ofp, ": %.2f", TSparam);
2052                        if (optim_optn)
2053                                fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", tserr);
2054                        fprintf(ofp, "\n");
2055                       
2056                        if (optim_optn && TSparam > MAXTS - 1.0)
2057                                fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal upper bound!\n");
2058                        if (optim_optn && TSparam < MINTS + 0.1)
2059                                fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal lower bound!\n");               
2060                       
2061                        if (TN_optn) {
2062                                fprintf(ofp, "Y/R transition parameter");
2063                                if (optim_optn)
2064                                        fprintf(ofp, " (estimated from data set)");
2065                                fprintf(ofp, ": %.2f", YRparam);
2066                                if (optim_optn)
2067                                        fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", yrerr);
2068                                fprintf(ofp, "\n");
2069                               
2070                                if (optim_optn && YRparam > MAXYR - 0.5)
2071                                        fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal upper bound!\n");
2072                                if (optim_optn && YRparam < MINYR + 0.1)
2073                                        fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal lower bound!\n");               
2074
2075                        }
2076                }
2077                if (SH_optn) {
2078                        fprintf(ofp, "SH (Schoeniger-von Haeseler 1994)\n");
2079                        fprintf(ofp, "Transition/transversion parameter");
2080                        if (optim_optn) fprintf(ofp, " (estimated from data set)");
2081                        fprintf(ofp, ": %.2f\n", TSparam);
2082                        if (optim_optn)
2083                                fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", tserr);
2084                        fprintf(ofp, "\n");
2085                                               
2086                        if (optim_optn && TSparam > MAXTS - 1.0)
2087                                fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal upper bound!\n");
2088                        if (optim_optn && TSparam < MINTS + 0.1)
2089                                fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal lower bound!\n");               
2090
2091                }       
2092        }
2093        if (data_optn == AMINOACID) { /* amino acids */
2094                if (Dayhf_optn) fprintf(ofp, "Dayhoff (Dayhoff et al. 1978)\n");       
2095                if (Jtt_optn) fprintf(ofp, "JTT (Jones et al. 1992)\n");
2096                if (mtrev_optn) fprintf(ofp, "mtREV24 (Adachi-Hasegawa 1996)\n");
2097                if (cprev_optn) fprintf(ofp, "cpREV45 (Adachi et al. 2000)\n");
2098                if (blosum62_optn) fprintf(ofp, "BLOSUM 62 (Henikoff-Henikoff 1992)\n");
2099                if (vtmv_optn) fprintf(ofp, "VT (Mueller-Vingron 2000)\n");
2100                if (wag_optn) fprintf(ofp, "WAG (Whelan-Goldman 2000)\n");
2101        }
2102        if (data_optn == BINARY) { /* binary states */
2103                fprintf(ofp, "Two-state model (Felsenstein 1981)\n");
2104        }
2105        if (data_optn == AMINOACID)
2106                        fprintf(ofp, "Amino acid ");
2107                else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
2108                        fprintf(ofp, "Doublet ");
2109                else if (data_optn == NUCLEOTIDE && nuc_optn)
2110                        fprintf(ofp, "Nucleotide ");
2111                else if (data_optn == BINARY)
2112                        fprintf(ofp, "Binary state ");
2113        fprintf(ofp, "frequencies (");
2114        if (Frequ_optn) fprintf(ofp, "estimated from data set");
2115        else fprintf(ofp, "user specified");
2116        if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn && sym_optn)
2117                fprintf(ofp, " and symmetrized");
2118        fprintf(ofp, "):\n\n");
2119        for (i = 0; i < gettpmradix(); i++)
2120                fprintf(ofp, " pi(%s) = %5.1f%%\n",
2121                        int2code(i), Freqtpm[i]*100);
2122        if (data_optn == NUCLEOTIDE) {
2123                fprintf(ofp, "\nExpected transition/transversion ratio: %.2f",
2124                        tstvratio);
2125                if (tstvf84 == 0.0) fprintf(ofp, "\n");
2126                else fprintf(ofp, " (= F84 parameter)\n");
2127                fprintf(ofp, "Expected pyrimidine transition/purine transition");
2128                fprintf(ofp, " ratio: %.2f\n", yrtsratio);
2129                if (tstvf84 != 0.0 && TN_optn)
2130                        fprintf(ofp,
2131                                "This TN model is equivalent to a F84 model (Felsenstein 1984).\n");
2132        }
2133        fprintf(ofp, "\n\nRATE HETEROGENEITY\n\n");
2134        fprintf(ofp, "Model of rate heterogeneity: ");
2135        if (rhetmode == UNIFORMRATE) fprintf(ofp, "uniform rate\n");
2136        if (rhetmode == GAMMARATE  ) fprintf(ofp, "Gamma distributed rates\n");
2137        if (rhetmode == TWORATE    ) fprintf(ofp, "two rates (1 invariable + 1 variable)\n");
2138        if (rhetmode == MIXEDRATE  ) fprintf(ofp, "mixed (1 invariable + %d Gamma rates)\n", numcats);
2139        if (rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
2140                fprintf(ofp, "Fraction of invariable sites");
2141                if (fracinv_optim) fprintf(ofp, " (estimated from data set)");
2142                fprintf(ofp, ": %.2f", fracinv);
2143                if (fracinv_optim) fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", fierr);
2144                fprintf(ofp, "\n");
2145                       
2146                if (fracinv_optim && fracinv > MAXFI - 0.05)
2147                        fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal upper bound!\n");
2148               
2149                fprintf(ofp, "Number of invariable sites: %.0f\n", floor(fracinv*Maxsite));
2150        }
2151        if (rhetmode == GAMMARATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
2152                fprintf(ofp, "Gamma distribution parameter alpha");
2153                if (grate_optim) fprintf(ofp, " (estimated from data set)");
2154                fprintf(ofp, ": %.2f", (1.0-Geta)/Geta);
2155                if (grate_optim) fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)",
2156                        geerr/(Geta*Geta)); /* first order approximation */
2157                fprintf(ofp, "\n");
2158               
2159                if (grate_optim && Geta > MAXGE - 0.02)
2160                        fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal upper bound!\n");
2161                if (grate_optim && Geta < MINGE + 0.01)
2162                        fprintf(ofp, "WARNING --- parameter estimate close to internal lower bound!\n");               
2163
2164                fprintf(ofp, "Number of Gamma rate categories: %d\n", numcats);
2165        }
2166        if (rhetmode == MIXEDRATE) {
2167                fprintf(ofp, "Total rate heterogeneity (invariable sites + Gamma model): ");
2168                fprintf(ofp, "%.2f", fracinv + Geta - fracinv*Geta);
2169                if (grate_optim && fracinv_optim)
2170                        fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", geerr + fierr); /* first order approximation */
2171                else if (grate_optim && !fracinv_optim)
2172                        fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", geerr);
2173                else if (!grate_optim && fracinv_optim)
2174                        fprintf(ofp, " (S.E. %.2f)", fierr);
2175                fprintf(ofp, "\n");
2176        }
2177        if (rhetmode != UNIFORMRATE) {
2178                fprintf(ofp, "\nRates and their respective probabilities used in the likelihood function:\n");
2179                fprintf(ofp, "\n Category  Relative rate  Probability\n");
2180                if (rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE)
2181                        fprintf(ofp, "  0         0.0000         %.4f\n", fracinv);
2182                for (i = 0; i < numcats; i++)
2183                        fprintf(ofp, "  %d         %.4f         %.4f\n",
2184                                i+1, Rates[i], (1.0-fracinv)/(double) numcats); 
2185        }
2186        if (rhetmode == GAMMARATE || rhetmode == MIXEDRATE) {
2187                fprintf(ofp, "\nCategories 1-%d approximate a continuous ", numcats);
2188                fprintf(ofp, "Gamma-distribution with expectation 1\n"); 
2189                fprintf(ofp, "and variance ");
2190                if (Geta == 1.0) fprintf(ofp, "infinity");
2191                else fprintf(ofp, "%.2f", Geta/(1.0-Geta));
2192                fprintf(ofp, ".\n");
2193        }
2194
2195        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && (puzzlemode == QUARTPUZ || puzzlemode == USERTREE))
2196                if (rhetmode != UNIFORMRATE) {
2197                        fprintf(ofp, "\nCombination of categories that contributes");
2198                        fprintf(ofp, " the most to the likelihood\n");
2199                        fprintf(ofp, "(computation done without clock assumption assuming ");
2200                        if (puzzlemode == QUARTPUZ) fprintf(ofp, "quartet-puzzling tree");
2201                        if (puzzlemode == USERTREE) {
2202                                if (utree_optn) fprintf(ofp, "1st user tree");
2203                                else            fprintf(ofp, "NJ tree");
2204                        }
2205                        fprintf(ofp, "):\n\n");
2206                        if (bestratefound==0) findbestratecombination();
2207                        printbestratecombination(ofp);
2208                }
2209               
2210        fprintf(ofp, "\n\nSEQUENCE COMPOSITION (SEQUENCES IN INPUT ORDER)\n\n");
2211        fail = FALSE;
2212        fprintf(ofp, "              5%% chi-square test  p-value\n");
2213        for (i = 0; i < Maxspc; i++) {
2214                fprintf(ofp, " ");
2215                fputid10(ofp, i);
2216                pval = homogentest(i);
2217                if ( pval < 0.05 ) fprintf(ofp, "        failed       ");
2218                else fprintf(ofp, "        passed       ");
2219                if (chi2fail) fail = TRUE;
2220                fprintf(ofp, "  %6.2f%%  ", pval*100.0);
2221                fprintf(ofp, "\n");     
2222        }
2223        fprintf(ofp, "\n");
2224        fprintf(ofp, "The chi-square tests compares the ");
2225        if (data_optn == AMINOACID)
2226                fprintf(ofp, "amino acid");
2227        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && SH_optn)
2228                fprintf(ofp, "doublet");
2229        else if (data_optn == NUCLEOTIDE && nuc_optn)
2230                fprintf(ofp, "nucleotide");
2231        else if (data_optn == BINARY)
2232                fprintf(ofp, "binary state");
2233        fprintf(ofp," composition of each sequence\n");
2234        fprintf(ofp, "to the frequency distribution assumed in the maximum likelihood model.\n");       
2235        if (fail) {
2236                fprintf(ofp, "\nWARNING: Result of chi-square test may not be valid");
2237                fprintf(ofp, " because of small\nmaximum likelihood frequencies and");
2238                fprintf(ofp, " short sequence length!\n");
2239        }
2240        fprintf(ofp, "\n\nIDENTICAL SEQUENCES\n\n");
2241        fprintf(ofp, "The sequences in each of the following groups are all identical. To speed\n");
2242        fprintf(ofp, "up computation please remove all but one of each group from the data set.\n\n");
2243        findidenticals(ofp);
2244        fprintf(ofp, "\n\nMAXIMUM LIKELIHOOD DISTANCES\n\n");
2245        fprintf(ofp, "Maximum likelihood distances are computed using the ");
2246        fprintf(ofp, "selected model of\nsubstitution and rate heterogeneity.\n\n");
2247        putdistance(ofp);
2248        fprintf(ofp, "\nAverage distance (over all possible pairs of sequences):  %.5f\n",
2249                averagedist() / 100.0);
2250
2251
2252   } /* if WRITEPARAMS) || WRITEALL */
2253
2254   if ((part == WRITEREST) || (part == WRITEALL)) {
2255
2256        if (puzzlemode == QUARTPUZ &&typ_optn == TREERECON_OPTN) {
2257                fprintf(ofp, "\n\nBAD QUARTET STATISTICS (SEQUENCES IN INPUT ORDER)\n\n");
2258                for (i = 0; i < Maxspc; i++) {
2259                        fprintf(ofp, " ");
2260                        fputid10(ofp, i);
2261                        if (badqs > 0)
2262                           fprintf(ofp, "  [%lu]   %6.2f%%\n", badtaxon[i], (double) (100 * badtaxon[i]) / (double) badqs);
2263                        else
2264                           fprintf(ofp, "  [%lu]\n", badtaxon[i]);
2265                }
2266                fprintf(ofp, "\nThe number in square brackets indicates how often each sequence is\n");
2267                fprintf(ofp, "involved in one of the %lu completely unresolved quartets of the\n", badqs);
2268                fprintf(ofp, "quartet puzzling tree search.\n");
2269                if (badqs > 0)
2270                   fprintf(ofp, "Additionally the according percentages are given.\n");
2271        }
2272
2273        if (typ_optn == TREERECON_OPTN) {
2274       
2275                fprintf(ofp, "\n\nTREE SEARCH\n\n");
2276                if (puzzlemode == QUARTPUZ) {
2277                        fprintf(ofp, "Quartet puzzling is used to choose from the possible tree topologies\n");
2278                        fprintf(ofp, "and to simultaneously infer support values for internal branches.\n\n");
2279                        fprintf(ofp, "Number of puzzling steps: %lu\n", Numtrial);
2280                        fprintf(ofp, "Analysed quartets: %lu\n", Numquartets);
2281                        fprintf(ofp, "Unresolved quartets: %lu (= %.1f%%)\n",
2282                                badqs, (double) badqs / (double) Numquartets * 100);   
2283                        fprintf(ofp, "\nQuartet trees are based on %s maximum likelihood values\n",
2284                                (approxqp ? "approximate" : "exact"));
2285                        fprintf(ofp, "using the selected model of substitution and rate heterogeneity.\n\n\n");
2286                }
2287                if (puzzlemode == USERTREE) {
2288                        fprintf(ofp, "%d tree topologies were specified by the user.\n", numutrees);           
2289                }
2290                if (puzzlemode == PAIRDIST) {
2291                        fprintf(ofp, "No tree search performed (maximum likelihood distances only).\n");
2292                }
2293
2294                if (puzzlemode == QUARTPUZ) {
2295                        fprintf(ofp, "QUARTET PUZZLING TREE\n\n");
2296                        fprintf(ofp, "Support for the internal branches of the unrooted quartet puzzling\n");
2297                        fprintf(ofp, "tree topology is shown in percent.\n");
2298                        if (consincluded == Maxspc - 3)
2299                                fprintf(ofp,"\nThis quartet puzzling tree is completely resolved.\n");
2300                        else
2301                                fprintf(ofp,"\nThis quartet puzzling tree is not completely resolved!\n");
2302                        fprintf(ofp, "\n\n");
2303                        plotconsensustree(ofp);
2304                        fprintf(ofp, "\n\nQuartet puzzling tree (in CLUSTAL W notation):\n\n");
2305                        writeconsensustree(ofp);
2306                        fprintf(ofp, "\n\nBIPARTITIONS\n\n");
2307                        fprintf(ofp, "The following bipartitions occured at least once");
2308                        fprintf(ofp, " in all intermediate\ntrees that have been generated ");
2309                        fprintf(ofp, "in the %lu puzzling steps:\n\n", Numtrial);
2310                        fprintf(ofp, "Bipartitions included in the quartet puzzling tree:\n");
2311                        fprintf(ofp,
2312                                "(bipartition with sequences in input order : number of times seen)\n\n");
2313                        for (li = 0; li < consincluded; li++) {
2314                                fprintf(ofp, " ");
2315                                printsplit(ofp, splitfreqs[2*li+1]);
2316                                fprintf(ofp, "  :  %lu\n", splitfreqs[2*li]);
2317                        }
2318                        if (consincluded == 0) fprintf(ofp, " None (no bipartition included)\n");
2319                        fprintf(ofp, "\nBipartitions not included in the quartet puzzling tree:\n");
2320                        fprintf(ofp,
2321                                "(bipartition with sequences in input order : number of times seen)\n\n");
2322                                               
2323                        if (consincluded == numbiparts) {
2324                                fprintf(ofp, " None (all bipartitions are included)\n");
2325                        } else {
2326                                /* print first 20 bipartions not included */                           
2327                                for (li = consincluded; (li < numbiparts) && (li < consincluded + 20UL); li++) {
2328                                        fprintf(ofp, " ");
2329                                        printsplit(ofp, splitfreqs[2*li+1]);
2330                                        fprintf(ofp, "  :  %lu\n", splitfreqs[2*li]);
2331                                }
2332                                if ((li == consincluded + 20UL) && (li != numbiparts)) 
2333                                        fprintf(ofp, "\n(%lu other less frequent bipartitions not shown)\n",
2334                                                numbiparts - consincluded - 20UL);                     
2335                        }       
2336                        fprintfsortedpstrees(ofp, psteptreelist, psteptreenum, psteptreesum, 0, 5.0);
2337                }
2338       
2339                if (puzzlemode == QUARTPUZ) {
2340                        fprintf(ofp, "\n\nMAXIMUM LIKELIHOOD BRANCH LENGTHS ON QUARTET");
2341                        fprintf(ofp, " PUZZLING TREE (NO CLOCK)\n\nBranch lengths are computed using");
2342                        fprintf(ofp, " the selected model of\nsubstitution and rate heterogeneity.\n\n\n");
2343                        clockmode = 0; /* nonclocklike branch lengths */
2344                        prtopology(ofp);
2345                        fprintf(ofp, "\n");
2346                        resulttree(ofp);
2347                        fprintf(ofp, "\n\nQuartet puzzling tree with maximum likelihood branch lengths");
2348                        fprintf(ofp, "\n(in CLUSTAL W notation):\n\n");
2349                        fputphylogeny(ofp);                     
2350                        if (compclock) {
2351                                fprintf(ofp, "\n\nMAXIMUM LIKELIHOOD BRANCH LENGTHS OF QUARTET");
2352                                fprintf(ofp, " PUZZLING TREE (WITH CLOCK)\n\nBranch lengths are computed using");
2353                                fprintf(ofp, " the selected model of\nsubstitution and rate heterogeneity.\n");
2354                                fprintf(ofp, "\nRoot located at branch: %d  ", locroot+1);
2355                                if (rootsearch == 0) fprintf(ofp, "(user specified)\n\n\n");
2356                                if (rootsearch == 1) {
2357                                        fprintf(ofp, "(automatic search)");
2358                                        if (numbestroot > 1) fprintf(ofp, "- WARNING: %d best locations found! -", numbestroot);
2359                                        fprintf(ofp, "\n\n");   
2360                                        fprintf(ofp, "If the automatic search misplaces the root please rerun the analysis\n");
2361                                        fprintf(ofp, "(rename \"outtree\" to \"intree\") and select location of root manually!");
2362                                        fprintf(ofp, "\n\n\n");
2363                                }
2364                                if (rootsearch == 2) fprintf(ofp, "(displayed outgroup)\n\n\n");
2365                                clockmode = 1; /* clocklike branch lengths */
2366                                prtopology(ofp);
2367                                fprintf(ofp, "\n");
2368                                fprintf(ofp, "\nTree drawn as unrooted tree for better ");
2369                                fprintf(ofp, "comparison with non-clock tree!\n");
2370                                resulttree(ofp);
2371                                fprintf(ofp, "\n");
2372                                resultheights(ofp);
2373                                fprintf(ofp, "\n\nRooted quartet puzzling tree with clocklike");
2374                                fprintf(ofp, " maximum likelihood branch lengths\n");
2375                                fprintf(ofp, "(in CLUSTAL W notation):\n\n");
2376                                fputrooted(ofp, locroot);
2377                        }
2378                       
2379                        if (compclock) {
2380                                fprintf(ofp, "\n\nMOLECULAR CLOCK LIKELIHOOD RATIO TEST\n\n");
2381                                fprintf(ofp, "log L without clock: %.2f (independent branch parameters: %d)\n",
2382                                        Ctree->lklhd, Numspc + Numibrnch);
2383                                fprintf(ofp, "log L with clock:    %.2f (independent branch parameters: %d)\n\n",
2384                                        Ctree->lklhdc, Numhts + 1);
2385                                delta = 2.0*((Ctree->lklhd) - (Ctree->lklhdc));
2386                                fprintf(ofp, "Likelihood ratio test statistic delta: %.2f\n", delta);   
2387                                df = Numspc + Numibrnch - Numhts - 1;
2388                                fprintf(ofp, "Degress of freedom of chi-square distribution: %d\n", df);
2389                               
2390                                pval = IncompleteGammaQ(df*0.5, delta*0.5);
2391                               
2392                                fprintf(ofp, "Critical significance level: %.2f%%\n\n", pval*100.0);
2393                                if (pval >= 0.05) {
2394                                        fprintf(ofp, "The simpler (clocklike) tree can not be rejected on a significance\n");
2395                                        fprintf(ofp, "level of 5%%. The log-likelihood of the more complex (no clock) tree\n");
2396                                        fprintf(ofp, "is not significantly increased.\n");
2397                                } else {
2398                                        fprintf(ofp, "The simpler (clocklike) tree is rejected on a significance level\n");
2399                                        fprintf(ofp, "of 5%%. The log-likelihood of the more complex (no clock) tree is\n");
2400                                        fprintf(ofp, "significantly increased.\n");
2401                                }
2402                                fprintf(ofp, "\nPlease take care that the correct root is used!\n");
2403                        }
2404                               
2405                }
2406        }
2407       
2408        if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) {
2409       
2410                        fprintf(ofp, "\n\nLIKELIHOOD MAPPING ANALYSIS\n\n");
2411                        fprintf(ofp, "Number of quartets: %lu", Numquartets);
2412                        if (lmqts == 0) fprintf(ofp, " (all possible)\n");
2413                        else fprintf(ofp, " (random choice)\n");
2414                        fprintf(ofp, "\nQuartet trees are based on approximate maximum likelihood values\n");
2415                        fprintf(ofp, "using the selected model of substitution and rate heterogeneity.\n\n\n");
2416                        if (numclust == 1) {
2417                                fprintf(ofp, "Sequences are not grouped in clusters.\n");
2418                        } else {
2419                                fprintf(ofp, "Sequences are grouped in %d clusters.\n", numclust);
2420                                fprintf(ofp, "\nCluster a: %d sequences\n\n", clustA);
2421                                for (i = 0; i < clustA; i++) {
2422                                        fprintf(ofp, " ");
2423                                        fputid(ofp, clusterA[i]);
2424                                        fprintf(ofp, "\n");
2425                                }
2426                                fprintf(ofp, "\nCluster b: %d sequences\n\n", clustB);
2427                                for (i = 0; i < clustB; i++) {
2428                                        fprintf(ofp, " ");
2429                                        fputid(ofp, clusterB[i]);
2430                                        fprintf(ofp, "\n");
2431                                }
2432                                if (numclust > 2) {
2433                                        fprintf(ofp, "\nCluster c: %d sequences\n\n", clustC);
2434                                        for (i = 0; i < clustC; i++) {
2435                                                fprintf(ofp, " ");
2436                                                fputid(ofp, clusterC[i]);
2437                                                fprintf(ofp, "\n");
2438                                        }
2439                                }
2440                                if (numclust == 4) {
2441                                        fprintf(ofp, "\nCluster d: %d sequences\n\n", clustD);
2442                                        for (i = 0; i < clustD; i++) {
2443                                                fprintf(ofp, " ");
2444                                                fputid(ofp, clusterD[i]);
2445                                                fprintf(ofp, "\n");
2446                                        }
2447                                }
2448                                fprintf(ofp, "\nQuartets of sequences used in the likelihood");
2449                                fprintf(ofp, " mapping analysis are generated\n");
2450                                if (numclust == 2)
2451                                        fprintf(ofp, "by drawing two sequences from cluster a and two from cluster b.");
2452                                if (numclust == 3)
2453                                        fprintf(ofp, "by drawing one sequence from clusters a and b and two from cluster c.");
2454                                if (numclust == 4)
2455                                        fprintf(ofp, "by drawing one sequence from each of the clusters a, b, c, and d.");
2456                        }
2457
2458                        fprintf(ofp, "\n\nLIKELIHOOD MAPPING STATISTICS\n\n");
2459                        fprintf(ofp, "Occupancies of the three areas 1, 2, 3:\n\n");
2460                        if (numclust == 4)
2461                                fprintf(ofp, "                    (a,b)-(c,d)\n");
2462                        if (numclust == 3)
2463                                fprintf(ofp, "                    (a,b)-(c,c)\n");
2464                        if (numclust == 2)
2465                                fprintf(ofp, "                    (a,a)-(b,b)\n");
2466                        fprintf(ofp, "                        /\\\n");
2467                        fprintf(ofp, "                       /  \\\n");
2468                        fprintf(ofp, "                      /    \\\n");
2469                        fprintf(ofp, "                     /   1  \\\n");
2470                        fprintf(ofp, "                    / \\    / \\\n");
2471                        fprintf(ofp, "                   /   \\  /   \\\n");
2472                        fprintf(ofp, "                  /     \\/     \\\n");
2473                        fprintf(ofp, "                 /  3    :   2  \\\n");
2474                        fprintf(ofp, "                /        :       \\\n");
2475                        fprintf(ofp, "               /__________________\\\n");
2476                        if (numclust == 4)
2477                                fprintf(ofp, "     (a,d)-(b,c)                  (a,c)-(b,d)\n");
2478                        if (numclust == 3)
2479                                fprintf(ofp, "     (a,c)-(b,c)                  (a,c)-(b,c)\n");
2480                        if (numclust == 2)
2481                                fprintf(ofp, "     (a,b)-(a,b)                  (a,b)-(a,b)\n");
2482                        fprintf(ofp, "\n");
2483                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 1: %lu (= %.1f%%)\n",
2484                                ar1, (double) ar1*100.0/Numquartets);
2485                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 2: %lu (= %.1f%%)\n",
2486                                ar2, (double) ar2*100.0/Numquartets);
2487                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 3: %lu (= %.1f%%)\n\n",
2488                                ar3, (double) ar3*100.0/Numquartets);
2489                        fprintf(ofp, "Occupancies of the seven areas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7:\n\n");
2490                        if (numclust == 4)
2491                                fprintf(ofp, "                    (a,b)-(c,d)\n");
2492                        if (numclust == 3)
2493                                fprintf(ofp, "                    (a,b)-(c,c)\n");
2494                        if (numclust == 2)
2495                                fprintf(ofp, "                    (a,a)-(b,b)\n");
2496                        fprintf(ofp, "                        /\\\n");
2497                        fprintf(ofp, "                       /  \\\n");
2498                        fprintf(ofp, "                      /  1 \\\n");
2499                        fprintf(ofp, "                     / \\  / \\\n");
2500                        fprintf(ofp, "                    /   /\\   \\\n");
2501                        fprintf(ofp, "                   / 6 /  \\ 4 \\\n");
2502                        fprintf(ofp, "                  /   /  7 \\   \\\n");
2503                        fprintf(ofp, "                 / \\ /______\\ / \\\n");
2504                        fprintf(ofp, "                / 3  :   5  :  2 \\\n");
2505                        fprintf(ofp, "               /__________________\\\n");
2506                        if (numclust == 4)
2507                                fprintf(ofp, "     (a,d)-(b,c)                  (a,c)-(b,d)\n");
2508                        if (numclust == 3)
2509                                fprintf(ofp, "     (a,c)-(b,c)                  (a,c)-(b,c)\n");
2510                        if (numclust == 2)
2511                                fprintf(ofp, "     (a,b)-(a,b)                  (a,b)-(a,b)\n");
2512                        fprintf(ofp, "\n");
2513                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 1: %lu (= %.1f%%)    left:   %lu   right: %lu\n",
2514                                reg1, (double) reg1*100.0/Numquartets, reg1l, reg1r);
2515                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 2: %lu (= %.1f%%)    bottom: %lu   top:   %lu\n",
2516                                reg2, (double) reg2*100.0/Numquartets, reg2d, reg2u);
2517                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 3: %lu (= %.1f%%)    bottom: %lu   top:   %lu\n",
2518                                reg3, (double) reg3*100.0/Numquartets, reg3d, reg3u);
2519                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 4: %lu (= %.1f%%)    bottom: %lu   top:   %lu\n",
2520                                reg4, (double) reg4*100.0/Numquartets, reg4d, reg4u);
2521                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 5: %lu (= %.1f%%)    left:   %lu   right: %lu\n",
2522                                reg5, (double) reg5*100.0/Numquartets, reg5l, reg5r);
2523                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 6: %lu (= %.1f%%)    bottom: %lu   top:   %lu\n",
2524                                reg6, (double) reg6*100.0/Numquartets, reg6d, reg6u);
2525                        fprintf(ofp, "Number of quartets in region 7: %lu (= %.1f%%)\n",
2526                                reg7, (double) reg7*100.0/Numquartets);
2527        }
2528   
2529   } /* if WRITEREST) || WRITEALL */
2530}
2531
2532
2533#if PARALLEL
2534void writetimesstat(FILE *ofp)
2535{
2536        int n;
2537        double cpusum = 0.0;
2538        double wallmax = 0.0;
2539        cputimes[0]      = ((double)(cputimestop - cputimestart) / CLOCKS_PER_SEC);
2540        walltimes[0]     = difftime(walltimestop, walltimestart);
2541        fullcpu          = tarr.fullcpu;
2542        fulltime         = tarr.fulltime;
2543        fullcputimes[0]  = tarr.fullcpu;
2544        fullwalltimes[0] = tarr.fulltime;
2545        altcputimes[0]   = tarr.cpu;
2546        altwalltimes[0]  = tarr.time;
2547        fprintf(ofp, "\n\n\nPARALLEL LOAD STATISTICS\n\n");
2548       
2549        fprintf(ofp, "The analysis was performed with %d parallel processes (1 master and \n", PP_NumProcs);
2550        fprintf(ofp, "%d worker processes).\n\n", PP_NumProcs-1);
2551        fprintf(ofp, "The following table the distribution of computation to the processes.\n");
2552        fprintf(ofp, "The first column gives the process number, where 0 is the master process.\n");
2553        fprintf(ofp, "The second and third column show the number of quartets computed (3 topologies \n");
2554        fprintf(ofp, "each) and the the number of scheduling blocks the came in. The last two columns \n");
2555        fprintf(ofp, "state the number of puzzling steps done by a process and number of scheduling \n");
2556        fprintf(ofp, "blocks.\n\n");
2557        fprintf(ofp, "process  #quartets #chunks  #puzzlings #chunks \n");
2558        fprintf(ofp, "-----------------------------------------------\n");
2559        for (n=0; n<PP_NumProcs; n++) {
2560                fprintf(ofp, "%6d  %9d %7d  %10d %7d \n", n,
2561                        quartsent[n], quartsentn[n],
2562                        splitsent[n], splitsentn[n]);
2563        } /* for */
2564        fprintf(ofp, "-----------------------------------------------\n");
2565        fprintf(ofp, " Sums:  %9d %7d  %10d %7d \n",
2566                PP_quartrecved, PP_quartrecvedn,
2567                PP_splitrecved, PP_splitrecvedn);
2568
2569#ifdef TIMEDEBUG
2570        fprintf(ofp, "\n\nBelow the distribution of computing times (CPU and wallclock) per host is shown.\n");
2571        fprintf(ofp, "The times are shown in seconds, minutes, and hours. At the bottom of the table the\n");
2572        fprintf(ofp, "sum of CPU times and the maximum wallclock time is shown.\n\n");
2573        fprintf(ofp, "process   CPU-time[s]     [min]   [hours] | wallclock[s]     [min]   [hours] \n");
2574        fprintf(ofp, "----------------------------------------------------------------------------\n");
2575        for (n=0; n<PP_NumProcs; n++) {
2576
2577#               ifdef TIMEDEBUG
2578                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f  | %11.1f %9.1f %9.1f\n", n,
2579                        cputimes[n],  cputimes[n] /60, cputimes[n] /3600,
2580                        walltimes[n], walltimes[n]/60, walltimes[n]/3600);
2581#               endif /* TIMEDEBUG */
2582
2583                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f  | %11.1f %9.1f %9.1f\n", n,
2584                        fullcputimes[n],  fullcputimes[n] /60, fullcputimes[n] /3600,
2585                        fullwalltimes[n], fullwalltimes[n]/60, fullwalltimes[n]/3600);
2586
2587#               ifdef TIMEDEBUG
2588                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f  | %11.1f %9.1f %9.1f alt\n", n,
2589                        altcputimes[n],  altcputimes[n] /60, altcputimes[n] /3600,
2590                        altwalltimes[n], altwalltimes[n]/60, altwalltimes[n]/3600);
2591#               endif /* TIMEDEBUG */
2592
2593                if (fullwalltimes[n] > wallmax) wallmax=fullwalltimes[n];
2594                cpusum += fullcputimes[n];
2595        } /* for */
2596        fprintf(ofp, "----------------------------------------------------------------------------\n");
2597        fprintf(ofp, "Sum/Max: %11.1f %9.1f %9.1f  | %11.1f %9.1f %9.1f \n",
2598                cpusum, cpusum/60, cpusum/3600, wallmax, wallmax/60, wallmax/3600);
2599#else /* TIMEDEBUG */
2600        fprintf(ofp, "\n\nBelow the distribution of computing times (wallclock) per host is shown.\n");
2601        fprintf(ofp, "The times are shown in seconds, minutes, and hours. At the bottom of the table the\n");
2602        fprintf(ofp, "the maximum wallclock times is shown.\n\n");
2603        fprintf(ofp, "process   wallclock[s]     [min]   [hours] \n");
2604        fprintf(ofp, "----------------------------------------------------------------------------\n");
2605        for (n=0; n<PP_NumProcs; n++) {
2606
2607#               ifdef TIMEDEBUG
2608                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f\n", n,
2609                        walltimes[n], walltimes[n]/60, walltimes[n]/3600);
2610#               endif /* TIMEDEBUG */
2611
2612                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f\n", n,
2613                        fullwalltimes[n], fullwalltimes[n]/60, fullwalltimes[n]/3600);
2614
2615#               ifdef TIMEDEBUG
2616                fprintf(ofp, "%6d   %11.1f %9.1f %9.1f alt\n", n,
2617                        altwalltimes[n], altwalltimes[n]/60, altwalltimes[n]/3600);
2618#               endif /* TIMEDEBUG */
2619
2620                if (fullwalltimes[n] > wallmax) wallmax=fullwalltimes[n];
2621                cpusum += fullcputimes[n];
2622        } /* for */
2623        fprintf(ofp, "----------------------------------------------------------------------------\n");
2624        fprintf(ofp, "Sum/Max: %11.1f %9.1f %9.1f \n",
2625                wallmax, wallmax/60, wallmax/3600);
2626#endif /* TIMEDEBUG */
2627
2628        fullcpu          = cpusum;
2629        fulltime         = wallmax;
2630
2631} /* writetimesstat */
2632#endif
2633
2634
2635/* write current user tree to file */
2636void writecutree(FILE *ofp, int num)
2637{
2638        int df;
2639        double pval, delta;
2640
2641
2642        if (typ_optn == TREERECON_OPTN) {
2643       
2644                if (puzzlemode == USERTREE) {
2645                        fprintf(ofp, "\n\nMAXIMUM LIKELIHOOD BRANCH LENGTHS OF USER");
2646                        fprintf(ofp, " DEFINED TREE # %d (NO CLOCK)\n\nBranch lengths are computed using", num);
2647                        fprintf(ofp, " the selected model of\nsubstitution and rate heterogeneity.\n\n\n");
2648                        clockmode = 0; /* nonclocklike branch lengths */
2649                        prtopology(ofp);
2650                        fprintf(ofp, "\n");
2651                        resulttree(ofp);
2652                        fprintf(ofp, "\n\nUnrooted user defined tree with maximum likelihood branch lengths");
2653                        fprintf(ofp, "\n(in CLUSTAL W notation):\n\n");
2654                        fputphylogeny(ofp);
2655                        if (compclock) {
2656                                fprintf(ofp, "\n\nMAXIMUM LIKELIHOOD BRANCH LENGTHS OF USER");
2657                                fprintf(ofp, " DEFINED TREE # %d (WITH CLOCK)\n\nBranch lengths are computed using", num);
2658                                fprintf(ofp, " the selected model of\nsubstitution and rate heterogeneity.\n");
2659                                fprintf(ofp, "\nRoot located at branch: %d  ", locroot+1);
2660                                if (rootsearch == 0) fprintf(ofp, "(user specified)\n\n\n");
2661                                if (rootsearch == 1) {
2662                                        fprintf(ofp, "(automatic search)");
2663                                        if (numbestroot > 1) fprintf(ofp, "- WARNING: %d best locations found! -", numbestroot);
2664                                        fprintf(ofp, "\n\n");
2665                                        fprintf(ofp, "If the automatic search misplaces the root please rerun the analysis\n");
2666                                        fprintf(ofp, "and select location of root manually!");
2667                                        fprintf(ofp, "\n\n\n");
2668
2669                                }
2670                                if (rootsearch == 2) fprintf(ofp, "(displayed outgroup)\n\n\n");
2671                                clockmode = 1; /* clocklike branch lengths */
2672                                prtopology(ofp);
2673                                fprintf(ofp, "\n");
2674                                resulttree(ofp);
2675                                fprintf(ofp, "\n");
2676                                resultheights(ofp);
2677                                fprintf(ofp, "\n\nRooted user defined tree with clocklike ");
2678                                fprintf(ofp, "maximum likelihood branch lengths\n");
2679                                fprintf(ofp, "(in CLUSTAL W notation):\n\n");
2680                                fputrooted(ofp, locroot);
2681                        }
2682                       
2683                        if (compclock) {
2684                                fprintf(ofp, "\n\nMOLECULAR CLOCK LIKELIHOOD RATIO TEST FOR USER TREE # %d\n\n", num);
2685                                fprintf(ofp, "log L without clock: %.2f (independent branch parameters: %d)\n",
2686                                        Ctree->lklhd, Numspc + Numibrnch);
2687                                fprintf(ofp, "log L with clock:    %.2f (independent branch parameters: %d)\n\n",
2688                                        Ctree->lklhdc, Numhts + 1);
2689                                delta = 2.0*((Ctree->lklhd) - (Ctree->lklhdc));
2690                                fprintf(ofp, "Likelihood ratio test statistic delta: %.2f\n", delta);   
2691                                df = Numspc + Numibrnch - Numhts - 1;
2692                                fprintf(ofp, "Degrees of freedom of chi-square distribution: %d\n", df);
2693                               
2694                                pval = IncompleteGammaQ (df*0.5, delta*0.5);
2695                               
2696                                fprintf(ofp, "Critical significance level: %.2f%%\n\n", pval*100.0);
2697                                if (pval >= 0.05) {
2698                                        fprintf(ofp, "The simpler (clocklike) tree can not be rejected on a significance\n");
2699                                        fprintf(ofp, "level of 5%%. The log-likelihood of the more complex (no clock) tree\n");
2700                                        fprintf(ofp, "is not significantly increased.\n");
2701                                } else {
2702                                        fprintf(ofp, "The simpler (clocklike) tree is rejected on a significance level\n");
2703                                        fprintf(ofp, "of 5%%. The log-likelihood of the more complex (no clock) tree is\n");
2704                                        fprintf(ofp, "significantly increased.\n");
2705                                }
2706                                fprintf(ofp, "\nPlease take care that the correct root is used!\n");
2707                        }                       
2708                }       
2709        }
2710}
2711
2712
2713/******************************************************************************/
2714/* timer routines                                                             */
2715/******************************************************************************/
2716
2717/* start timer */
2718void starttimer()
2719{
2720        time(&time0);
2721        time1 = time0;
2722}
2723
2724/* check remaining time and print message if necessary */
2725void checktimer(uli numqts)
2726{
2727        double tc2, mintogo, minutes, hours;
2728
2729        time(&time2);
2730        if ( (time2 - time1) > 900) { /* generate message every 15 minutes */
2731                /* every 900 seconds */
2732                /* percentage of completed quartets */
2733                if (mflag == 0) {
2734                        mflag = 1;
2735                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
2736                }
2737                tc2 = 100.*numqts/Numquartets;
2738                mintogo = (100.0-tc2) *
2739                        (double) (time2-time0)/60.0/tc2;
2740                hours = floor(mintogo/60.0);
2741                minutes = mintogo - 60.0*hours;
2742                FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f%%", tc2);
2743                FPRINTF(STDOUTFILE " completed (remaining");
2744                FPRINTF(STDOUTFILE " time: %.0f", hours);
2745                FPRINTF(STDOUTFILE " hours %.0f", minutes);
2746                FPRINTF(STDOUTFILE " minutes)\n");
2747                fflush(STDOUT);
2748                time1 = time2;
2749        }
2750
2751}
2752
2753/* check remaining time and print message if necessary */
2754void checktimer2(uli numqts, uli all, int flag)
2755{
2756        double tc2, mintogo, minutes, hours;
2757
2758        static time_t tt1;
2759        static time_t tt2;
2760
2761        if (flag == 1) {
2762                time(&tt1);
2763                time(&tt2);
2764        } else {
2765                time(&tt2);
2766                if ( (tt2 - tt1) > 900) { /* generate message every 15 minutes */
2767                        /* every 900 seconds */
2768                        /* percentage of completed quartets */
2769                        if (mflag == 0) {
2770                                mflag = 1;
2771                                FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
2772                        }
2773                        tc2 = 100.*numqts/Numquartets;
2774                        mintogo = (100.0-tc2) *
2775                                (double) (tt2-time0)/60.0/tc2;
2776                        hours = floor(mintogo/60.0);
2777                        minutes = mintogo - 60.0*hours;
2778                        FPRINTF(STDOUTFILE "%.2f%%", tc2);
2779                        FPRINTF(STDOUTFILE " completed (remaining");
2780                        FPRINTF(STDOUTFILE " time: %.0f", hours);
2781                        FPRINTF(STDOUTFILE " hours %.0f", minutes);
2782                        FPRINTF(STDOUTFILE " minutes)\n");
2783                        fflush(STDOUT);
2784                        tt1 = tt2;
2785                }
2786        }
2787}
2788
2789void resetqblocktime(timearray_t *ta)
2790{
2791        ta->quartcpu += ta->quartblockcpu;
2792        ta->quartblockcpu = 0.0;
2793        ta->quarttime += ta->quartblocktime;
2794        ta->quartblocktime = 0.0;
2795} /* resetqblocktime */
2796
2797
2798void resetpblocktime(timearray_t *ta)
2799{
2800        ta->puzzcpu += ta->puzzblockcpu;
2801        ta->puzzblockcpu = 0.0;
2802        ta->puzztime += ta->puzzblocktime;
2803        ta->puzzblocktime = 0.0;
2804} /* resetpblocktime */
2805
2806
2807#ifdef TIMEDEBUG
2808void printtimearr(timearray_t *ta)
2809{
2810#       if ! PARALLEL
2811          int PP_Myid;
2812          PP_Myid = -1;
2813#       endif
2814        printf("(%2d) MMCPU: %11ld  /  %11ld \n", PP_Myid, ta->maxcpu, ta->mincpu);
2815        printf("(%2d) CTick: %11.6f [tks]  /  %11.6f [s] \n", PP_Myid, ta->mincputick, ta->mincputicktime);
2816
2817        printf("(%2d) MMTIM: %11ld  /  %11ld \n", PP_Myid, ta->maxtime, ta->mintime);
2818
2819        printf("(%2d) Mxblk: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->maxcpublock, ta->maxtimeblock);
2820        printf("(%2d) Mnblk: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->mincpublock, ta->mintimeblock);
2821
2822        printf("(%2d) Gnrl: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->generalcpu, ta->generaltime);
2823        printf("(%2d) Optn: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->optionscpu, ta->optionstime);
2824        printf("(%2d) Estm: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->paramestcpu, ta->paramesttime);
2825        printf("(%2d) Qurt: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->quartcpu, ta->quarttime);
2826        printf("(%2d) QBlk: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->quartblockcpu, ta->quartblocktime);
2827        printf("(%2d) QMax: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->quartmaxcpu, ta->quartmaxtime);
2828        printf("(%2d) QMin: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->quartmincpu, ta->quartmintime);
2829
2830        printf("(%2d) Puzz: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->puzzcpu, ta->puzztime);
2831        printf("(%2d) PBlk: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->puzzblockcpu, ta->puzzblocktime);
2832        printf("(%2d) PMax: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->puzzmaxcpu, ta->puzzmaxtime);
2833        printf("(%2d) PMin: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->puzzmincpu, ta->puzzmintime);
2834
2835        printf("(%2d) Tree: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->treecpu, ta->treetime);
2836        printf("(%2d) TBlk: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->treeblockcpu, ta->treeblocktime);
2837        printf("(%2d) TMax: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->treemaxcpu, ta->treemaxtime);
2838        printf("(%2d) TMin: %11.6e  /  %11.6e \n", PP_Myid, ta->treemincpu, ta->treemintime);
2839
2840        printf("(%2d) C/T : %11.6e / %11.6e \n", PP_Myid, 
2841                (ta->generalcpu + ta->optionscpu + ta->paramestcpu + ta->quartblockcpu + ta->puzzblockcpu + ta->treeblockcpu),
2842                (ta->generaltime + ta->optionstime + ta->paramesttime + ta->quartblocktime + ta->puzzblocktime + ta->treeblocktime));
2843        printf("(%2d)  CPU: %11.6e /  Time: %11.6e \n", PP_Myid, ta->cpu, ta->time);
2844        printf("(%2d) aCPU: %11.6e / aTime: %11.6e \n", PP_Myid, ta->fullcpu, ta->fulltime);
2845
2846} /* printtimearr */
2847#endif /* TIMEDEBUG */
2848
2849char *jtype [7];
2850
2851void inittimearr(timearray_t *ta)
2852{
2853        clock_t c0, c1, c2; 
2854
2855        jtype[OVERALL]  = "OVERALL";
2856        jtype[GENERAL]  = "GENERAL";
2857        jtype[OPTIONS]  = "OPTIONS";
2858        jtype[PARAMEST] = "PARAMeter ESTimation";
2859        jtype[QUARTETS] = "QUARTETS";
2860        jtype[PUZZLING] = "PUZZLING steps";
2861        jtype[TREEEVAL] = "TREE EVALuation";
2862        ta->currentjob = GENERAL;
2863
2864        c1 = clock();
2865        c2 = clock();
2866        while (c1 == c2)
2867           c2 = clock(); 
2868        ta->mincputick = (double)(c2 - c1);
2869        ta->mincputicktime = ((double)(c2 - c1))/CLOCKS_PER_SEC;
2870
2871        ta->tempcpu = clock();
2872        ta->tempcpustart = ta->tempcpu;
2873        ta->tempfullcpu  = ta->tempcpu;
2874        time(&(ta->temptime));
2875        ta->temptimestart = ta->temptime;
2876        ta->tempfulltime  = ta->temptime;
2877
2878        c0=0; c1=0; c2=(clock_t)((2 * c1) + 1);;
2879        while (c1 < c2) {
2880           c0 = c1;
2881           c1 = c2;
2882           c2 = (clock_t)((2 * c1) + 1);
2883        }
2884        if (c1 == c2) ta->maxcpu=c0;
2885        if (c1  > c2) ta->maxcpu=c1;
2886
2887        c0=0; c1=0; c2=(clock_t)((2 * c1) - 1);
2888        while (c1 > c2) {
2889           c0 = c1;
2890           c1 = c2;
2891           c2 = (clock_t)((2 * c1) - 1);
2892        }
2893        if (c1 == c2) ta->mincpu=c0;
2894        if (c1  < c2) ta->mincpu=c1;
2895
2896
2897
2898        ta->maxtime        = 0;
2899        ta->mintime        = 0;
2900
2901        ta->maxcpublock    = 0;
2902        ta->mincpublock    = DBL_MAX;
2903        ta->maxtimeblock   = 0;
2904        ta->mintimeblock   = DBL_MAX;
2905
2906        ta->cpu            = 0.0;
2907        ta->time           = 0.0;
2908
2909        ta->fullcpu        = 0.0;
2910        ta->fulltime       = 0.0;
2911
2912        ta->generalcpu     = 0.0;
2913        ta->optionscpu     = 0.0;
2914        ta->paramestcpu    = 0.0;
2915        ta->quartcpu       = 0.0;
2916        ta->quartblockcpu  = 0.0;
2917        ta->quartmaxcpu    = 0.0;
2918        ta->quartmincpu    = ((double) ta->maxcpu)/CLOCKS_PER_SEC;
2919        ta->puzzcpu        = 0.0;
2920        ta->puzzblockcpu   = 0.0;
2921        ta->puzzmaxcpu     = 0.0;
2922        ta->puzzmincpu     = ((double) ta->maxcpu)/CLOCKS_PER_SEC;
2923        ta->treecpu        = 0.0;
2924        ta->treeblockcpu   = 0.0;
2925        ta->treemaxcpu     = 0.0;
2926        ta->treemincpu     = ((double) ta->maxcpu)/CLOCKS_PER_SEC;
2927
2928        ta->generaltime    = 0.0;
2929        ta->optionstime    = 0.0;
2930        ta->paramesttime   = 0.0;
2931        ta->quarttime      = 0.0;
2932        ta->quartblocktime = 0.0;
2933        ta->quartmaxtime   = 0.0;
2934        ta->quartmintime   = DBL_MAX;
2935        ta->puzztime       = 0.0;
2936        ta->puzzblocktime  = 0.0;
2937        ta->puzzmaxtime    = 0.0;
2938        ta->puzzmintime    = DBL_MAX;
2939        ta->treetime       = 0.0;
2940        ta->treeblocktime  = 0.0;
2941        ta->treemaxtime    = 0.0;
2942        ta->treemintime    = DBL_MAX;
2943} /* inittimearr */
2944
2945
2946/***************/
2947
2948void addup(int jobtype, clock_t c1, clock_t c2, time_t t1, time_t t2, timearray_t *ta)
2949{
2950   double  c,
2951           t;
2952
2953   if (t2 != t1) t = difftime(t2, t1); 
2954   else          t = 0.0;
2955
2956   if (c2 < c1)
2957      c = ((double)(c2 - ta->mincpu))/CLOCKS_PER_SEC +
2958          ((double)(ta->maxcpu - c1))/CLOCKS_PER_SEC;
2959   else
2960      c = ((double)(c2 - c1))/CLOCKS_PER_SEC;
2961
2962   if (jobtype != OVERALL) {
2963
2964      if (ta->mincpublock  > c) ta->mincpublock = c;
2965      if (ta->maxcpublock  < c) ta->maxcpublock = c;
2966      if (ta->mintimeblock > t) ta->mintimeblock = t;
2967      if (ta->maxtimeblock < t) ta->maxtimeblock = t;
2968
2969      switch (jobtype) {
2970         case GENERAL: ta->generalcpu  += c;
2971                       ta->generaltime += t;
2972                       break;
2973         case OPTIONS: ta->optionscpu  += c;
2974                       ta->optionstime += t;
2975                       break;
2976         case PARAMEST: ta->paramestcpu  += c;
2977                        ta->paramesttime += t;
2978                        break;
2979         case QUARTETS: ta->quartblockcpu  += c;
2980                        ta->quartblocktime += t;
2981                        if (ta->quartmincpu  > c) ta->quartmincpu = c;
2982                        if (ta->quartmaxcpu  < c) ta->quartmaxcpu = c;
2983                        if (ta->quartmintime > t) ta->quartmintime = t;
2984                        if (ta->quartmaxtime < t) ta->quartmaxtime = t;
2985                        break;
2986         case PUZZLING: ta->puzzblockcpu  += c;
2987                        ta->puzzblocktime += t;
2988                        if (ta->puzzmincpu  > c) ta->puzzmincpu = c;
2989                        if (ta->puzzmaxcpu  < c) ta->puzzmaxcpu = c;
2990                        if (ta->puzzmintime > t) ta->puzzmintime = t;
2991                        if (ta->puzzmaxtime < t) ta->puzzmaxtime = t;
2992                        break;
2993         case TREEEVAL: ta->treeblockcpu  += c;
2994                        ta->treeblocktime += t;
2995                        if (ta->treemincpu  > c) ta->treemincpu = c;
2996                        if (ta->treemaxcpu  < c) ta->treemaxcpu = c;
2997                        if (ta->treemintime > t) ta->treemintime = t;
2998                        if (ta->treemaxtime < t) ta->treemaxtime = t;
2999                        break;
3000      }
3001      ta->cpu  += c;
3002      ta->time += t;
3003   
3004   } else {
3005         ta->fullcpu  += c;
3006         ta->fulltime += t;
3007   }
3008
3009#     ifdef TIMEDEBUG
3010         {
3011#        if ! PARALLEL
3012            int PP_Myid =  -1;
3013#        endif /* !PARALLEL */
3014         printf("(%2d) CPU: +%10.6f / Time: +%10.6f (%s)\n", PP_Myid, c, t, jtype[jobtype]);
3015         printf("(%2d) CPU: %11.6f / Time: %11.6f (%s)\n", PP_Myid, ta->cpu, ta->time, jtype[jobtype]);
3016         printf("(%2d) CPU: %11.6f / Time: %11.6f (%s)\n", PP_Myid, ta->fullcpu, ta->fulltime, jtype[jobtype]);
3017         }
3018#     endif /* TIMEDEBUG */
3019} /* addup */
3020
3021
3022/***************/
3023
3024
3025void addtimes(int jobtype, timearray_t *ta)
3026{
3027   clock_t tempc;
3028   time_t  tempt;
3029
3030   time(&tempt);
3031   tempc = clock();
3032
3033   if ((tempc < ta->tempfullcpu) || (jobtype == OVERALL)) {   /* CPU counter overflow for overall time */
3034        addup(OVERALL, ta->tempfullcpu, tempc, ta->tempfulltime, tempt, ta);
3035        ta->tempfullcpu  = tempc;
3036        ta->tempfulltime = tempt;
3037        if (jobtype == OVERALL) {
3038           addup(ta->currentjob, ta->tempcpustart, tempc, ta->temptimestart, tempt, ta);
3039           ta->tempcpustart = ta->tempcpu;
3040           ta->tempcpu      = tempc;
3041           ta->temptimestart = ta->temptime;
3042           ta->temptime      = tempt;
3043        }
3044   }
3045
3046   if((jobtype != ta->currentjob) && (jobtype != OVERALL)) {   /* change of job type */
3047        addup(ta->currentjob, ta->tempcpustart, ta->tempcpu, ta->temptimestart, ta->temptime, ta);
3048        ta->tempcpustart  = ta->tempcpu;
3049        ta->tempcpu       = tempc;
3050        ta->temptimestart = ta->temptime;
3051        ta->temptime      = tempt;
3052        ta->currentjob    = jobtype;
3053   }
3054
3055   if (tempc < ta->tempcpustart) {   /* CPU counter overflow */
3056        addup(jobtype, ta->tempcpustart, tempc, ta->temptimestart, tempt, ta);
3057        ta->tempcpustart = ta->tempcpu;
3058        ta->tempcpu      = tempc;
3059        ta->temptimestart = ta->temptime;
3060        ta->temptime      = tempt;
3061   }
3062
3063} /* addtimes */
3064
3065
3066
3067/******************************************************************************/
3068
3069/* estimate parameters of substitution process and rate heterogeneity - no tree
3070   n-taxon tree is not needed because of quartet method or NJ tree topology */
3071void estimateparametersnotree()
3072{
3073        int it, nump, change;
3074        double TSold, YRold, FIold, GEold;
3075
3076        it = 0;
3077        nump = 0;
3078
3079        /* count number of parameters */
3080        if (data_optn == NUCLEOTIDE && optim_optn) nump++;
3081        if (fracinv_optim || grate_optim) nump++;
3082
3083        do { /* repeat until nothing changes any more */
3084                it++;
3085                change = FALSE;
3086
3087                /* optimize substitution parameters */
3088                if (data_optn == NUCLEOTIDE && optim_optn) {
3089               
3090                        TSold = TSparam;
3091                        YRold = YRparam;
3092                       
3093
3094                        /*
3095                         * optimize
3096                         */
3097                         
3098                        FPRINTF(STDOUTFILE "Optimizing missing substitution process parameters\n");
3099                        fflush(STDOUT);
3100
3101                        if (qcalg_optn) { /* quartet sampling */
3102                                optimseqevolparamsq();
3103                        } else { /* NJ tree */
3104                                tmpfp = tmpfile();
3105                                njtree(tmpfp);                         
3106                                rewind(tmpfp);
3107                                readusertree(tmpfp);
3108                                closefile(tmpfp);
3109                                optimseqevolparamst();                         
3110                        }
3111                       
3112                        computedistan(); /* update ML distances */
3113               
3114                        /* same tolerance as 1D minimization */
3115                        if ((fabs(TSparam - TSold) > 3.3*PEPS1) ||
3116                                (fabs(YRparam - YRold) > 3.3*PEPS1)
3117                        ) change = TRUE;
3118
3119                }
3120
3121                /* optimize rate heterogeneity variables */
3122                if (fracinv_optim || grate_optim) {
3123
3124                        FIold = fracinv;
3125                        GEold = Geta;
3126
3127
3128                        /*
3129                         * optimize
3130                         */
3131
3132                        FPRINTF(STDOUTFILE "Optimizing missing rate heterogeneity parameters\n");
3133                        fflush(STDOUT);
3134                        /* compute NJ tree */
3135                        tmpfp = tmpfile();
3136                        njtree(tmpfp);
3137                        /* use NJ tree topology to estimate parameters */
3138                        rewind(tmpfp);
3139                        readusertree(tmpfp);
3140                        closefile(tmpfp);
3141
3142                        optimrateparams();                             
3143                        computedistan(); /* update ML distances */
3144
3145
3146                        /* same tolerance as 1D minimization */
3147                        if ((fabs(fracinv - FIold) > 3.3*PEPS2) ||
3148                                (fabs(Geta - GEold) > 3.3*PEPS2)
3149                        ) change = TRUE;
3150                       
3151                }
3152
3153                if (nump == 1) return;
3154               
3155        } while (it != MAXITS && change);
3156
3157        return;
3158}
3159
3160
3161/* estimate parameters of substitution process and rate heterogeneity - tree
3162   same as above but here the n-taxon tree is already in memory */
3163void estimateparameterstree()
3164{
3165        int it, nump, change;
3166        double TSold, YRold, FIold, GEold;
3167
3168        it = 0;
3169        nump = 0;
3170
3171        /* count number of parameters */
3172        if (data_optn == NUCLEOTIDE && optim_optn) nump++;
3173        if (fracinv_optim || grate_optim) nump++;
3174
3175        do { /* repeat until nothing changes any more */
3176                it++;
3177                change = FALSE;
3178
3179                /* optimize substitution process parameters */
3180                if (data_optn == NUCLEOTIDE && optim_optn) {
3181               
3182                        TSold = TSparam;
3183                        YRold = YRparam;
3184                       
3185
3186                        /*
3187                         * optimize
3188                         */
3189                         
3190                        FPRINTF(STDOUTFILE "Optimizing missing substitution process parameters\n");
3191                        fflush(STDOUT);
3192                        optimseqevolparamst();
3193                        computedistan(); /* update ML distances */
3194
3195               
3196                        /* same tolerance as 1D minimization */
3197                        if ((fabs(TSparam - TSold) > 3.3*PEPS1) ||
3198                                (fabs(YRparam - YRold) > 3.3*PEPS1)
3199                        ) change = TRUE;
3200
3201                }
3202
3203                /* optimize rate heterogeneity variables */
3204                if (fracinv_optim || grate_optim) {
3205
3206                        FIold = fracinv;
3207                        GEold = Geta;
3208
3209
3210                        /*
3211                         * optimize
3212                         */
3213
3214                        FPRINTF(STDOUTFILE "Optimizing missing rate heterogeneity parameters\n");
3215                        fflush(STDOUT);
3216                        optimrateparams();                             
3217                        computedistan(); /* update ML distances */
3218
3219
3220                        /* same tolerance as 1D minimization */
3221                        if ((fabs(fracinv - FIold) > 3.3*PEPS2) ||
3222                                (fabs(Geta - GEold) > 3.3*PEPS2)
3223                        ) change = TRUE;
3224                       
3225                }
3226
3227                if (nump == 1) return;
3228               
3229        } while (it != MAXITS && change);
3230
3231        return;
3232}
3233
3234
3235/******************************************************************************/
3236/* exported from main                                                         */
3237/******************************************************************************/
3238
3239void compute_quartlklhds(int a, int b, int c, int d, double *d1, double *d2, double *d3, int approx)
3240{
3241        if (approx == APPROX) {
3242
3243                *d1 = quartet_alklhd(a,b, c,d); /* (a,b)-(c,d) */
3244                *d2 = quartet_alklhd(a,c, b,d); /* (a,c)-(b,d) */
3245                *d3 = quartet_alklhd(a,d, b,c); /* (a,d)-(b,c) */
3246
3247        } else /* approx == EXACT */ {
3248
3249                *d1 = quartet_lklhd(a,b, c,d);  /* (a,b)-(c,d) */
3250                *d2 = quartet_lklhd(a,c, b,d);  /* (a,c)-(b,d) */
3251                *d3 = quartet_lklhd(a,d, b,c);  /* (a,d)-(b,c) */
3252
3253        }
3254}
3255
3256/***************************************************************/ 
3257
3258void recon_tree()
3259{       
3260        int i;
3261#       if ! PARALLEL
3262                int a, b, c;
3263                uli nq;
3264                double tc2, mintogo, minutes, hours;
3265#       endif
3266
3267        /* allocate memory for taxon list of bad quartets */
3268        badtaxon = new_ulivector(Maxspc);
3269        for (i = 0; i < Maxspc; i++) badtaxon[i] = 0;
3270
3271        /* allocate variable used for randomizing input order */
3272        trueID = new_ivector(Maxspc);
3273
3274        /* allocate memory for quartets */
3275        quartetinfo = mallocquartets(Maxspc);
3276       
3277        /* prepare for consensus tree analysis */
3278        initconsensus();
3279               
3280        if (!(readquart_optn) || (readquart_optn && savequart_optn)) {
3281          /* compute quartets */
3282          FPRINTF(STDOUTFILE "Computing quartet maximum likelihood trees\n");
3283          fflush(STDOUT);
3284          computeallquartets();
3285        }
3286
3287        if (savequart_optn) 
3288                writeallquarts(Maxspc, ALLQUART, quartetinfo);
3289        if (readquart_optn) {
3290                int xx1, xx2, xx3, xx4, count;
3291                readallquarts (Maxspc, ALLQUART, quartetinfo);
3292                if (show_optn) { /* list all unresolved quartets */
3293                        openfiletowrite(&unresfp, UNRESOLVED, "unresolved quartet trees");
3294                        fprintf(unresfp, "List of all completely unresolved quartets:\n\n");
3295                }
3296
3297                /* initialize bad quartet memory */
3298                for (count = 0; count < Maxspc; count++) badtaxon[count] = 0;
3299                badqs = 0;
3300
3301                for (xx4 = 3; xx4 < Maxspc; xx4++)
3302                  for (xx3 = 2; xx3 < xx4; xx3++)
3303                    for (xx2 = 1; xx2 < xx3; xx2++)
3304                      for (xx1 = 0; xx1 < xx2; xx1++) {
3305                        if (readquartet(xx1, xx2, xx3, xx4) == 7) {
3306                                badqs++;
3307                                badtaxon[xx1]++;
3308                                badtaxon[xx2]++;
3309                                badtaxon[xx3]++;
3310                                badtaxon[xx4]++;
3311                                if (show_optn) {
3312                                        fputid10(unresfp, xx1);
3313                                        fprintf(unresfp, "  ");
3314                                        fputid10(unresfp, xx2);
3315                                        fprintf(unresfp, "  ");
3316                                        fputid10(unresfp, xx3);
3317                                        fprintf(unresfp, "  ");
3318                                        fputid  (unresfp, xx4);
3319                                        fprintf(unresfp, "\n");
3320                                }
3321                        }
3322                } /* end for xx4; for xx3; for xx2; for xx1 */
3323                if (show_optn)  /* list all unresolved quartets */
3324                        fclose(unresfp);
3325        } /* readquart_optn */
3326
3327#       if PARALLEL
3328                PP_SendAllQuarts(numquarts(Maxspc), quartetinfo);
3329#       endif /* PARALLEL */
3330
3331        FPRINTF(STDOUTFILE "Computing quartet puzzling tree\n");
3332        fflush(STDOUT);
3333       
3334        /* start timer - percentage of completed trees */
3335        time(&time0);
3336        time1 = time0;
3337        mflag = 0;
3338                       
3339        /* open file for chronological list of puzzling step trees */
3340        if((listqptrees == PSTOUT_LIST) || (listqptrees == PSTOUT_LISTORDER))
3341                openfiletowrite(&qptlist, OUTPTLIST, "puzzling step trees (chonological)");
3342                                                       
3343#       if PARALLEL
3344                {
3345                PP_SendDoPermutBlock(Numtrial);
3346                }
3347#       else
3348                addtimes(GENERAL, &tarr);
3349                for (Currtrial = 0; Currtrial < Numtrial; Currtrial++) {
3350                       
3351                        /* randomize input order */
3352                        chooser(Maxspc, Maxspc, trueID);
3353                               
3354                        /* initialize tree */
3355                        inittree();
3356
3357                        /* adding all other leafs */
3358                        for (i = 3; i < Maxspc; i++) { 
3359                                       
3360                                /* clear all edgeinfos */
3361                                resetedgeinfo();
3362                               
3363                                /* clear counter of quartets */
3364                                nq = 0;
3365
3366                                /*
3367                                 * core of quartet puzzling algorithm
3368                                 */
3369
3370                                for (a = 0; a < nextleaf - 2; a++)
3371                                        for (b = a + 1; b < nextleaf - 1; b++)
3372                                                for (c = b + 1; c < nextleaf; c++) {
3373
3374                                                        /*  check which two _leaves_ out of a, b, c
3375                                                            are closer related to each other than
3376                                                            to leaf i according to a least squares
3377                                                            fit of the continuous Baysian weights to the
3378                                                            seven trivial "attractive regions". We assign
3379                                                            a score of 1 to all edges between these two leaves
3380                                                            chooseA and chooseB */
3381
3382                                                        checkquartet(a, b, c, i);
3383                                                        incrementedgeinfo(chooseA, chooseB);
3384
3385                                                        nq++;
3386
3387                                                        /* generate message every 15 minutes */
3388                                                               
3389                                                        /* check timer */
3390                                                        time(&time2);
3391                                                        if ( (time2 - time1) > 900) {
3392                                                                /* every 900 seconds */
3393                                                                /* percentage of completed trees */
3394                                                                if (mflag == 0) {
3395                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
3396                                                                        mflag = 1;
3397                                                                }
3398                                                                tc2 = 100.0*Currtrial/Numtrial + 
3399                                                                        100.0*nq/Numquartets/Numtrial;
3400                                                                        mintogo = (100.0-tc2) *
3401                                                                        (double) (time2-time0)/60.0/tc2;
3402                                                                        hours = floor(mintogo/60.0);
3403                                                                        minutes = mintogo - 60.0*hours;
3404                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE "%2.2f%%", tc2);
3405                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " completed (remaining");
3406                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " time: %.0f", hours);
3407                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " hours %.0f", minutes);
3408                                                                        FPRINTF(STDOUTFILE " minutes)\n");
3409                                                                        fflush(STDOUT);
3410                                                                        time1 = time2;
3411                                                                }
3412                                                        }
3413
3414                                /* find out which edge has the lowest edgeinfo */
3415                                minimumedgeinfo();
3416
3417                                /* add the next leaf on minedge */
3418                                addnextleaf(minedge);
3419                        }
3420       
3421                        /* compute bipartitions of current tree */
3422                        computebiparts();
3423                        makenewsplitentries();
3424
3425                        {
3426                                int *ctree, startnode;
3427                                char *trstr;
3428                                treelistitemtype *treeitem;
3429                                ctree = initctree();
3430                                copytree(ctree);
3431                                startnode = sortctree(ctree);
3432                                trstr=sprintfctree(ctree, psteptreestrlen);
3433
3434
3435                                treeitem = addtree2list(&trstr, 1, &psteptreelist, &psteptreenum, &psteptreesum);
3436
3437                                if((listqptrees == PSTOUT_LIST) 
3438                                  || (listqptrees == PSTOUT_LISTORDER)) {
3439                                        /* print: order no/# topol per this id/tree id/sum of unique topologies/sum of trees so far */
3440                                        fprintf(qptlist, "%ld.\t1\t%d\t%d\t%d\t%d\n", 
3441                                                Currtrial + 1, (*treeitem).count, (*treeitem).id, psteptreenum, psteptreesum);
3442                                }
3443
3444#                               ifdef VERBOSE1
3445                                        printf("%s\n", trstr);
3446                                        printfsortedpstrees(psteptreelist);
3447#                               endif
3448                                freectree(&ctree);
3449                        }
3450
3451
3452
3453                        /* free tree before building the next tree */
3454                        freetree();
3455                       
3456                        addtimes(PUZZLING, &tarr);
3457                }
3458#       endif /* PARALLEL */
3459                       
3460                        /* close file for list of puzzling step trees */
3461                        if((listqptrees == PSTOUT_LIST) || (listqptrees == PSTOUT_LISTORDER))
3462                                closefile(qptlist);
3463                       
3464                        if (mflag == 1) FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
3465
3466                        /* garbage collection */
3467                        free(splitcomp);
3468                        free_ivector(trueID);
3469
3470#                       if ! PARALLEL
3471                                free_cmatrix(biparts);
3472#                       endif /* PARALLEL */
3473
3474                        freequartets();
3475
3476                        /* compute majority rule consensus tree */
3477                        makeconsensus();
3478                       
3479                        /* write consensus tree to tmp file */
3480                        tmpfp = tmpfile();
3481                        writeconsensustree(tmpfp);
3482} /* recon_tree */
3483
3484/***************************************************************/ 
3485
3486void map_lklhd()
3487{       
3488        int i, a, a1, a2, b, b1, b2, c, c1, c2, d;
3489        uli nq;
3490        double logs[3], d1, d2, d3, temp;
3491        ivector qts, mlorder, gettwo;
3492                /* reset variables */
3493                ar1 = ar2 = ar3 = 0;
3494                reg1 = reg2 = reg3 = reg4 = reg5 = reg6 = reg7 = 0;
3495                reg1l = reg1r = reg2u = reg2d = reg3u = reg3d = reg4u =
3496                        reg4d = reg5l = reg5r = reg6u = reg6d = 0;
3497                       
3498                /* place for random quartet */
3499                        qts = new_ivector(4);
3500
3501                /* initialize output file */
3502                openfiletowrite(&trifp, TRIANGLE, "Postscript output");
3503                initps(trifp);
3504                FPRINTF(STDOUTFILE "Performing likelihood mapping analysis\n");
3505                fflush(STDOUT);
3506                       
3507                /* start timer */
3508                starttimer();
3509                nq = 0;
3510                mflag = 0;
3511
3512                addtimes(GENERAL, &tarr);
3513                if (lmqts == 0) { /* all possible quartets */
3514                       
3515                        if (numclust == 4) { /* four-cluster analysis */
3516
3517                                for (a = 0; a < clustA; a++)
3518                                        for (b = 0; b < clustB; b++)
3519                                                for (c = 0; c < clustC; c++)
3520                                                        for (d = 0; d < clustD; d++) {
3521                                                                       
3522                                                                nq++;
3523                                                                       
3524                                                                /* check timer */
3525                                                                checktimer(nq);
3526
3527                                                                /* maximum likelihood values */
3528                                                                /* approximate ML is sufficient */
3529                                                                compute_quartlklhds(clusterA[a],clusterB[b],clusterC[c],clusterD[d],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3530                                                               
3531                                                                /* draw point for LM analysis */
3532                                                                makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3533                                                                addtimes(QUARTETS, &tarr);
3534
3535                                                        }                                       
3536                        }
3537                               
3538                        if (numclust == 3) { /* three-cluster analysis */
3539
3540                                gettwo = new_ivector(2);
3541
3542                                for (a = 0; a < clustA; a++)
3543                                        for (b = 0; b < clustB; b++)
3544                                                for (c1 = 0; c1 < clustC-1; c1++)
3545                                                        for (c2 = c1+1; c2 < clustC; c2++) {
3546
3547                                                                nq++;
3548
3549                                                                /* check timer */
3550                                                                checktimer(nq);
3551                                                               
3552                                                                /* maximum likelihood values */
3553                                                                /* approximate ML is sufficient */
3554                                                                compute_quartlklhds(clusterA[a],clusterB[b],clusterC[c1],clusterC[c2],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3555                                                               
3556                                                                /* randomize order of d2 and d3 */
3557                                                                if (randominteger(2) == 1) {
3558                                                                        temp = d3;
3559                                                                        d3 = d2;
3560                                                                        d2 = temp;
3561                                                                }
3562                                               
3563                                                                /* draw point for LM analysis */
3564                                                                makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3565                                                                addtimes(QUARTETS, &tarr);
3566
3567                                }                               
3568                                free_ivector(gettwo);
3569                        }
3570                               
3571                        if (numclust == 2) { /* two-cluster analysis */
3572                                       
3573                                gettwo = new_ivector(2);
3574
3575                                for (a1 = 0; a1 < clustA-1; a1++)
3576                                        for (a2 = a1+1; a2 < clustA; a2++)
3577                                                for (b1 = 0; b1 < clustB-1; b1++)
3578                                                        for (b2 = b1+1; b2 < clustB; b2++) {
3579
3580                                                                nq++;
3581
3582                                                                /* check timer */
3583                                                                checktimer(nq);
3584                                                               
3585                                                                /* maximum likelihood values */
3586                                                                /* approximate ML is sufficient */
3587                                                                compute_quartlklhds(clusterA[a1],clusterA[a2],clusterB[b1],clusterB[b2],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3588                                                               
3589                                                                /* randomize order of d2 and d3 */
3590                                                                if (randominteger(2) == 1) {
3591                                                                        temp = d3;
3592                                                                        d3 = d2;
3593                                                                        d2 = temp;
3594                                                                }
3595                                               
3596                                                                /* draw point for LM analysis */
3597                                                                makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3598                                                                addtimes(QUARTETS, &tarr);
3599
3600                                }
3601                                       
3602                                free_ivector(gettwo);
3603                        }
3604                       
3605                        if (numclust == 1) { /* normal likelihood mapping (one cluster) */
3606                       
3607                                mlorder = new_ivector(3);
3608
3609#if 0
3610                                for (i = 3; i < Maxspc; i++)
3611                                        for (a = 0; a < i - 2; a++)
3612                                                for (b = a + 1; b < i - 1; b++)
3613                                                        for (c = b + 1; c < i; c++)
3614   for (d = 3; d < Maxspc; d++)
3615      for (c = 2; c < d; c++)
3616         for (b = 1; b < c; b++)
3617            for (a = 0; a < b; a++)
3618#endif
3619
3620                                for (i = 3; i < Maxspc; i++) 
3621                                        for (c = 2; c < i; c++) 
3622                                                for (b = 1; b < c; b++) 
3623                                                        for (a = 0; a < b; a++) {
3624                                                       
3625                                                                nq++;
3626
3627                                                                /* check timer */
3628                                                                checktimer(nq);
3629
3630                                                                /* maximum likelihood values */
3631                                                                /* approximate ML is sufficient */
3632                                                                compute_quartlklhds(a,b,c,i,&logs[0],&logs[1],&logs[2], APPROX);
3633
3634                                                                /* randomize order */
3635                                                                chooser(3,3,mlorder);
3636                                                                d1 = logs[mlorder[0]];
3637                                                                d2 = logs[mlorder[1]];
3638                                                                d3 = logs[mlorder[2]];
3639                                                               
3640                                                                /* draw point for LM analysis */
3641                                                                makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3642                                                                addtimes(QUARTETS, &tarr);
3643                               
3644                                }
3645                                free_ivector(mlorder);
3646                        }
3647                       
3648                } else { /* randomly selected quartets */
3649                       
3650                        if (numclust == 4) { /* four-cluster analysis */
3651
3652                                for (lmqts = 0; lmqts < Numquartets; lmqts++) {
3653                               
3654                                        nq++;
3655
3656                                        /* check timer */
3657                                        checktimer(nq);
3658
3659                                        /* choose random quartet */     
3660                                        qts[0] = clusterA[ randominteger(clustA) ];
3661                                        qts[1] = clusterB[ randominteger(clustB) ];
3662                                        qts[2] = clusterC[ randominteger(clustC) ];
3663                                        qts[3] = clusterD[ randominteger(clustD) ];                     
3664
3665                                        /* maximum likelihood values */
3666                                        /* approximate ML is sufficient */
3667                                        compute_quartlklhds(qts[0],qts[1],qts[2],qts[3],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3668                                       
3669                                        /* draw point for LM analysis */
3670                                        makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3671                                        addtimes(QUARTETS, &tarr);
3672
3673                                }
3674                        }
3675                               
3676                        if (numclust == 3) { /* three-cluster analysis */
3677
3678                                gettwo = new_ivector(2);
3679
3680                                for (lmqts = 0; lmqts < Numquartets; lmqts++) {
3681                               
3682                                        nq++;
3683
3684                                        /* check timer */
3685                                        checktimer(nq);
3686
3687                                        /* choose random quartet */     
3688                                        qts[0] = clusterA[ randominteger(clustA) ];
3689                                        qts[1] = clusterB[ randominteger(clustB) ];
3690                                        chooser(clustC, 2, gettwo);
3691                                        qts[2] = clusterC[gettwo[0]];
3692                                        qts[3] = clusterC[gettwo[1]];           
3693
3694                                        /* maximum likelihood values */
3695                                        /* approximate ML is sufficient */
3696                                        compute_quartlklhds(qts[0],qts[1],qts[2],qts[3],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3697                                       
3698                                        /* order of d2 and d3 is already randomized! */
3699                                               
3700                                        /* draw point for LM analysis */
3701                                        makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3702                                        addtimes(QUARTETS, &tarr);
3703
3704                                }
3705                                       
3706                                free_ivector(gettwo);
3707                        }
3708                               
3709                        if (numclust == 2) { /* two-cluster analysis */
3710
3711                                gettwo = new_ivector(2);
3712
3713                                for (lmqts = 0; lmqts < Numquartets; lmqts++) {
3714                               
3715                                        nq++;
3716
3717                                        /* check timer */
3718                                        checktimer(nq);
3719
3720                                        /* choose random quartet */     
3721                                        chooser(clustA, 2, gettwo);
3722                                        qts[0] = clusterA[gettwo[0]];
3723                                        qts[1] = clusterA[gettwo[1]];           
3724                                        chooser(clustB, 2, gettwo);
3725                                        qts[2] = clusterB[gettwo[0]];
3726                                        qts[3] = clusterB[gettwo[1]];           
3727
3728                                        /* maximum likelihood values */
3729                                        /* approximate ML is sufficient */
3730                                        compute_quartlklhds(qts[0],qts[1],qts[2],qts[3],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3731                                       
3732                                        /* order of d2 and d3 is already randomized! */
3733                                               
3734                                        /* draw point for LM analysis */
3735                                        makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3736                                        addtimes(QUARTETS, &tarr);
3737
3738                                }
3739                                free_ivector(gettwo);
3740                        }
3741                               
3742                        if (numclust == 1) { /* normal likelihood mapping (one cluster) */
3743                       
3744                                for (lmqts = 0; lmqts < Numquartets; lmqts++) {
3745                               
3746                                        nq++;
3747
3748                                        /* check timer */
3749                                        checktimer(nq);
3750
3751                                        /* choose random quartet */     
3752                                        chooser(Maxspc, 4, qts);                               
3753
3754                                        /* maximum likelihood values */
3755                                        /* approximate ML is sufficient */
3756                                        compute_quartlklhds(qts[0],qts[1],qts[2],qts[3],&d1,&d2,&d3, APPROX);
3757                                       
3758                                        /* order of d1, d2, and d3 is already randomized! */
3759                               
3760                                        /* draw point for LM analysis */
3761                                        makelmpoint(trifp, d1, d2, d3);
3762                                        addtimes(QUARTETS, &tarr);
3763
3764                                }
3765                        }
3766                }
3767
3768                finishps(trifp);
3769                closefile(trifp);
3770                free_ivector(qts);
3771
3772} /* map_lklhd */
3773
3774/***************************************************************/ 
3775
3776void setdefaults() {
3777
3778  strcpy(INFILE,     INFILEDEFAULT);
3779  strcpy(OUTFILE,    OUTFILEDEFAULT);
3780  strcpy(TREEFILE,   TREEFILEDEFAULT);
3781  strcpy(INTREE,     INTREEDEFAULT);
3782  strcpy(DISTANCES,  DISTANCESDEFAULT);
3783  strcpy(TRIANGLE,   TRIANGLEDEFAULT);
3784  strcpy(UNRESOLVED, UNRESOLVEDDEFAULT);
3785  strcpy(ALLQUART,   ALLQUARTDEFAULT);
3786  strcpy(ALLQUARTLH, ALLQUARTLHDEFAULT);
3787  strcpy(OUTPTLIST,  OUTPTLISTDEFAULT);
3788  strcpy(OUTPTORDER, OUTPTORDERDEFAULT);
3789
3790  usebestq_optn    = FALSE;
3791  savequartlh_optn = FALSE;
3792  savequart_optn   = FALSE;
3793  readquart_optn   = FALSE;
3794
3795  randseed = -1;                  /* to set random random seed */
3796
3797} /* setdefaults */
3798
3799/***************************************************************/ 
3800
3801void printversion()
3802{
3803#  if ! PARALLEL
3804   fprintf(stderr, "puzzle (%s) %s\n", PACKAGE, VERSION);
3805#else
3806   fprintf(stderr, "ppuzzle (%s) %s\n", PACKAGE, VERSION);
3807#  endif
3808   exit (0);
3809}
3810/***************************************************************/ 
3811
3812void printusage(char *fname)
3813{
3814   fprintf(stderr, "\n\nUsage: %s [-h] [ Infilename [ UserTreeFilename ] ]\n\n", fname);
3815#  if PARALLEL
3816        PP_SendDone();
3817        MPI_Finalize();
3818#  endif
3819   exit (1);
3820}
3821
3822/***************************************************************/ 
3823
3824#ifdef HHH
3825void printusagehhh(char *fname)
3826{
3827   fprintf(stderr, "\n\nUsage: %s [options] [ Infilename [ UserTreeFilename ] ]\n\n", fname);
3828   fprintf(stderr, "  -h           - print usage\n");
3829   fprintf(stderr, "  -wqf         - write quartet file to Infilename.allquart\n");
3830   fprintf(stderr, "  -rqf         - read quartet file from Infilename.allquart\n");
3831   fprintf(stderr, "  -wqlb        - write quart lhs to Infilename.allquartlh (binary)\n");
3832   fprintf(stderr, "  -wqla        - write quart lhs to Infilename.allquartlh (ASCII)\n");
3833   fprintf(stderr, "  -bestq       - use best quart, no basian weights\n");
3834   fprintf(stderr, "  -randseed<#> - use <#> as random number seed, for debug purposes only\n");
3835#  if PARALLEL
3836        PP_SendDone();
3837        MPI_Finalize();
3838#  endif
3839   exit (2);
3840}
3841#endif /* HHH */
3842
3843/***************************************************************/ 
3844
3845
3846void scancmdline(int *argc, char **argv[]) 
3847{
3848   static short infileset     = 0;
3849   static short intreefileset = 0;
3850   short flagused;
3851   int n;
3852   int count, dummyint;
3853
3854   for (n = 1; n < *argc; n++) {
3855#     ifdef VERBOSE1
3856         printf("argv[%d] = %s\n", n, (*argv)[n]);
3857#     endif
3858 
3859      flagused = FALSE;
3860
3861#     ifdef HHH
3862      dummyint = 0;
3863      count = sscanf((*argv)[n], "-wqlb%n", &dummyint);
3864      if (dummyint == 5) {
3865        savequartlh_optn = TRUE;
3866        saveqlhbin_optn  = TRUE;
3867        flagused         = TRUE;
3868      }
3869
3870      dummyint = 0;
3871      count = sscanf((*argv)[n], "-wqla%n", &dummyint);
3872      if (dummyint == 5) {
3873        savequartlh_optn = TRUE;
3874        saveqlhbin_optn  = FALSE;
3875        flagused         = TRUE;
3876      }
3877
3878      dummyint = 0;
3879      count = sscanf((*argv)[n], "-wqf%n", &dummyint);
3880      if (dummyint == 4) {
3881        savequart_optn = TRUE;
3882        flagused = TRUE;
3883      }
3884
3885      dummyint = 0;
3886      count = sscanf((*argv)[n],"-rqf%n", &dummyint);
3887      if (dummyint == 4) {
3888        readquart_optn = TRUE; 
3889        flagused = TRUE;
3890      }
3891
3892      dummyint = 0;
3893      count = sscanf((*argv)[n],"-bestq%n", &dummyint);
3894      if (dummyint == 6) {
3895        usebestq_optn = TRUE; 
3896        flagused = TRUE;
3897      }
3898
3899      dummyint = 0;
3900      count = sscanf((*argv)[n],"-hhh%n", &dummyint);
3901      if (dummyint==4) {
3902        printusagehhh((*argv)[0]); 
3903        flagused = TRUE;
3904      }
3905#     endif /* HHH */
3906
3907      dummyint = 0;
3908      count = sscanf((*argv)[n],"-V%n", &dummyint);
3909      if (dummyint==2) {
3910        printversion((*argv)[0]); 
3911        flagused = TRUE;
3912      }
3913
3914      dummyint = 0;
3915      count = sscanf((*argv)[n],"-version%n", &dummyint);
3916      if (dummyint==8) {
3917        printversion((*argv)[0]); 
3918        flagused = TRUE;
3919      }
3920
3921      dummyint = 0;
3922      count = sscanf((*argv)[n],"--version%n", &dummyint);
3923      if (dummyint>=4) {
3924        printversion((*argv)[0]); 
3925        flagused = TRUE;
3926      }
3927
3928      dummyint = 0;
3929      count = sscanf((*argv)[n],"-h%n", &dummyint);
3930      if (dummyint==2) {
3931        printusage((*argv)[0]); 
3932        flagused = TRUE;
3933      }
3934
3935      count = sscanf((*argv)[n],"-randseed%d", &dummyint);
3936      if (count == 1) {
3937        randseed = dummyint; 
3938        flagused = TRUE;
3939      }
3940
3941#if 0
3942      count = sscanf((*argv)[n],"-h%n", &dummyint);
3943      if ((count == 1) && (dummyint>=2)) printusage((*argv)[0]);
3944
3945      count = sscanf((*argv)[n],"-writequarts%n", &dummyint);
3946      if (count == 1) writequartstofile = 1;;
3947
3948      count = sscanf((*argv)[n],"-ws%d", &dummyint);
3949      if (count == 1) windowsize = dummyint;
3950#endif
3951
3952      if ((*argv)[n][0] != '-') {
3953         if (infileset == 0) {
3954            strcpy(INFILE, (*argv)[n]);
3955            infileset++;
3956            sprintf(OUTFILE    ,"%s.%s", INFILE, OUTFILEEXT);
3957            sprintf(TREEFILE   ,"%s.%s", INFILE, TREEFILEEXT);
3958            sprintf(DISTANCES  ,"%s.%s", INFILE, DISTANCESEXT);
3959            sprintf(TRIANGLE   ,"%s.%s", INFILE, TRIANGLEEXT);
3960            sprintf(UNRESOLVED ,"%s.%s", INFILE, UNRESOLVEDEXT);
3961            sprintf(ALLQUART   ,"%s.%s", INFILE, ALLQUARTEXT);
3962            sprintf(ALLQUARTLH ,"%s.%s", INFILE, ALLQUARTLHEXT);
3963            sprintf(OUTPTLIST  ,"%s.%s", INFILE, OUTPTLISTEXT);
3964            sprintf(OUTPTORDER ,"%s.%s", INFILE, OUTPTORDEREXT);
3965            FPRINTF(STDOUTFILE "Input file: %s\n", INFILE);
3966            flagused = TRUE;
3967         } else {
3968            if (intreefileset == 0) {
3969               strcpy(INTREE, (*argv)[n]);
3970               intreefileset++;
3971               sprintf(OUTFILE    ,"%s.%s", INTREE, OUTFILEEXT);
3972               sprintf(TREEFILE   ,"%s.%s", INTREE, TREEFILEEXT);
3973               sprintf(DISTANCES  ,"%s.%s", INTREE, DISTANCESEXT);
3974               FPRINTF(STDOUTFILE "Usertree file: %s\n", INTREE);
3975               flagused = TRUE;
3976            }
3977         }
3978      }
3979      if (flagused == FALSE) {
3980         fprintf(stderr, "WARNING: commandline parameter %d not recognized (\"%s\")\n", n, (*argv)[n]);
3981      }
3982      flagused = FALSE;
3983   }
3984
3985} /* scancmdline */
3986
3987
3988/***************************************************************/ 
3989
3990void inputandinit(int *argc, char **argv[]) {
3991
3992        int ci;
3993
3994        /* vectors used in QP and LM analysis */
3995        qweight = new_dvector(3);
3996        sqdiff = new_dvector(3);
3997        qworder = new_ivector(3);
3998        sqorder = new_ivector(3);
3999       
4000        /* Initialization and parsing of Commandline */
4001        setdefaults();
4002        scancmdline(argc, argv);
4003
4004        /* initialize random numbers generator */
4005        if (randseed >= 0)
4006           fprintf(stderr, "WARNING: random seed set to %d for debugging!\n", randseed);
4007        randseed = initrandom(randseed);
4008
4009        psteptreelist = NULL;
4010        psteptreesum = 0;
4011        bestratefound = 0;
4012
4013#       ifndef ALPHA
4014                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nWELCOME TO TREE-PUZZLE %s!\n\n\n", VERSION);
4015#       else
4016                FPRINTF(STDOUTFILE "\n\n\nWELCOME TO TREE-PUZZLE %s%s!\n\n\n", VERSION, ALPHA);
4017#       endif
4018
4019
4020        /* get sequences */
4021        openfiletoread(&seqfp, INFILE, "sequence data");
4022        getsizesites(seqfp);
4023        FPRINTF(STDOUTFILE "\nInput data set contains %d sequences of length %d\n", Maxspc, Maxseqc);
4024        getdataset(seqfp);
4025        closefile(seqfp);               
4026        data_optn = guessdatatype();
4027       
4028        /* translate characters into format used by ML engine */
4029        nuc_optn = TRUE; 
4030        SH_optn = FALSE;
4031        Seqchar = NULL;
4032        translatedataset();
4033       
4034        /* estimate base frequencies from data set */
4035        Freqtpm = NULL;
4036        Basecomp = NULL;
4037        estimatebasefreqs();
4038       
4039        /* guess model of substitution */
4040        guessmodel();
4041
4042        /* initialize guess variables */
4043        auto_datatype = AUTO_GUESS;
4044        if (data_optn == AMINOACID) auto_aamodel = AUTO_GUESS;
4045        else                        auto_aamodel = AUTO_DEFAULT;
4046        /* save guessed amino acid options */
4047        guessDayhf_optn    = Dayhf_optn;
4048        guessJtt_optn      = Jtt_optn;
4049        guessmtrev_optn    = mtrev_optn;
4050        guesscprev_optn    = cprev_optn;
4051        guessblosum62_optn = blosum62_optn;
4052        guessvtmv_optn     = vtmv_optn;
4053        guesswag_optn     = wag_optn;
4054        guessauto_aamodel  = auto_aamodel;
4055
4056
4057        /* check for user specified tree */
4058        if ((utfp = fopen(INTREE, "r")) != NULL) {
4059                fclose(utfp);
4060                puzzlemode = USERTREE;
4061        } else {
4062                puzzlemode = QUARTPUZ;
4063        }
4064
4065        /* reserve memory for cluster LM analysis */
4066        clusterA = new_ivector(Maxspc);
4067        clusterB = new_ivector(Maxspc);
4068        clusterC = new_ivector(Maxspc);
4069        clusterD = new_ivector(Maxspc);
4070
4071        /* set options interactively */
4072        setoptions();
4073
4074        /* open usertree file right after start */
4075        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE) {
4076                openfiletoread(&utfp, INTREE, "user trees");
4077        }
4078
4079        /* start main timer */
4080        time(&Starttime);
4081        Startcpu=clock();
4082        addtimes(OPTIONS, &tarr);
4083
4084        /* symmetrize doublet frequencies if specified */
4085        symdoublets();
4086
4087        /* initialise ML */
4088        mlstart();
4089
4090        /* determine how many usertrees */
4091        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE) {
4092                numutrees = 0;         
4093                do {
4094                        ci = fgetc(utfp);
4095                        if ((char) ci == ';') numutrees++;
4096                } while (ci != EOF);
4097                rewind(utfp);
4098                if (numutrees < 1) {
4099                        FPRINTF(STDOUTFILE "Unable to proceed (no tree in input tree file)\n\n\n");
4100                        exit(1);
4101                }               
4102        }
4103       
4104        /* check fraction of invariable sites */
4105        if ((rhetmode == TWORATE || rhetmode == MIXEDRATE) && !fracinv_optim)
4106                /* fraction of invariable site was specified manually */
4107                if (fracinv > MAXFI)
4108                        fracinv = MAXFI;
4109
4110        addtimes(GENERAL, &tarr);
4111        /* estimate parameters */
4112        if (!(typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE)) {
4113                /* no tree present */
4114                estimateparametersnotree();
4115        } else {
4116                if (utree_optn) {
4117                        /* use 1st user tree */
4118                        readusertree(utfp);
4119                        rewind(utfp);
4120                        estimateparameterstree();
4121                } else {
4122                        /* don't use first user tree */
4123                        estimateparametersnotree();
4124                }
4125        }
4126        addtimes(PARAMEST, &tarr);
4127
4128        /* compute expected Ts/Tv ratio */
4129        if (data_optn == NUCLEOTIDE) computeexpectations();
4130
4131} /* inputandinit */
4132
4133
4134
4135/***************************************************************/ 
4136
4137void evaluatetree(FILE *intreefp, FILE *outtreefp, int pmode, int utreenum, int maxutree, int *oldlocroot)
4138{
4139
4140        switch (pmode) {
4141                case QUARTPUZ: /* read QP tree */
4142                        readusertree(intreefp);                 
4143                        FPRINTF(STDOUTFILE "Computing maximum likelihood branch lengths (without clock)\n");
4144                        fflush(STDOUT);
4145                        usertree_lklhd();
4146                        findbestratecombination();
4147                        break;
4148                case USERTREE: /* read user tree */
4149                        readusertree(intreefp);
4150                        FPRINTF(STDOUTFILE "Computing maximum likelihood branch lengths (without clock) for tree # %d\n", utreenum+1);
4151                        fflush(STDOUT);
4152                        usertree_lklhd();
4153                        if (maxutree > 1) {
4154                                ulkl[utreenum] = Ctree->lklhd;
4155                                allsitelkl(Ctree->condlkl, allsites[utreenum]);
4156                        }
4157                        if (utreenum==0) findbestratecombination();
4158                        break;
4159        }
4160
4161
4162        if (compclock) { /* clocklike branch length */
4163                switch (pmode) {
4164                        case QUARTPUZ:
4165                                FPRINTF(STDOUTFILE "Computing maximum likelihood branch lengths (with clock)\n");
4166                                fflush(STDOUT);
4167                                break;
4168                        case USERTREE:
4169                                FPRINTF(STDOUTFILE "Computing maximum likelihood branch lengths (with clock) for tree # %d\n", utreenum+1);
4170                                fflush(STDOUT);
4171                                break;
4172                }
4173                                                                       
4174                /* find best place for root */
4175                rootsearch = 0;
4176
4177                if (utreenum==0) locroot = *oldlocroot;
4178                else             *oldlocroot = locroot;
4179
4180                if (locroot < 0) {
4181                        locroot = findrootedge();
4182                        rootsearch = 1;
4183                }
4184                /* if user-specified edge for root does not exist use displayed outgroup */
4185                if (!checkedge(locroot)) {
4186                        locroot = outgroup; 
4187                        rootsearch = 2;
4188                }
4189                /* compute likelihood */
4190                clock_lklhd(locroot);
4191                if (maxutree > 1) {
4192                        ulklc[utreenum] = Ctree->lklhdc;
4193                        allsitelkl(Ctree->condlkl, allsitesc[utreenum]);
4194                }
4195
4196        }
4197
4198        if (clockmode == 0)
4199                fprintf(outtreefp, "[ lh=%.6f ]", Ctree->lklhd);
4200        else
4201                fprintf(outtreefp, "[ lh=%.6f ]", Ctree->lklhdc);
4202
4203        /* write ML branch length tree to outree file */
4204        clockmode = 0; /* nonclocklike branch lengths */
4205        fputphylogeny(outtreefp);
4206               
4207        /* clocklike branch lengths */
4208        if (compclock) {
4209                clockmode = 1;
4210                fputrooted(outtreefp, locroot);
4211        }
4212} /* evaluatetree */
4213
4214/***************************************************************/ 
4215
4216void memcleanup() { 
4217        if (puzzlemode == QUARTPUZ && typ_optn == TREERECON_OPTN) {
4218                free(splitfreqs);
4219                free(splitpatterns);
4220                free(splitsizes);
4221                free_ivector(consconfid);
4222                free_ivector(conssizes);
4223                free_cmatrix(consbiparts);
4224                free_ulivector(badtaxon);
4225        }
4226        free_cmatrix(Identif);
4227        free_dvector(Freqtpm);
4228        free_imatrix(Basecomp);
4229        free_ivector(clusterA);
4230        free_ivector(clusterB);
4231        free_ivector(clusterC);
4232        free_ivector(clusterD);
4233        free_dvector(qweight);
4234        free_dvector(sqdiff);
4235        free_ivector(qworder);
4236        free_ivector(sqorder);
4237        freetreelist(&psteptreelist, &psteptreenum, &psteptreesum);
4238} /* memcleanup */
4239
4240/***************************************************************/ 
4241
4242
4243/******************************************************************************/
4244/* main part                                                                  */
4245/******************************************************************************/
4246
4247int main(int argc, char *argv[])
4248{       
4249        int i, oldlocroot=0;
4250       
4251        /* start main timer */
4252        time(&walltimestart);
4253        cputimestart = clock();
4254        inittimearr(&tarr);
4255
4256#       if PARALLEL
4257                PP_Init(&argc, &argv);
4258                if (PP_IamSlave) {
4259                        slave_main(argc, argv);
4260                } else {
4261#       endif /* PARALLEL */
4262       
4263        inputandinit(&argc, &argv);
4264
4265        FPRINTF(STDOUTFILE "Writing parameters to file %s\n", OUTFILE);
4266        openfiletowrite(&ofp, OUTFILE, "general output");
4267        /* openfiletowrite(&ofp, "xxxx", "general output"); */
4268        writeoutputfile(ofp,WRITEPARAMS);
4269        fclose(ofp);
4270
4271
4272        /* write distance matrix */
4273        FPRINTF(STDOUTFILE "Writing pairwise distances to file %s\n", DISTANCES);
4274        openfiletowrite(&dfp, DISTANCES, "pairwise distances");
4275        putdistance(dfp);
4276        closefile(dfp);
4277
4278#       if PARALLEL
4279                PP_SendSizes(Maxspc, Maxsite, numcats, Numptrn, tpmradix, outgroup, fracconst, randseed);
4280                PP_SendData(Seqpat,                       /* cmatrix */
4281                            Alias, Weight, constpat,      /* ivector */
4282                            Rates, Eval, Freqtpm,         /* dvector */
4283                            Evec, Ievc, iexp, Distanmat,  /* dmatrix */
4284                            ltprobr);                     /* dcube   */
4285#       endif /* PARALLEL */
4286        psteptreestrlen = (Maxspc * (int)(1 + log10(Maxspc))) +
4287                          (Maxspc * 3);
4288
4289        switch (typ_optn) {
4290                case TREERECON_OPTN: /* tree reconstruction */
4291
4292                        if (puzzlemode == QUARTPUZ) { /* quartet puzzling */
4293                                recon_tree();
4294                        } /* quartet puzzling */
4295                        break;
4296       
4297                case LIKMAPING_OPTN: /* likelihood mapping */
4298       
4299                        map_lklhd();
4300                        break;
4301        } /* switch typ_optn */
4302
4303
4304        free_cmatrix(Seqchar);
4305        free_cmatrix(seqchars);
4306
4307        /* reserve memory for tree statistics */
4308        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE && numutrees > 1) {
4309                ulkl = new_dvector(numutrees);
4310                allsites = new_dmatrix(numutrees,Numptrn);
4311                if (compclock) {
4312                        ulklc = new_dvector(numutrees);
4313                        allsitesc = new_dmatrix(numutrees,Numptrn);
4314                }
4315        }
4316
4317        /* write puzzling step tree list */
4318        if ((listqptrees == PSTOUT_ORDER) || (listqptrees == PSTOUT_LISTORDER)) {
4319                openfiletowrite(&qptorder, OUTPTORDER, "puzzling step trees (unique)");
4320
4321                fprintfsortedpstrees(qptorder, psteptreelist, psteptreenum, psteptreesum, 1, 0.0);
4322                closefile(qptorder);
4323        }
4324
4325        /* compute ML branch lengths for QP tree and for 1st user tree */
4326        switch(typ_optn) {
4327                case TREERECON_OPTN:
4328
4329                        /* open outtree file */
4330                        openfiletowrite(&tfp, TREEFILE, "output tree(s)");
4331
4332                        addtimes(GENERAL, &tarr);
4333
4334                        switch (puzzlemode) {
4335                                case QUARTPUZ: /* read QP tree */
4336                                        rewind(tmpfp);
4337                                        openfiletowrite(&tfp, TREEFILE, "output tree(s)");
4338                                        evaluatetree(tmpfp, tfp, puzzlemode, 0, 1, &oldlocroot);
4339                                        addtimes(TREEEVAL, &tarr);
4340                                        closefile(tmpfp);
4341                                        closefile(tfp);
4342       
4343                                        openfiletoappend(&ofp, OUTFILE, "general output");
4344                                        writeoutputfile(ofp,WRITEREST);
4345                                        break;
4346                                case USERTREE: /* read user tree */
4347                                        openfiletoappend(&ofp, OUTFILE, "general output");
4348       
4349                                        openfiletowrite(&tfp, TREEFILE, "output tree(s)");
4350                                        for (i = 0; i < numutrees; i++) {
4351                                                evaluatetree(utfp, tfp, puzzlemode, i, numutrees, &oldlocroot);
4352                                                if (i==0) writeoutputfile(ofp,WRITEREST);
4353                                                writecutree(ofp, i+1);
4354                                                addtimes(TREEEVAL, &tarr);
4355                                        }
4356                                        closefile(tfp);
4357                                        closefile(utfp);
4358                                        break;
4359                                default:
4360                                        openfiletoappend(&ofp, OUTFILE, "general output");
4361                                        writeoutputfile(ofp,WRITEREST);
4362                                        break;
4363                        } /* switch puzzlemode */
4364                        break;
4365                default:
4366                        openfiletoappend(&ofp, OUTFILE, "general output");
4367                        writeoutputfile(ofp,WRITEREST);
4368                        break;
4369        } /* switch typ_optn */
4370
4371        /* print tree statistics */
4372        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE && numutrees > 1)
4373                printtreestats(ofp);
4374       
4375        /* free memory for tree statistics */
4376        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == USERTREE && numutrees > 1) {
4377                free_dvector(ulkl);
4378                free_dmatrix(allsites);
4379                if (compclock) {
4380                        free_dvector(ulklc);
4381                        free_dmatrix(allsitesc);
4382                }
4383        }
4384       
4385#       if PARALLEL
4386                PP_SendDone();
4387#       endif /* PARALLEL */
4388
4389        /* write CPU/Wallclock times and parallel statistics */
4390        time(&walltimestop);
4391        cputimestop = clock();
4392        addtimes(OVERALL, &tarr);
4393#       ifdef TIMEDEBUG
4394                printtimearr(&tarr);
4395#       endif /* TIMEDEBUG */
4396        fullcpu          = tarr.fullcpu;
4397        fulltime         = tarr.fulltime;
4398
4399#       if PARALLEL
4400                writetimesstat(ofp);
4401#       endif /* PARALLEL */
4402
4403        /* stop timer */
4404        time(&Stoptime);
4405        Stopcpu=clock();
4406        timestamp(ofp);
4407        closefile(ofp);
4408
4409
4410        /* printbestratecombination(stderr); */
4411        mlfinish();
4412
4413        FPRINTF(STDOUTFILE "\nAll results written to disk:\n");
4414        FPRINTF(STDOUTFILE "       Puzzle report file:         %s\n", OUTFILE);
4415        FPRINTF(STDOUTFILE "       Likelihood distances:       %s\n", DISTANCES);
4416       
4417        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode != PAIRDIST) 
4418                FPRINTF(STDOUTFILE "       Phylip tree file:           %s\n", TREEFILE);
4419        if (typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == QUARTPUZ) {
4420                if ((listqptrees == PSTOUT_ORDER) ||(listqptrees == PSTOUT_LISTORDER)) 
4421                        FPRINTF(STDOUTFILE "       Unique puzzling step trees: %s\n", OUTPTORDER);     
4422                if ((listqptrees == PSTOUT_LIST) ||(listqptrees == PSTOUT_LISTORDER)) 
4423                        FPRINTF(STDOUTFILE "       Puzzling step tree list:    %s\n", OUTPTLIST);       
4424        }
4425        if (show_optn && typ_optn == TREERECON_OPTN && puzzlemode == QUARTPUZ) 
4426                FPRINTF(STDOUTFILE "       Unresolved quartets:        %s\n", UNRESOLVED);
4427        if (typ_optn == LIKMAPING_OPTN) 
4428                FPRINTF(STDOUTFILE "       Likelihood mapping diagram: %s\n", TRIANGLE);
4429        FPRINTF(STDOUTFILE "\n");
4430
4431        /* runtime message */
4432        FPRINTF(STDOUTFILE
4433                "The computation took %.0f seconds (= %.1f minutes = %.1f hours)\n",
4434                        difftime(Stoptime, Starttime), difftime(Stoptime, Starttime)/60.,
4435                        difftime(Stoptime, Starttime)/3600.);
4436        FPRINTF(STDOUTFILE
4437                "     including input %.0f seconds (= %.1f minutes = %.1f hours)\n",
4438                        fulltime, fulltime/60., fulltime/3600.);
4439#ifdef TIMEDEBUG
4440        FPRINTF(STDOUTFILE
4441                "and %.0f seconds CPU time (= %.1f minutes = %.1f hours)\n\n",
4442                        fullcpu, fullcpu/60., fullcpu/3600.);
4443#endif /* TIMEDEBUG */
4444
4445        /* free memory */
4446        memcleanup();
4447
4448#       if PARALLEL
4449                } /* !IamSlave */
4450                PP_Finalize();
4451#       endif /* PARALLEL */
4452
4453        return 0;
4454}
4455
4456
4457/* compare function for uli - sort largest numbers first */
4458int ulicmp(const void *ap, const void *bp)
4459{
4460        uli a, b;
4461       
4462        a = *((uli *) ap);
4463        b = *((uli *) bp);
4464
4465        if (a > b) return -1;
4466        else if (a < b) return 1;
4467        else return 0;
4468}
4469
4470/* compare function for int - sort smallest numbers first */
4471int intcmp(const void *ap, const void *bp)
4472{
4473        int a, b;
4474       
4475        a = *((int *) ap);
4476        b = *((int *) bp);
4477
4478        if (a < b) return -1;
4479        else if (a > b) return 1;
4480        else return 0;
4481}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.