source: branches/lib/NALIGNER/ali_main.cxx

Last change on this file was 16986, checked in by westram, 8 years ago

Update: continued by [17178]
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 12.7 KB
Line 
1// =============================================================== //
2//                                                                 //
3//   File      : ali_main.cxx                                      //
4//   Purpose   :                                                   //
5//                                                                 //
6//   Institute of Microbiology (Technical University Munich)       //
7//   http://www.arb-home.de/                                       //
8//                                                                 //
9// =============================================================== //
10
11#include "ali_global.hxx"
12
13
14#define HELIX_PAIRS   "helix_pairs"
15#define HELIX_LINE    "helix_line"
16#define ALI_CONSENSUS "ALI_CON"
17#define ALI_ERROR     "ALI_ERR"
18#define ALI_INTERVALS "ALI_INT"
19
20static ALI_GLOBAL aligs;
21
22
23void message(char *errortext);
24
25
26static const char *ali_version =
27    "\nALIGNER   V2.0  (Boris Reichel 5/95)\n";
28
29static const char *ali_man_line[] = {
30    "Parameter:",
31    "-s<species>       aligne the sequence of <species>",
32    "-f<species_1>,...,<species_n>[;<extension_1>,...,<extension_k>]  use specified family and family extension",
33    "-P<pt_server>     use the PT_server <pt_server>",
34    "[-D<db_server>]   use the DB_server <db_server>",
35    "[-nx]             not exclusive mode (profile)",
36    "[-ms]             mark species (profile)",
37    "[-mf]             mark used family (profile)",
38    "[-mfe]            mark used family extension (profile)",
39    "[-mgf]            multi gap factor (0.1) (profile)",
40    "[-if]             insert factor (2.0) (profile)",
41    "[-mif]            multi insert factor (0.5) (profile)",
42    "[-m]              mark all (-m  == -ms -mf -mfe) (profile)",
43    "[-d<filename>]    use <filename> for default values",
44    "[-msubX1,X2,...,X25] use X1,...,X25 for the substitute matrix: (profile)",
45    "                     a   c   g   u   -",
46    "                a   X1  X2  X3  X4  X5",
47    "                c   X6  X7  X8  X9  X10",
48    "                g   X11 X12 X13 X14 X15",
49    "                u   X16 X17 X18 X19 X20",
50    "                -   X21 X22 X23 X24 X25",
51    "[-mbindX1,X2,...,X25] use X1,...,X25 for the binding matrix: (profile)",
52    "                     a   c   g   u   -",
53    "                a   X1  X2  X3  X4  X5",
54    "                c   X6  X7  X8  X9  X10",
55    "                g   X11 X12 X13 X14 X15",
56    "                u   X16 X17 X18 X19 X20",
57    "                -   X21 X22 X23 X24 X25",
58    "[-maxf]           maximal number of family members (10) (profile)",
59    "[-minf]           minimal number of family members (5) (profile)",
60    "[-minw]           minimal weight for family members (0.7) (profile)",
61    "[-maxew]          maximal weight for family extension members (0.2) (profile)",
62    "unused [-cl]             cost threshold (low) (0.25) ALI_ERR = ','",
63    "unused [-cm]             cost threshold (middle) (0.5) ALI_ERR = '-'",
64    "unused [-ch]             cost threshold (high) (0.8) ALI_ERR = '='",
65    "[-mm]             maximal number of maps for solution (prealigner) (1000)",
66    "[-mma]            maximal number of maps for aligner (prealigner) (2)",
67    "[-csub]           cost threshold for substitution (prealigner) (0.5)",
68    "[-chel]           cost threshold for helix binding (prealigner) (2.0)",
69    "[-ec]             error count (prealigner) (2)",
70    "[-ib]             interval border (prealigner) (5)",
71    "[-ic]             interval center (prealigner) (5)",
72    NULp
73};
74
75
76static void print_man() {
77    // Print a short parameter description
78    int i;
79
80    for (i = 0; ali_man_line[i]; i++)
81        fprintf(stderr, "%s\n", ali_man_line[i]);
82}
83
84
85void ali_fatal_error(const char *message, const char *func) {
86    fprintf(stderr, "FATAL ERROR %s: %s\n", func, message);
87    exit(-1);
88}
89
90void ali_error(const char *message, const char *func) {
91    fprintf(stderr, "ERROR %s: %s\n", func, message);
92    exit(-1);
93}
94
95
96
97static int get_species(char *species_string, unsigned int species_number, char *buffer) {
98    // Get one species of a list
99    while (species_number > 0 && *species_string != '\0') {
100        while (*species_string != '\0' && *species_string != ',')
101            species_string++;
102        if (*species_string != '\0')
103            species_string++;
104        species_number--;
105    }
106
107    if (*species_string != '\0') {
108        while (*species_string != '\0' && *species_string != ',')
109            *buffer++ = *species_string++;
110        *buffer = '\0';
111    }
112    else {
113        return 0;
114    }
115
116    return 1;
117}
118
119
120static int check_base_invariance(char *seq1, char *seq2) {
121    while (*seq1 != '\0' && !ali_is_base(*seq1))
122        seq1++;
123    while (*seq2 != '\0' && !ali_is_base(*seq2))
124        seq2++;
125    while (*seq1 != '\0' && *seq2 != '\0') {
126        if (*seq1 != *seq2)
127            return 0;
128        seq1++;
129        seq2++;
130        while (*seq1 != '\0' && !ali_is_base(*seq1))
131            seq1++;
132        while (*seq2 != '\0' && !ali_is_base(*seq2))
133            seq2++;
134    }
135
136    if (*seq1 == *seq2)
137        return 1;
138
139    return 0;
140}
141
142
143static int convert_for_back_write(char *seq_new, char *seq_orig) {
144    // Convert the working sequenz into the original bases
145
146    while (*seq_new != '\0' && (ali_is_dot(*seq_new) || ali_is_gap(*seq_new)))
147        seq_new++;
148    while (*seq_orig != '\0' && (ali_is_dot(*seq_orig) || ali_is_gap(*seq_orig)))
149        seq_orig++;
150
151    while (*seq_new != '\0' && *seq_orig != '\0') {
152        if (*seq_new != *seq_orig) {
153            switch (*seq_new) {
154                case 'a':
155                    switch (*seq_orig) {
156                        case 'A':
157                            *seq_new = 'A';
158                            break;
159                        default:
160                            ali_error("Unexpected character in original sequence");
161                    }
162                    break;
163                case 'c':
164                    switch (*seq_orig) {
165                        case 'C':
166                            *seq_new = 'C';
167                            break;
168                        default:
169                            ali_error("Unexpected character in original sequence");
170                    }
171                    break;
172                case 'g':
173                    switch (*seq_orig) {
174                        case 'G':
175                            *seq_new = 'G';
176                            break;
177                        default:
178                            ali_error("Unexpected character in original sequence");
179                    }
180                    break;
181                case 'u':
182                    switch (*seq_orig) {
183                        case 'U':
184                            *seq_new = 'U';
185                            break;
186                        case 't':
187                            *seq_new = 't';
188                            break;
189                        case 'T':
190                            *seq_new = 'T';
191                            break;
192                    }
193                    break;
194                case 'n':
195                    *seq_new = *seq_orig;
196                    break;
197                default:
198                    ali_fatal_error("Unexpected character in generated sequence");
199            }
200        }
201        seq_new++;
202        seq_orig++;
203        while (*seq_new != '\0' && (ali_is_dot(*seq_new) || ali_is_gap(*seq_new)))
204            seq_new++;
205        while (*seq_orig != '\0' && (ali_is_dot(*seq_orig) || ali_is_gap(*seq_orig)))
206            seq_orig++;
207    }
208
209    if (*seq_new == *seq_orig)
210        return 1;
211
212    return 0;
213}
214
215
216
217int ARB_main(int argc, char *argv[]) {
218    int                            i;
219    char                           message_buffer[200];
220    char                           species_name[100], species_number;
221    ALI_PREALIGNER                *align_prealigner;
222    ali_prealigner_approx_element *approx_elem;
223    ALI_SEQUENCE                  *sequence;
224
225
226    ali_message(ali_version);
227
228    aligs.init(&argc, (const char**)argv);
229
230    if (!aligs.species_name || argc > 1) {
231        printf("Unknowen : ");
232        for (i = 1; i < argc; i++)
233            printf("%s ", argv[i]);
234        printf("\n\n");
235        print_man();
236        exit (-1);
237    }
238
239    // Main loop
240    species_number = 0;
241    while (get_species(aligs.species_name, species_number, species_name)) {
242        species_number++;
243
244        sprintf(message_buffer,
245                "\nStarting alignment of sequence: %s", species_name);
246        ali_message(message_buffer);
247
248        // Get all information of the sequence
249        aligs.arbdb.begin_transaction();
250        ALI_SEQUENCE *align_sequence;
251        align_sequence = aligs.arbdb.get_sequence(species_name,
252                                                  aligs.mark_species_flag);
253        if (!align_sequence) {
254            ali_error("Can't read sequence from database");
255            ali_message("Aborting alignment of sequence");
256        }
257        else {
258            char *align_string;
259            char *align_string_original;
260
261            align_string = align_sequence->string();
262            align_string_original = aligs.arbdb.get_sequence_string(species_name,
263                                                                    aligs.mark_species_flag);
264            aligs.arbdb.commit_transaction();
265
266            if (!align_sequence)
267                ali_warning("Can't read sequence from database");
268            else {
269                // make profile for sequence
270                ALI_PROFILE *align_profile;
271                align_profile = new ALI_PROFILE(align_sequence, &aligs.prof_context);
272
273                // write information about the profile to the database
274                aligs.arbdb.begin_transaction();
275                char *String = align_profile->cheapest_sequence();
276                aligs.arbdb.put_SAI("ALI_CON", String);
277                freeset(String, align_profile->borders_sequence());
278                free(String);
279                aligs.arbdb.commit_transaction();
280
281                // make prealignment
282                align_prealigner = new ALI_PREALIGNER(&aligs.preali_context,
283                                                      align_profile,
284                                                      0, align_profile->sequence_length() - 1,
285                                                      0, align_profile->length() - 1);
286                ALI_SEQUENCE *align_pre_sequence_i, *align_pre_sequence;
287                ALI_SUB_SOLUTION *align_pre_solution;
288                ALI_TLIST<ali_prealigner_approx_element *> *align_pre_approx;
289                align_pre_sequence_i = align_prealigner->sequence();
290                align_pre_sequence = align_prealigner->sequence_without_inserts();
291                align_pre_solution = align_prealigner->solution();
292                align_pre_approx = align_prealigner->approximation();
293                delete align_prealigner;
294
295                align_pre_solution->print();
296
297                // write result of alignment into database
298                aligs.arbdb.begin_transaction();
299                String = align_pre_sequence_i->string();
300                aligs.arbdb.put_SAI("ALI_PRE_I", String);
301                freeset(String, align_pre_sequence->string());
302                aligs.arbdb.put_SAI("ALI_PRE", String);
303                free(String);
304                aligs.arbdb.commit_transaction();
305
306
307                sprintf(message_buffer, "%d solutions generated (taking the first)",
308                        align_pre_approx->cardinality());
309                ali_message(message_buffer);
310
311                if (align_pre_approx->is_empty())
312                    ali_fatal_error("List of approximations is empty");
313
314                // Write result back to the database
315                approx_elem = align_pre_approx->first();
316
317                sequence = approx_elem->map->sequence(align_profile->sequence());
318                String = sequence->string();
319
320                if (!check_base_invariance(String, align_string))
321                    ali_error("Bases changed in output sequence");
322
323                if (!convert_for_back_write(String, align_string_original))
324                    ali_fatal_error("Can't convert correctly");
325
326                aligs.arbdb.begin_transaction();
327                aligs.arbdb.put_sequence_string(species_name, String);
328                aligs.arbdb.put_SAI("ALI_INSERTS", approx_elem->ins_marker);
329                aligs.arbdb.commit_transaction();
330                delete sequence;
331
332                // Delete all Objects
333                free(align_string);
334                free(align_string_original);
335                delete align_pre_solution;
336                delete align_pre_approx;
337                delete align_profile;
338                delete align_pre_sequence;
339                delete align_pre_sequence_i;
340            }
341            delete align_sequence;
342        }
343    }
344
345    ali_message("Aligner terminated\n");
346    return 0;
347}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.