source: branches/stable/GDE/MUSCLE/src/aligngivenpath.cpp

Last change on this file was 10390, checked in by aboeckma, 11 years ago

added muscle sourcles amd makefile

File size: 21.3 KB
Line 
1#include "muscle.h"
2#include "msa.h"
3#include "pwpath.h"
4#include "profile.h"
5
6#define TRACE   0
7
8static void LogPP(const ProfPos &PP)
9        {
10        Log("ResidueGroup   %u\n", PP.m_uResidueGroup);
11        Log("AllGaps      %d\n", PP.m_bAllGaps);
12        Log("Occ          %.3g\n", PP.m_fOcc);
13        Log("LL=%.3g LG=%.3g GL=%.3g GG=%.3g\n", PP.m_LL, PP.m_LG, PP.m_GL, PP.m_GG);
14        Log("Freqs        ");
15        for (unsigned i = 0; i < 20; ++i)
16                if (PP.m_fcCounts[i] > 0)
17                        Log("%c=%.3g ", LetterToChar(i), PP.m_fcCounts[i]);
18        Log("\n");
19        }
20
21static void AssertProfPosEq(const ProfPos *PA, const ProfPos *PB, unsigned i)
22        {
23        const ProfPos &PPA = PA[i];
24        const ProfPos &PPB = PB[i];
25#define eq(x)   if (PPA.m_##x != PPB.m_##x) { LogPP(PPA); LogPP(PPB); Quit("AssertProfPosEq." #x); }
26#define be(x)   if (!BTEq(PPA.m_##x, PPB.m_##x)) { LogPP(PPA); LogPP(PPB); Quit("AssertProfPosEq." #x); }
27        eq(bAllGaps)
28        eq(uResidueGroup)
29
30        be(LL)
31        be(LG)
32        be(GL)
33        be(GG)
34        be(fOcc)
35        be(scoreGapOpen)
36        be(scoreGapClose)
37
38        for (unsigned j = 0; j < 20; ++j)
39                {
40#define eqj(x)  if (PPA.m_##x != PPB.m_##x) Quit("AssertProfPosEq j=%u " #x, j);
41#define bej(x)  if (!BTEq(PPA.m_##x, PPB.m_##x)) Quit("AssertProfPosEq j=%u " #x, j);
42                bej(fcCounts[j]);
43//              eqj(uSortOrder[j]) // may differ due to ties, don't check?
44                bej(AAScores[j])
45#undef eqj
46#undef bej
47                }
48#undef eq
49#undef be
50        }
51
52void AssertProfsEq(const ProfPos *PA, unsigned uLengthA, const ProfPos *PB,
53  unsigned uLengthB)
54        {
55        if (uLengthA != uLengthB)
56                Quit("AssertProfsEq: lengths differ %u %u", uLengthA, uLengthB);
57        for (unsigned i = 0; i < uLengthB; ++i)
58                AssertProfPosEq(PA, PB, i);
59        }
60
61#if     DEBUG
62static void ValidateProf(const ProfPos *Prof, unsigned uLength)
63        {
64        for (unsigned i = 0; i < uLength; ++i)
65                {
66                const ProfPos &PP = Prof[i];
67
68                FCOUNT s1 = PP.m_LL + PP.m_LG + PP.m_GL + PP.m_GG;
69                assert(BTEq(s1, 1.0));
70
71                if (i > 0)
72                        {
73                        const ProfPos &PPPrev = Prof[i-1];
74                        FCOUNT s2 = PPPrev.m_LL + PPPrev.m_GL;
75                        FCOUNT s3 = PP.m_LL + PP.m_LG;
76                        assert(BTEq(s2, s3));
77                        }
78                if (i < uLength - 1)
79                        {
80                        const ProfPos &PPNext = Prof[i+1];
81                        FCOUNT s4 = PP.m_LL + PP.m_GL;
82                        FCOUNT s5 = PPNext.m_LL + PPNext.m_LG;
83                        assert(BTEq(s4, s5));
84                        }
85                }
86        }
87#else
88#define ValidateProf(Prof, Length)      /* empty */
89#endif
90
91static void ScoresFromFreqsPos(ProfPos *Prof, unsigned uLength, unsigned uPos)
92        {
93        ProfPos &PP = Prof[uPos];
94        SortCounts(PP.m_fcCounts, PP.m_uSortOrder);
95        PP.m_uResidueGroup = ResidueGroupFromFCounts(PP.m_fcCounts);
96
97// "Occupancy"
98        PP.m_fOcc = PP.m_LL + PP.m_GL;
99
100// Frequency of gap-opens in this position (i)
101// Gap open     = letter in i-1 and gap in i
102//                              = iff LG in i
103        FCOUNT fcOpen = PP.m_LG;
104
105// Frequency of gap-closes in this position
106// Gap close    = gap in i and letter in i+1
107//                              = iff GL in i+1
108        FCOUNT fcClose;
109        if (uPos + 1 < uLength)
110                fcClose = Prof[uPos + 1].m_GL;
111        else
112                fcClose = PP.m_GG + PP.m_LG;
113
114        PP.m_scoreGapOpen = (SCORE) ((1.0 - fcOpen)*g_scoreGapOpen/2.0);
115        PP.m_scoreGapClose = (SCORE) ((1.0 - fcClose)*g_scoreGapOpen/2.0);
116#if     DOUBLE_AFFINE
117        PP.m_scoreGapOpen2 = (SCORE) ((1.0 - fcOpen)*g_scoreGapOpen2/2.0);
118        PP.m_scoreGapClose2 = (SCORE) ((1.0 - fcClose)*g_scoreGapOpen2/2.0);
119#endif
120
121        for (unsigned i = 0; i < g_AlphaSize; ++i)
122                {
123                SCORE scoreSum = 0;
124                for (unsigned j = 0; j < g_AlphaSize; ++j)
125                        scoreSum += PP.m_fcCounts[j]*(*g_ptrScoreMatrix)[i][j];
126                PP.m_AAScores[i] = scoreSum;
127                }
128        }
129
130void ProfScoresFromFreqs(ProfPos *Prof, unsigned uLength)
131        {
132        for (unsigned i = 0; i < uLength; ++i)
133                ScoresFromFreqsPos(Prof, uLength, i);
134        }
135
136static void AppendDelete(const MSA &msaA, unsigned &uColIndexA,
137  unsigned uSeqCountA, unsigned uSeqCountB, MSA &msaCombined,
138  unsigned &uColIndexCombined)
139        {
140#if     TRACE
141        Log("AppendDelete ColIxA=%u ColIxCmb=%u\n",
142          uColIndexA, uColIndexCombined);
143#endif
144        for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
145                {
146                char c = msaA.GetChar(uSeqIndexA, uColIndexA);
147                msaCombined.SetChar(uSeqIndexA, uColIndexCombined, c);
148                }
149
150        for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
151                msaCombined.SetChar(uSeqCountA + uSeqIndexB, uColIndexCombined, '-');
152
153        ++uColIndexCombined;
154        ++uColIndexA;
155        }
156
157static void AppendInsert(const MSA &msaB, unsigned &uColIndexB,
158  unsigned uSeqCountA, unsigned uSeqCountB, MSA &msaCombined,
159  unsigned &uColIndexCombined)
160        {
161#if     TRACE
162        Log("AppendInsert ColIxB=%u ColIxCmb=%u\n",
163          uColIndexB, uColIndexCombined);
164#endif
165        for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
166                msaCombined.SetChar(uSeqIndexA, uColIndexCombined, '-');
167
168        for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
169                {
170                char c = msaB.GetChar(uSeqIndexB, uColIndexB);
171                msaCombined.SetChar(uSeqCountA + uSeqIndexB, uColIndexCombined, c);
172                }
173
174        ++uColIndexCombined;
175        ++uColIndexB;
176        }
177
178static void AppendTplInserts(const MSA &msaA, unsigned &uColIndexA, unsigned uColCountA,
179  const MSA &msaB, unsigned &uColIndexB, unsigned uColCountB, unsigned uSeqCountA,
180  unsigned uSeqCountB, MSA &msaCombined, unsigned &uColIndexCombined)
181        {
182#if     TRACE
183        Log("AppendTplInserts ColIxA=%u ColIxB=%u ColIxCmb=%u\n",
184          uColIndexA, uColIndexB, uColIndexCombined);
185#endif
186        const unsigned uLengthA = msaA.GetColCount();
187        const unsigned uLengthB = msaB.GetColCount();
188
189        unsigned uNewColCount = uColCountA;
190        if (uColCountB > uNewColCount)
191                uNewColCount = uColCountB;
192
193        for (unsigned n = 0; n < uColCountA; ++n)
194                {
195                for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
196                        {
197                        char c = msaA.GetChar(uSeqIndexA, uColIndexA + n);
198                        c = UnalignChar(c);
199                        msaCombined.SetChar(uSeqIndexA, uColIndexCombined + n, c);
200                        }
201                }
202        for (unsigned n = uColCountA; n < uNewColCount; ++n)
203                {
204                for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
205                        msaCombined.SetChar(uSeqIndexA, uColIndexCombined + n, '.');
206                }
207
208        for (unsigned n = 0; n < uColCountB; ++n)
209                {
210                for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
211                        {
212                        char c = msaB.GetChar(uSeqIndexB, uColIndexB + n);
213                        c = UnalignChar(c);
214                        msaCombined.SetChar(uSeqCountA + uSeqIndexB, uColIndexCombined + n, c);
215                        }
216                }
217        for (unsigned n = uColCountB; n < uNewColCount; ++n)
218                {
219                for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
220                        msaCombined.SetChar(uSeqCountA + uSeqIndexB, uColIndexCombined + n, '.');
221                }
222
223        uColIndexCombined += uNewColCount;
224        uColIndexA += uColCountA;
225        uColIndexB += uColCountB;
226        }
227
228static void AppendMatch(const MSA &msaA, unsigned &uColIndexA, const MSA &msaB,
229  unsigned &uColIndexB, unsigned uSeqCountA, unsigned uSeqCountB,
230  MSA &msaCombined, unsigned &uColIndexCombined)
231        {
232#if     TRACE
233        Log("AppendMatch ColIxA=%u ColIxB=%u ColIxCmb=%u\n",
234          uColIndexA, uColIndexB, uColIndexCombined);
235#endif
236
237        for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
238                {
239                char c = msaA.GetChar(uSeqIndexA, uColIndexA);
240                msaCombined.SetChar(uSeqIndexA, uColIndexCombined, c);
241                }
242
243        for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
244                {
245                char c = msaB.GetChar(uSeqIndexB, uColIndexB);
246                msaCombined.SetChar(uSeqCountA + uSeqIndexB, uColIndexCombined, c);
247                }
248
249        ++uColIndexA;
250        ++uColIndexB;
251        ++uColIndexCombined;
252        }
253
254void AlignTwoMSAsGivenPath(const PWPath &Path, const MSA &msaA, const MSA &msaB,
255  MSA &msaCombined)
256        {
257        msaCombined.Clear();
258
259#if     TRACE
260        Log("FastAlignProfiles\n");
261        Log("Template A:\n");
262        msaA.LogMe();
263        Log("Template B:\n");
264        msaB.LogMe();
265#endif
266
267        const unsigned uColCountA = msaA.GetColCount();
268        const unsigned uColCountB = msaB.GetColCount();
269
270        const unsigned uSeqCountA = msaA.GetSeqCount();
271        const unsigned uSeqCountB = msaB.GetSeqCount();
272
273        msaCombined.SetSeqCount(uSeqCountA + uSeqCountB);
274
275// Copy sequence names into combined MSA
276        for (unsigned uSeqIndexA = 0; uSeqIndexA < uSeqCountA; ++uSeqIndexA)
277                {
278                msaCombined.SetSeqName(uSeqIndexA, msaA.GetSeqName(uSeqIndexA));
279                msaCombined.SetSeqId(uSeqIndexA, msaA.GetSeqId(uSeqIndexA));
280                }
281
282        for (unsigned uSeqIndexB = 0; uSeqIndexB < uSeqCountB; ++uSeqIndexB)
283                {
284                msaCombined.SetSeqName(uSeqCountA + uSeqIndexB, msaB.GetSeqName(uSeqIndexB));
285                msaCombined.SetSeqId(uSeqCountA + uSeqIndexB, msaB.GetSeqId(uSeqIndexB));
286                }
287
288        unsigned uColIndexA = 0;
289        unsigned uColIndexB = 0;
290        unsigned uColIndexCombined = 0;
291        const unsigned uEdgeCount = Path.GetEdgeCount();
292        for (unsigned uEdgeIndex = 0; uEdgeIndex < uEdgeCount; ++uEdgeIndex)
293                {
294                const PWEdge &Edge = Path.GetEdge(uEdgeIndex);
295#if     TRACE
296                Log("\nEdge %u %c%u.%u\n",
297                  uEdgeIndex,
298                  Edge.cType,
299                  Edge.uPrefixLengthA,
300                  Edge.uPrefixLengthB);
301#endif
302                const char cType = Edge.cType;
303                const unsigned uPrefixLengthA = Edge.uPrefixLengthA;
304                unsigned uColCountA = 0;
305                if (uPrefixLengthA > 0)
306                        {
307                        const unsigned uNodeIndexA = uPrefixLengthA - 1;
308                        const unsigned uTplColIndexA = uNodeIndexA;
309                        if (uTplColIndexA > uColIndexA)
310                                uColCountA = uTplColIndexA - uColIndexA;
311                        }
312
313                const unsigned uPrefixLengthB = Edge.uPrefixLengthB;
314                unsigned uColCountB = 0;
315                if (uPrefixLengthB > 0)
316                        {
317                        const unsigned uNodeIndexB = uPrefixLengthB - 1;
318                        const unsigned uTplColIndexB = uNodeIndexB;
319                        if (uTplColIndexB > uColIndexB)
320                                uColCountB = uTplColIndexB - uColIndexB;
321                        }
322
323// TODO: This code looks like a hangover from HMM estimation -- can we delete it?
324                assert(uColCountA == 0);
325                assert(uColCountB == 0);
326                AppendTplInserts(msaA, uColIndexA, uColCountA, msaB, uColIndexB, uColCountB,
327                  uSeqCountA, uSeqCountB, msaCombined, uColIndexCombined);
328
329                switch (cType)
330                        {
331                case 'M':
332                        {
333                        assert(uPrefixLengthA > 0);
334                        assert(uPrefixLengthB > 0);
335                        const unsigned uColA = uPrefixLengthA - 1;
336                        const unsigned uColB = uPrefixLengthB - 1;
337                        assert(uColIndexA == uColA);
338                        assert(uColIndexB == uColB);
339                        AppendMatch(msaA, uColIndexA, msaB, uColIndexB, uSeqCountA, uSeqCountB,
340                          msaCombined, uColIndexCombined);
341                        break;
342                        }
343                case 'D':
344                        {
345                        assert(uPrefixLengthA > 0);
346                        const unsigned uColA = uPrefixLengthA - 1;
347                        assert(uColIndexA == uColA);
348                        AppendDelete(msaA, uColIndexA, uSeqCountA, uSeqCountB, msaCombined, uColIndexCombined);
349                        break;
350                        }
351                case 'I':
352                        {
353                        assert(uPrefixLengthB > 0);
354                        const unsigned uColB = uPrefixLengthB - 1;
355                        assert(uColIndexB == uColB);
356                        AppendInsert(msaB, uColIndexB, uSeqCountA, uSeqCountB, msaCombined, uColIndexCombined);
357                        break;
358                        }
359                default:
360                        assert(false);
361                        }
362                }
363        unsigned uInsertColCountA = uColCountA - uColIndexA;
364        unsigned uInsertColCountB = uColCountB - uColIndexB;
365
366// TODO: This code looks like a hangover from HMM estimation -- can we delete it?
367        assert(uInsertColCountA == 0);
368        assert(uInsertColCountB == 0);
369        AppendTplInserts(msaA, uColIndexA, uInsertColCountA, msaB, uColIndexB,
370          uInsertColCountB, uSeqCountA, uSeqCountB, msaCombined, uColIndexCombined);
371
372        assert(msaCombined.GetColCount() == uEdgeCount);
373        }
374
375static const ProfPos PPStart =
376        {
377        false,          //m_bAllGaps;
378        { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, // m_uSortOrder[21];
379        { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, // m_fcCounts[20];
380        1.0,    // m_LL;
381        0.0,    // m_LG;
382        0.0,    // m_GL;
383        0.0,    // m_GG;
384        { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, // m_ALScores
385        0,              // m_uResidueGroup;
386        1.0,    // m_fOcc;
387        0.0,    // m_fcStartOcc;
388        0.0,    // m_fcEndOcc;
389        0.0,    // m_scoreGapOpen;
390        0.0,    // m_scoreGapClose;
391        };
392
393// MM
394//  Ai–1        Ai              Out
395//  X           X       LL      LL
396//  X           -       LG      LG
397//  -           X       GL      GL
398//  -           -       GG      GG
399// 
400//  Bj–1        Bj
401//  X           X       LL      LL
402//  X           -       LG      LG
403//  -           X       GL      GL
404//  -           -       GG      GG
405static void SetGapsMM(
406  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
407  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
408  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
409        {
410        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
411        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
412        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
413
414        PPO.m_LL = wA*PPA.m_LL + wB*PPB.m_LL;
415        PPO.m_LG = wA*PPA.m_LG + wB*PPB.m_LG;
416        PPO.m_GL = wA*PPA.m_GL + wB*PPB.m_GL;
417        PPO.m_GG = wA*PPA.m_GG + wB*PPB.m_GG;
418        }
419
420// MD
421//  Ai–1        Ai              Out
422//  X           X       LL      LL
423//  X           -       LG      LG
424//  -           X       GL      GL
425//  -           -       GG      GG
426// 
427//  Bj          (-)
428//  X           -       ?L      LG
429//  -           -       ?G      GG
430static void SetGapsMD(
431  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
432  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
433  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
434        {
435        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
436        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
437        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
438
439        PPO.m_LL = wA*PPA.m_LL;
440        PPO.m_LG = wA*PPA.m_LG + wB*(PPB.m_LL + PPB.m_GL);
441        PPO.m_GL = wA*PPA.m_GL;
442        PPO.m_GG = wA*PPA.m_GG + wB*(PPB.m_LG + PPB.m_GG);
443        }
444
445// DD
446//  Ai–1        Ai              Out
447//  X           X       LL      LL
448//  X           -       LG      LG
449//  -           X       GL      GL
450//  -           -       GG      GG
451// 
452//  (-)         (-)
453//  -           -       ??      GG
454static void SetGapsDD(
455  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
456  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
457  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
458        {
459        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
460        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
461
462        PPO.m_LL = wA*PPA.m_LL;
463        PPO.m_LG = wA*PPA.m_LG;
464        PPO.m_GL = wA*PPA.m_GL;
465        PPO.m_GG = wA*PPA.m_GG + wB;
466        }
467
468// MI
469//  Ai          (-)             Out
470//  X           -       ?L      LG
471//  -           -       ?G      GG
472
473//  Bj–1        Bj
474//  X           X       LL      LL
475//  X           -       LG      LG
476//  -           X       GL      GL
477//  -           -       GG      GG
478static void SetGapsMI(
479  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
480  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
481  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
482        {
483        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
484        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
485        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
486
487        PPO.m_LL = wB*PPB.m_LL;
488        PPO.m_LG = wB*PPB.m_LG + wA*(PPA.m_LL + PPA.m_GL);
489        PPO.m_GL = wB*PPB.m_GL;
490        PPO.m_GG = wB*PPB.m_GG + wA*(PPA.m_LG + PPA.m_GG);
491        }
492
493// DM
494//  Ai–1        Ai              Out
495//  X           X       LL      LL
496//  X           -       LG      LG
497//  -           X       GL      GL
498//  -           -       GG      GG
499// 
500//  (-)         Bj             
501//  -           X               ?L      GL
502//  -           -               ?G      GG
503static void SetGapsDM(
504  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
505  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
506  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
507        {
508        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
509        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
510        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
511
512        PPO.m_LL = wA*PPA.m_LL;
513        PPO.m_LG = wA*PPA.m_LG;
514        PPO.m_GL = wA*PPA.m_GL + wB*(PPB.m_LL + PPB.m_GL);
515        PPO.m_GG = wA*PPA.m_GG + wB*(PPB.m_LG + PPB.m_GG);
516        }
517
518// IM
519//  (-)         Ai              Out             
520//  -           X       ?L      GL
521//  -           -       ?G      GG
522
523//  Bj–1        Bj
524//  X           X       LL      LL
525//  X           -       LG      LG
526//  -           X       GL      GL
527//  -           -       GG      GG
528static void SetGapsIM(
529  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
530  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
531  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
532        {
533        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
534        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
535        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
536
537        PPO.m_LL = wB*PPB.m_LL;
538        PPO.m_LG = wB*PPB.m_LG;
539        PPO.m_GL = wB*PPB.m_GL + wA*(PPA.m_LL + PPA.m_GL);
540        PPO.m_GG = wB*PPB.m_GG + wA*(PPA.m_LG + PPA.m_GG);
541        }
542
543// ID
544//  (-)         Ai              Out
545//  -           X       ?L      GL
546//  -           -       ?G      GG
547
548//  Bj          (-)
549//  X           -       ?L      LG
550//  -           -       ?G      GG
551static void SetGapsID(
552  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
553  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
554  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
555        {
556        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
557        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
558        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
559
560        PPO.m_LL = 0;
561        PPO.m_LG = wB*PPB.m_GL + wB*PPB.m_LL;
562        PPO.m_GL = wA*PPA.m_GL + wA*PPA.m_LL;
563        PPO.m_GG = wA*(PPA.m_LG + PPA.m_GG) + wB*(PPB.m_LG + PPB.m_GG);
564        }
565
566// DI
567//  Ai          (-)             Out
568//  X           -       ?L      LG
569//  -           -       ?G      GG
570
571//  (-)         Bj
572//  -           X       ?L      GL
573//  -           -       ?G      GG
574static void SetGapsDI(
575  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
576  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
577  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
578        {
579        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
580        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
581        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
582
583        PPO.m_LL = 0;
584        PPO.m_LG = wA*PPA.m_GL + wA*PPA.m_LL;
585        PPO.m_GL = wB*PPB.m_GL + wB*PPB.m_LL;
586        PPO.m_GG = wA*(PPA.m_LG + PPA.m_GG) + wB*(PPB.m_LG + PPB.m_GG);
587        }
588
589// II
590//  (-)         (-)             Out
591//  -           -       ??      GG
592
593//  Bj–1        Bj
594//  X           X       LL      LL
595//  X           -       LG      LG
596//  -           X       GL      GL
597//  -           -       GG      GG
598static void SetGapsII(
599  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
600  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
601  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
602        {
603        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
604        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
605
606        PPO.m_LL = wB*PPB.m_LL;
607        PPO.m_LG = wB*PPB.m_LG;
608        PPO.m_GL = wB*PPB.m_GL;
609        PPO.m_GG = wB*PPB.m_GG + wA;
610        }
611
612static void SetFreqs(
613  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
614  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
615  ProfPos *POut, unsigned uColIndexOut)
616        {
617        const ProfPos &PPA = uPrefixLengthA > 0 ? PA[uPrefixLengthA-1] : PPStart;
618        const ProfPos &PPB = uPrefixLengthB > 0 ? PB[uPrefixLengthB-1] : PPStart;
619        ProfPos &PPO = POut[uColIndexOut];
620
621        if (g_bNormalizeCounts)
622                {
623                const FCOUNT fA = PPA.m_fOcc*wA/(wA + wB);
624                const FCOUNT fB = PPB.m_fOcc*wB/(wA + wB);
625                FCOUNT fTotal = 0;
626                for (unsigned i = 0; i < 20; ++i)
627                        {
628                        const FCOUNT f = fA*PPA.m_fcCounts[i] + fB*PPB.m_fcCounts[i];
629                        PPO.m_fcCounts[i] = f;
630                        fTotal += f;
631                        }
632                if (fTotal > 0)
633                        for (unsigned i = 0; i < 20; ++i)
634                                PPO.m_fcCounts[i] /= fTotal;
635                }
636        else
637                {
638                for (unsigned i = 0; i < 20; ++i)
639                        PPO.m_fcCounts[i] = wA*PPA.m_fcCounts[i] + wB*PPB.m_fcCounts[i];
640                }
641        }
642
643void AlignTwoProfsGivenPath(const PWPath &Path,
644  const ProfPos *PA, unsigned uPrefixLengthA, WEIGHT wA,
645  const ProfPos *PB, unsigned uPrefixLengthB, WEIGHT wB,
646  ProfPos **ptrPOut, unsigned *ptruLengthOut)
647        {
648#if     TRACE
649        Log("AlignTwoProfsGivenPath wA=%.3g wB=%.3g Path=\n", wA, wB);
650        Path.LogMe();
651#endif
652        assert(BTEq(wA + wB, 1.0));
653
654        unsigned uColIndexA = 0;
655        unsigned uColIndexB = 0;
656        unsigned uColIndexOut = 0;
657        const unsigned uEdgeCount = Path.GetEdgeCount();
658        ProfPos *POut = new ProfPos[uEdgeCount];
659        char cPrevType = 'M';
660        for (unsigned uEdgeIndex = 0; uEdgeIndex < uEdgeCount; ++uEdgeIndex)
661                {
662                const PWEdge &Edge = Path.GetEdge(uEdgeIndex);
663                const char cType = Edge.cType;
664
665                const unsigned uPrefixLengthA = Edge.uPrefixLengthA;
666                const unsigned uPrefixLengthB = Edge.uPrefixLengthB;
667
668#if     TRACE
669                Log("\nEdge %u %c%u.%u ColA=%u ColB=%u\n",
670                  uEdgeIndex,
671                  Edge.cType,
672                  Edge.uPrefixLengthA,
673                  Edge.uPrefixLengthB,
674                  uColIndexA,
675                  uColIndexB);
676#endif
677
678                POut[uColIndexOut].m_bAllGaps = false;
679                switch (cType)
680                        {
681                case 'M':
682                        {
683                        assert(uPrefixLengthA > 0);
684                        assert(uPrefixLengthB > 0);
685                        SetFreqs(
686                          PA, uPrefixLengthA, wA,
687                          PB, uPrefixLengthB, wB,
688                          POut, uColIndexOut);
689                        switch (cPrevType)
690                                {
691                        case 'M':
692                                SetGapsMM(
693                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
694                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
695                                  POut, uColIndexOut);
696                          break;
697                        case 'D':
698                                SetGapsDM(
699                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
700                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
701                                  POut, uColIndexOut);
702                                break;
703                        case 'I':
704                                SetGapsIM(
705                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
706                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
707                                  POut, uColIndexOut);
708                                break;
709                        default:
710                                Quit("Bad cPrevType");
711                                }
712                        ++uColIndexA;
713                        ++uColIndexB;
714                        ++uColIndexOut;
715                        break;
716                        }
717                case 'D':
718                        {
719                        assert(uPrefixLengthA > 0);
720                        SetFreqs(
721                          PA, uPrefixLengthA, wA,
722                          PB, uPrefixLengthB, 0,
723                          POut, uColIndexOut);
724                        switch (cPrevType)
725                                {
726                        case 'M':
727                                SetGapsMD(
728                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
729                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
730                                  POut, uColIndexOut);
731                          break;
732                        case 'D':
733                                SetGapsDD(
734                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
735                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
736                                  POut, uColIndexOut);
737                                break;
738                        case 'I':
739                                SetGapsID(
740                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
741                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
742                                  POut, uColIndexOut);
743                                break;
744                        default:
745                                Quit("Bad cPrevType");
746                                }
747                        ++uColIndexA;
748                        ++uColIndexOut;
749                        break;
750                        }
751                case 'I':
752                        {
753                        assert(uPrefixLengthB > 0);
754                        SetFreqs(
755                          PA, uPrefixLengthA, 0,
756                          PB, uPrefixLengthB, wB,
757                          POut, uColIndexOut);
758                        switch (cPrevType)
759                                {
760                        case 'M':
761                                SetGapsMI(
762                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
763                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
764                                  POut, uColIndexOut);
765                          break;
766                        case 'D':
767                                SetGapsDI(
768                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
769                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
770                                  POut, uColIndexOut);
771                                break;
772                        case 'I':
773                                SetGapsII(
774                                  PA, uPrefixLengthA, wA,
775                                  PB, uPrefixLengthB, wB,
776                                  POut, uColIndexOut);
777                                break;
778                        default:
779                                Quit("Bad cPrevType");
780                                }
781                        ++uColIndexB;
782                        ++uColIndexOut;
783                        break;
784                        }
785                default:
786                        assert(false);
787                        }
788                cPrevType = cType;
789                }
790        assert(uColIndexOut == uEdgeCount);
791
792        ProfScoresFromFreqs(POut, uEdgeCount);
793        ValidateProf(POut, uEdgeCount);
794
795        *ptrPOut = POut;
796        *ptruLengthOut = uEdgeCount;
797
798#if     TRACE
799        Log("AlignTwoProfsGivenPath:\n");
800        ListProfile(POut, uEdgeCount, 0);
801#endif
802        }
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.