source: branches/items/GDE/MAFFT/mafft-7.055-with-extensions/core/SAalignmm.c

Last change on this file was 10371, checked in by aboeckma, 11 years ago

updated mafft version. Added extensions (no svn ignore, yet)

File size: 8.0 KB
Line 
1#include "mltaln.h"
2#include "dp.h"
3
4#define DEBUG 0
5
6static void match_calc( float *match, float **cpmx1, float **cpmx2, int i1, int lgth2, float **floatwork, int **intwork, int initialize )
7{
8        int j, k, l;
9        float scarr[26];
10        float **cpmxpd = floatwork;
11        int **cpmxpdn = intwork;
12        int count = 0;
13
14        if( initialize )
15        {
16                for( j=0; j<lgth2; j++ )
17                {
18                        count = 0;
19                        for( l=0; l<26; l++ )
20                        {
21                                if( cpmx2[l][j] )
22                                {
23                                        cpmxpd[count][j] = cpmx2[l][j];
24                                        cpmxpdn[count][j] = l;
25                                        count++;
26                                }
27                        }
28                        cpmxpdn[count][j] = -1;
29                }
30        }
31
32        for( l=0; l<26; l++ )
33        {
34                scarr[l] = 0.0;
35                for( k=0; k<26; k++ )
36                        scarr[l] += n_dis[k][l] * cpmx1[k][i1];
37        }
38        for( j=0; j<lgth2; j++ )
39        {
40                match[j] = 0;
41                for( k=0; cpmxpdn[k][j] > -1;  k++ )
42                        match[j] += scarr[cpmxpdn[k][j]] * cpmxpd[k][j];
43        } 
44}
45
46static float Atracking( float *lasthorizontalw, float *lastverticalw, 
47                                                char **seq1, char **seq2, 
48                        char **mseq1, char **mseq2, 
49                        float **cpmx1, float **cpmx2, 
50                        int **ijp, int icyc, int jcyc )
51{
52        int i, j, k, l, iin, jin, ifi, jfi, lgth1, lgth2;
53//      char gap[] = "-";
54        char *gap;
55        float wm;
56        gap = newgapstr;
57        lgth1 = strlen( seq1[0] );
58        lgth2 = strlen( seq2[0] );
59
60#if DEBUG
61        for( i=0; i<lgth1; i++ ) 
62        {
63                fprintf( stderr, "lastverticalw[%d] = %f\n", i, lastverticalw[i] );
64        }
65#endif
66 
67        if( outgap == 1 )
68                ;
69        else
70        {
71                wm = lastverticalw[0];
72                for( i=0; i<lgth1; i++ )
73                {
74                        if( lastverticalw[i] >= wm )
75                        {
76                                wm = lastverticalw[i];
77                                iin = i; jin = lgth2-1;
78                                ijp[lgth1][lgth2] = +( lgth1 - i );
79                        }
80                }
81                for( j=0; j<lgth2; j++ )
82                {
83                        if( lasthorizontalw[j] >= wm )
84                        {
85                                wm = lasthorizontalw[j];
86                                iin = lgth1-1; jin = j;
87                                ijp[lgth1][lgth2] = -( lgth2 - j );
88                        }
89                }
90        }
91
92    for( i=0; i<lgth1+1; i++ ) 
93    {
94        ijp[i][0] = i + 1;
95    }
96    for( j=0; j<lgth2+1; j++ ) 
97    {
98        ijp[0][j] = -( j + 1 );
99    }
100
101        for( i=0; i<icyc; i++ )
102        {
103                mseq1[i] += lgth1+lgth2;
104                *mseq1[i] = 0;
105        }
106        for( j=0; j<jcyc; j++ )
107        {
108                mseq2[j] += lgth1+lgth2;
109                *mseq2[j] = 0;
110        }
111        iin = lgth1; jin = lgth2;
112        for( k=0; k<=lgth1+lgth2; k++ ) 
113        {
114                if( ijp[iin][jin] < 0 ) 
115                {
116                        ifi = iin-1; jfi = jin+ijp[iin][jin];
117                }
118                else if( ijp[iin][jin] > 0 )
119                {
120                        ifi = iin-ijp[iin][jin]; jfi = jin-1;
121                }
122                else
123                {
124                        ifi = iin-1; jfi = jin-1;
125                }
126                l = iin - ifi;
127                while( --l ) 
128                {
129                        for( i=0; i<icyc; i++ )
130                                *--mseq1[i] = seq1[i][ifi+l];
131                        for( j=0; j<jcyc; j++ ) 
132                                *--mseq2[j] = *gap;
133                        k++;
134                }
135                l= jin - jfi;
136                while( --l )
137                {
138                        for( i=0; i<icyc; i++ ) 
139                                *--mseq1[i] = *gap;
140                        for( j=0; j<jcyc; j++ ) 
141                                *--mseq2[j] = seq2[j][jfi+l];
142                        k++;
143                }
144                if( iin <= 0 || jin <= 0 ) break;
145                for( i=0; i<icyc; i++ ) 
146                        *--mseq1[i] = seq1[i][ifi];
147                for( j=0; j<jcyc; j++ ) 
148                        *--mseq2[j] = seq2[j][jfi];
149                k++;
150                iin = ifi; jin = jfi;
151        }
152        return( 0.0 );
153}
154
155
156float Aalign( char **seq1, char **seq2, double *eff1, double *eff2, int icyc, int jcyc, int alloclen )
157/* score no keisan no sai motokaraaru gap no atukai ni mondai ga aru */
158{
159        register int i, j;
160        int lasti;                      /* outgap == 0 -> lgth1, outgap == 1 -> lgth1+1 */
161        int lgth1, lgth2;
162        int resultlen;
163        float wm = 0.0;   /* int ?????? */
164        float g;
165        float x;
166        static TLS float mi, *m;
167        static TLS int **ijp;
168        static TLS int mpi, *mp;
169        static TLS float *currentw;
170        static TLS float *previousw;
171        static TLS float *match;
172        static TLS float *initverticalw;    /* kufuu sureba iranai */
173        static TLS float *lastverticalw;    /* kufuu sureba iranai */
174        static TLS char **mseq1;
175        static TLS char **mseq2;
176        static TLS char **mseq;
177        static TLS float **cpmx1;
178        static TLS float **cpmx2;
179        static TLS int **intwork;
180        static TLS float **floatwork;
181        static TLS int orlgth1 = 0, orlgth2 = 0;
182
183#if DEBUG
184        fprintf( stderr, "eff in SA+++align\n" );
185        for( i=0; i<icyc; i++ ) fprintf( stderr, "eff1[%d] = %f\n", i, eff1[i] );
186#endif
187        if( orlgth1 == 0 )
188        {
189                mseq1 = AllocateCharMtx( njob, 1 ); 
190                mseq2 = AllocateCharMtx( njob, 1 ); /* by J. Thompson */
191        }
192
193        lgth1 = strlen( seq1[0] );
194        lgth2 = strlen( seq2[0] );
195
196        if( lgth1 > orlgth1 || lgth2 > orlgth2 )
197        {
198                int ll1, ll2;
199
200                if( orlgth1 > 0 && orlgth2 > 0 )
201                {
202                        FreeFloatVec( currentw );
203                        FreeFloatVec( previousw );
204                        FreeFloatVec( match );
205                        FreeFloatVec( initverticalw );
206                        FreeFloatVec( lastverticalw );
207
208                        FreeFloatVec( m );
209                        FreeIntVec( mp );
210
211                        FreeCharMtx( mseq );
212
213                        FreeFloatMtx( cpmx1 );
214                        FreeFloatMtx( cpmx2 );
215
216                        FreeFloatMtx( floatwork );
217                        FreeIntMtx( intwork );
218                }
219
220                ll1 = MAX( (int)(1.1*lgth1), orlgth1 ) + 100;
221                ll2 = MAX( (int)(1.1*lgth2), orlgth2 ) + 100;
222
223                fprintf( stderr, "\ntrying to allocate (%d+%d)xn matrices ... ", ll1, ll2 );
224
225                currentw = AllocateFloatVec( ll2+2 );
226                previousw = AllocateFloatVec( ll2+2 );
227                match = AllocateFloatVec( ll2+2 );
228
229                initverticalw = AllocateFloatVec( ll1+2 );
230                lastverticalw = AllocateFloatVec( ll1+2 );
231
232                m = AllocateFloatVec( ll2+2 );
233                mp = AllocateIntVec( ll2+2 );
234
235                mseq = AllocateCharMtx( njob, ll1+ll2 );
236
237                cpmx1 = AllocateFloatMtx( 26, ll1+2 );
238                cpmx2 = AllocateFloatMtx( 26, ll2+2 );
239
240                floatwork = AllocateFloatMtx( 26, MAX( ll1, ll2 )+2 ); 
241                intwork = AllocateIntMtx( 26, MAX( ll1, ll2 )+2 ); 
242
243                fprintf( stderr, "succeeded\n" );
244
245                orlgth1 = ll1;
246                orlgth2 = ll2;
247        }
248
249        for( i=0; i<icyc; i++ ) mseq1[i] = mseq[i];
250        for( j=0; j<jcyc; j++ ) mseq2[j] = mseq[icyc+j];
251
252
253        if( orlgth1 > commonAlloc1 || orlgth2 > commonAlloc2 )
254        {
255                int ll1, ll2;
256
257                if( commonAlloc1 && commonAlloc2 )
258                {
259                        FreeIntMtx( commonIP );
260                }
261
262                ll1 = MAX( orlgth1, commonAlloc1 );
263                ll2 = MAX( orlgth2, commonAlloc2 );
264
265                fprintf( stderr, "\n\ntrying to allocate %dx%d matrices ... ", ll1+1, ll2+1 );
266
267                commonIP = AllocateIntMtx( ll1+10, ll2+10 );
268
269                fprintf( stderr, "succeeded\n\n" );
270
271                commonAlloc1 = ll1;
272                commonAlloc2 = ll2;
273        }
274        ijp = commonIP;
275
276        cpmx_calc( seq1, cpmx1, eff1, strlen( seq1[0] ), icyc );
277        cpmx_calc( seq2, cpmx2, eff2, strlen( seq2[0] ), jcyc );
278
279        match_calc( initverticalw, cpmx2, cpmx1, 0, lgth1, floatwork, intwork, 1 );
280        match_calc( currentw, cpmx1, cpmx2, 0, lgth2, floatwork, intwork, 1 );
281
282        if( outgap == 1 )
283        {
284                for( i=1; i<lgth1+1; i++ )
285                {
286                        initverticalw[i] += penalty * 0.5;
287                }
288                for( j=1; j<lgth2+1; j++ )
289                {
290                        currentw[j] += penalty * 0.5;
291                }
292        }
293
294        for( j=0; j<lgth2+1; ++j ) 
295        {
296                m[j] = currentw[j-1] + penalty * 0.5; mp[j] = 0;
297        }
298
299        lastverticalw[0] = currentw[lgth2-1];
300
301        if( outgap ) lasti = lgth1+1; else lasti = lgth1;
302
303        for( i=1; i<lasti; i++ )
304        {
305
306                floatncpy( previousw, currentw, lgth2+1 );
307                previousw[0] = initverticalw[i-1];
308
309                match_calc( currentw, cpmx1, cpmx2, i, lgth2, floatwork, intwork, 0 );
310                currentw[0] = initverticalw[i];
311
312                mi = previousw[0] + penalty * 0.5; mpi = 0;
313                for( j=1; j<lgth2+1; j++ )
314                {
315                        wm = previousw[j-1];
316                        ijp[i][j] = 0;
317
318                        g = penalty * 0.5;
319                        x = mi + g;
320                        if( x > wm )
321                        {
322                                wm = x;
323                                ijp[i][j] = -( j - mpi );
324                        }
325                        g = penalty * 0.5;
326                        x = previousw[j-1] + g;
327                        if( mi <= x )
328                        {
329                                mi = x;
330                                mpi = j-1;
331                        }
332
333                        g = penalty * 0.5;
334                        x = m[j] + g;
335                        if( x > wm )
336                        {
337                                wm = x;
338                                ijp[i][j] = +( i - mp[j] );
339                        }
340                        g = penalty * 0.5;
341                        x = previousw[j-1] + g;
342                        if( m[j] <= x )
343                        {
344                                m[j] = x;
345                                mp[j] = i-1;
346                        }
347                        currentw[j] += wm;
348                }
349                lastverticalw[i] = currentw[lgth2-1];
350        }
351        /*
352        fprintf( stderr, "\n" );
353        for( i=0; i<icyc; i++ ) fprintf( stderr,"%s\n", seq1[i] );
354        fprintf( stderr, "#####\n" );
355        for( j=0; j<jcyc; j++ ) fprintf( stderr,"%s\n", seq2[j] );
356        fprintf( stderr, "====>" );
357        for( i=0; i<icyc; i++ ) strcpy( mseq1[i], seq1[i] );
358        for( j=0; j<jcyc; j++ ) strcpy( mseq2[j], seq2[j] );
359        */
360        Atracking( currentw, lastverticalw, seq1, seq2, mseq1, mseq2, cpmx1, cpmx2, ijp, icyc, jcyc );
361
362        resultlen = strlen( mseq1[0] );
363        if( alloclen < resultlen || resultlen > N )
364        {
365                fprintf( stderr, "alloclen=%d, resultlen=%d, N=%d\n", alloclen, resultlen, N );
366                ErrorExit( "LENGTH OVER!\n" );
367        }
368
369        for( i=0; i<icyc; i++ ) strcpy( seq1[i], mseq1[i] );
370        for( j=0; j<jcyc; j++ ) strcpy( seq2[j], mseq2[j] );
371        /*
372        fprintf( stderr, "\n" );
373        for( i=0; i<icyc; i++ ) fprintf( stderr, "%s\n", mseq1[i] );
374        fprintf( stderr, "#####\n" );
375        for( j=0; j<jcyc; j++ ) fprintf( stderr, "%s\n", mseq2[j] );
376        */
377        return( wm );
378}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.