source: tags/initial/GDE/MOLPHY/totalml.c

Last change on this file was 2, checked in by oldcode, 25 years ago

Initial revision
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 11.2 KB
Line 
1/*
2 * totalml.c   Adachi, J.   1994.12.30
3 * Copyright (C) 1994  J. Adachi & M. Hasegawa, All rights reserved.
4 */
5
6#define DEBUG 0
7
8#define MAIN_MODULE 1
9#include "totalml.h"
10
11void
12copyright()
13{
14        fprintf(stderr, "TotalML %s(%s) ", VERSION, DATE );
15        fprintf(stderr, "Total ML Inference of Molecular Phylogeny\n");
16        fprintf(stderr, "Copyright (C) 1994 J. Adachi & M. Hasegawa, ");
17        fprintf(stderr, "All rights reserved.\n");
18/*      fprintf(stderr, "  TotalML comes with NO WARRANTY\n"); */
19}
20
21
22void
23usage()
24{
25        copyright();
26        fprintf(stderr, "Usage: %s [switches] LLS_files\n", Prog_name);
27        fprintf(stderr, " Help: %s -h\n", Prog_name);
28}
29
30
31void
32helpinfo()
33{
34        copyright();
35        fprintf(stderr, "Usage: %s [switches] LLS_files\n", Prog_name);
36        fprintf(stderr, "switches:\n");
37        fprintf(stderr, "-b  no Bootstrap probabilities\n");
38        fprintf(stderr, "-v  verbose to stderr\n");
39        fprintf(stderr, "-i, -w  output some information\n");
40}
41
42
43/* #if 0 */
44/* void */
45/* header(ofp, numseqs, allsite, commentp) */
46/* FILE *ofp; */
47/* int *numseqs; */
48/* int *allsite; */
49/* char **commentp; */
50/* { */
51/*      time_t ct; */
52/*      char *datetime, *ip, *jp; */
53
54/*      fprintf(ofp, "%s %s  ", Prog_name, VERSION); */
55
56/*      ct = time(NULL); */
57/*      datetime = ctime(&ct); */
58/*      for (ip = datetime+11, jp = datetime+20; *jp != '\n'; ) *ip++ = *jp++; */
59/*      *ip = '\0'; */
60/*      fputs(datetime + 4, ofp); */
61/*      fprintf(ofp, "  %d data %d sites.\n", *numseqs, *allsite); */
62/* /*   fprintf(ofp, "  %d data %d sites. %s\n", *numseqs, *allsite, *commentp); */ */
63/* } /*_ header */ */
64/* #endif */
65
66
67 void
68header(ofp, maxspc, numsite, commentp)
69FILE *ofp;
70int *maxspc;
71int *numsite;
72char **commentp;
73{
74        char date[32];
75
76        strftime(date, 32, "%x", localtime(&Ct0));
77        fprintf(ofp, "%s %s(%s)", Prog_name, VERSION, date);
78        fprintf(ofp, " %d OTUs %d sites. %s\n", *maxspc, *numsite, *commentp);
79} /*_ header */
80
81
82
83void
84getsize(ifp, ntree, nsite, commentp)
85FILE *ifp;
86int *ntree;
87int *nsite;
88char **commentp;
89{
90        char *cp, *np;
91        char line[BUFLINE];
92
93        if (fgets(line, BUFLINE, ifp) != NULL) {
94                if (sscanf(line, "%d %d", ntree, nsite) == 2) {
95                        for (cp = line; isdigit(*cp) || isspace(*cp) && *cp != '\0'; cp++)
96                                ;
97                        *commentp = new_cvector(strlen(cp) + 1);
98                        if (*cp != '\0') {
99                                for (np = *commentp; *cp != '\n' && *cp != '\0'; cp++)
100                                        *np++ = *cp;
101                                *np = '\0';
102                        } else {
103                                **commentp = '\0';
104                        }
105                        if (Debug)
106                                fprintf(stdout, "%d trees, %d sites,  %s\n",
107                                        *ntree, *nsite, *commentp);
108                } else {
109                        fputs(line, stderr);
110                        fprintf(stderr, "\nBad format, first line of input file.\n");
111                        exit(1);
112                }
113        } else {
114                fprintf(stderr, "\nCan't read input file.\n");
115                exit(1);
116        }
117        return;
118} /*_ getsize */
119
120
121void
122getlnlklsite(ifp, alls, ntree, nsite)
123FILE *ifp;
124dmatrix alls;
125int ntree, nsite;
126{
127        char line[BUFLINE];
128        char **cpp, *cp, *sp;
129        int i, j, nt;
130        double x;
131
132        cpp = &cp;
133
134        for (i = 0; i < ntree; i++) {
135                if (Debug) fprintf(stdout, "Read %d tree \n", i+1);
136                if (fgets(line, BUFLINE, ifp) != NULL) {
137                        if (sscanf(line, "# %d", &nt)) {
138                                if (Debug_optn) fputs(line, stdout);
139                                if (nt != i + 1) {
140                                        fprintf(stderr, "\nCan't read %d tree! \"%d\"\n", i+1, nt);
141                                        exit(1);
142                                }
143                        } else {
144                                puts(line);
145                                fprintf(stderr, "\nCan't read header of %d tree! \"%d\"\n",
146                                        i+1, nt);
147                                exit(1);
148                        }
149                } else {
150                        fprintf(stderr, "\nCan't read %d tree!\n", i+1);
151                        exit(1);
152                }
153                j = 0;
154                while (j < nsite) {
155                        if (fgets(line, BUFLINE, ifp) != NULL) {
156                                sp = line;
157                                while (x = strtod(sp, cpp)) {
158                                        if (Debug) printf("%7.2f", x);
159                                        if (Debug && (j+1) % 10 == 0) putchar('\n');
160                                        alls[i][j] = x;
161                                        sp = *cpp;
162                                        j++;
163                                }
164                        } else {
165                                fprintf(stderr, "\nError: %d site!\n", j+1);
166                                exit(1);
167                        }
168                }
169                if (Debug && j % 10 != 0) putchar('\n');
170
171        }
172        return;
173} /*_ getlnlklsite */
174
175
176prlnlklsite(alls, ntree, nsite)
177dmatrix alls;
178int ntree, nsite;
179{
180        int i, j;
181
182        for (i = 0; i < ntree; i++) {
183                printf("#%d tree\n", i+1);
184                for (j = 0; j < nsite; j++) {
185                        printf("%7.2f", alls[i][j]);
186                        if ((j+1) % 10 == 0) putchar('\n');
187                }
188                if (j % 10 != 0) putchar('\n');
189        }
190} /* prlnlklsite */
191
192
193static int
194getdata(ifp, cnoseq)
195FILE *ifp;
196int cnoseq;
197{
198        int ntree, nsite;
199
200        getsize(ifp, &ntree, &nsite, &Comment);
201        if (cnoseq == 0) {
202                Numtree = ntree;
203                Lnlklsite = new_dcube(Numseqs, 0, 0);
204        } else {
205                if (ntree != Numtree) {
206                        fprintf(stderr, "\nBad size, number of trees is %d\n", ntree);
207                        exit(1);
208                }
209        }
210        if (nsite <= 0) {
211                fprintf(stderr, "\nBad size, number of sites is %d\n", nsite);
212                exit(1);
213        }
214        Alnlklsite = new_dmatrix(Numtree, nsite);
215        getlnlklsite(ifp, Alnlklsite, Numtree, nsite);
216        Lnlklsite[cnoseq] = Alnlklsite;
217        Numsite[cnoseq] = nsite;
218        if (Debug_optn) prlnlklsite(Alnlklsite, Numtree, nsite);
219        return nsite;
220}
221
222void
223prlls()
224{
225        int i, j, n, jmax;
226
227        for (n = 0; n < Numseqs; n++) {
228                printf("\nData: %d\n", n+1);
229                for (i = 0; i < Numtree; i++) {
230                        printf("#%d tree\n", i+1);
231                        for (j = 0, jmax = Numsite[n]; j < jmax; j++) {
232                                printf("%7.2f", Lnlklsite[n][i][j]);
233                                if ((j+1) % 10 == 0) putchar('\n');
234                        } if (j % 10 != 0) putchar('\n');
235                }
236        }
237}
238
239
240void
241total()
242{
243        int i, j, m, n, nsite, rs, nolltmax, same, allsame, mllbest;
244        double lltmax, coefrand, coefboot;
245        double sl1, sl2, suml1, suml2, ldiff, sdllt, nn1;
246        ivector bspall, bsp, mllseq;
247        imatrix bspseq;
248        dvector lltall, llt, alls, mlls;
249        dmatrix lltseq, alnlklsite;
250
251        mllseq = new_ivector(Numseqs);
252        bspall = new_ivector(Numtree);
253        bspseq = new_imatrix(Numseqs, Numtree);
254        lltall = new_dvector(Numtree);
255        lltseq = new_dmatrix(Numseqs, Numtree);
256
257        allsame = 0;
258        for (i = 0; i < Numtree; i++) lltall[i] = 0.0;
259        for (n = 0; n < Numseqs; n++) {
260                llt = lltseq[n];
261                for (i = 0; i < Numtree; i++) llt[i] = 0.0;
262                nsite = Numsite[n];
263                alnlklsite = Lnlklsite[n];
264                for (i = 0; i < Numtree; i++) {
265                        for (j = 0; j < nsite; j++) {
266                                llt[i]    += alnlklsite[i][j];
267                                lltall[i] += alnlklsite[i][j];
268                        }
269                }
270                nolltmax = 0;
271                lltmax = llt[0];
272                same = 0;
273                for (i = 1; i < Numtree; i++) {
274                        if (llt[i] > lltmax) {
275                                nolltmax = i;
276                                lltmax = llt[i];
277                                same = 0;
278                        } else if (llt[i] == lltmax) {
279                                same++;
280                        }
281                }
282                allsame += same;
283                mllseq[n] = nolltmax;
284        }
285        nolltmax = 0;
286        lltmax = lltall[0];
287        same = 0;
288        for (i = 1; i < Numtree; i++) {
289                if (lltall[i] > lltmax) {
290                        nolltmax = i;
291                        lltmax = lltall[i];
292                        same = 0;
293                } else if (lltall[i] == lltmax) {
294                        same++;
295                }
296        }
297        allsame += same;
298        mllbest = nolltmax;
299
300        if (!Ctacit_optn) {
301                printf("\n%-4s", "tree");
302                for (n = 0; n < Numseqs; n++) printf("%7d ", n+1);
303                printf(" %8s\n", "total");
304                for (i = 0; i < Numtree; i++) {
305                        printf("%-4d", i+1);
306                        for (n = 0; n < Numseqs; n++) {
307                                if (i == mllseq[n])
308                                /*      printf("%8s", "ml"); */
309                                        printf("%8.1f", -lltseq[n][i]);
310                                else
311                                        printf("%8.1f", lltseq[n][mllseq[n]] - lltseq[n][i]);
312                        }
313                        if (i == mllbest) {
314                                printf(" %8.1f\n", -lltall[i]);
315                        } else {
316                                printf(" %8.1f\n", lltall[mllbest]-lltall[i]);
317                        }
318
319                        printf("%-4s", "");
320                        for (suml1 = suml2 = 0.0, n = 0; n < Numseqs; n++) {
321                                mlls = Lnlklsite[n][mllseq[n]];
322                                nsite = Numsite[n];
323                                nn1 = (double)(nsite / (nsite-1));
324                                if (i == mllseq[n]) {
325                                        printf("%8s", "ml");
326                                } else {
327                                        alls = Lnlklsite[n][i];
328                                        for (sl1 = sl2 = 0.0, j = 0; j < nsite; j++) {
329                                                ldiff = alls[j] - mlls[j];
330                                                sl1 += ldiff;
331                                                sl2 += ldiff * ldiff;
332                                        }
333                                        suml1 += sl1;
334                                        suml2 += sl2;
335                                        sl1 /= nsite;
336                                        sdllt = sqrt( nn1 * (sl2 - sl1*sl1*nsite) );
337                                        printf("%8.1f", sdllt);
338                                }
339                        }
340                        if (i == mllbest) {
341                                printf(" %8s\n", "ML");
342                        } else {
343                                suml1 /= Allsite;
344                                nn1 = (double)(Allsite / (Allsite-1));
345                                sdllt = sqrt( nn1 * (suml2 - suml1*suml1*Allsite) );
346                                printf(" %8.1f\n", sdllt);
347                        }
348
349                }
350                printf("%-4s", "sites");
351                printf("%7d", Numsite[0]);
352                for (n = 1; n < Numseqs; n++) printf("%8d", Numsite[n]);
353                printf(" %8d\n", Allsite);
354        }
355
356        coefboot = 1.0 / (double)NUMBOOTS;
357        allsame = 0;
358        for (n = 0; n < Numseqs; n++) {
359                for (i = 0; i < Numtree; i++) bspseq[n][i] = 0;
360        }
361        for (i = 0; i < Numtree; i++) bspall[i] = 0;
362        for (m = 0; m < NUMBOOTS; m++) {
363                for (i = 0; i < Numtree; i++) lltall[i] = 0.0;
364                for (n = 0; n < Numseqs; n++) {
365                        llt = lltseq[n];
366                        bsp = bspseq[n];
367                        for (i = 0; i < Numtree; i++) llt[i] = 0.0;
368                        nsite = Numsite[n];
369                        alnlklsite = Lnlklsite[n];
370                        coefrand = (double)nsite / ((double)RANDOM_MAX + 1.0);
371                        for (j = 0; j < nsite; j++) {
372                                rs = (int)( coefrand * (double)rand() ); /* RANDOM */
373                                for (i = 0; i < Numtree; i++) {
374                                        llt[i]    += alnlklsite[i][rs];
375                                        lltall[i] += alnlklsite[i][rs];
376                                }
377                        }
378                        nolltmax = 0;
379                        lltmax = llt[0];
380                        same = 0;
381                        for (i = 1; i < Numtree; i++) {
382                                if (llt[i] > lltmax) {
383                                        nolltmax = i;
384                                        lltmax = llt[i];
385                                        same = 0;
386                                } else if (llt[i] == lltmax) {
387                                        same++;
388                                }
389                        }
390                        allsame += same;
391                        bsp[nolltmax]++;
392                }
393                nolltmax = 0;
394                lltmax = lltall[0];
395                same = 0;
396                for (i = 1; i < Numtree; i++) {
397                        if (lltall[i] > lltmax) {
398                                nolltmax = i;
399                                lltmax = lltall[i];
400                                same = 0;
401                        } else if (lltall[i] == lltmax) {
402                                same++;
403                        }
404                }
405                allsame += same;
406                bspall[nolltmax]++;
407        }
408        if (allsame > 0)
409                printf("\nsame bootstrap likelihood occured %d times\n", allsame);
410
411        if (Ctacit_optn) {
412                for (i = 0; i < Numtree; i++) printf(" %6.4f", bspall[i]*coefboot);
413                printf(" %2d\n", mllbest+1);
414        } else {
415                printf("\n%-4s", "tree");
416                for (n = 0; n < Numseqs; n++) printf("%6d  ", n+1);
417                printf(" %8s\n", "total");
418                for (i = 0; i < Numtree; i++) {
419                        printf("%-4d", i+1);
420                        for (n = 0; n < Numseqs; n++) printf("%8.4f",bspseq[n][i]*coefboot);
421                        printf(" %8.4f\n", bspall[i]*coefboot);
422                }
423#if 0
424                printf("%-4s", "sites");
425                printf("%8d", Numsite[0]);
426                for (n = 1; n < Numseqs; n++) printf("%8d", Numsite[n]);
427                printf(" %6d\n", Allsite);
428#endif
429        }
430
431        free_dmatrix(lltseq);
432        free_dvector(lltall);
433        free_imatrix(bspseq);
434        free_ivector(bspall);
435        free_ivector(mllseq);
436}
437
438
439main(argc, argv)
440int argc;
441char **argv;
442{
443        int i, ch;
444        int cnoseq, nsite;
445        extern int Optindex;   /* index of next argument */
446        extern char *Optargp;  /* pointer to argument of current option */
447
448        Ct0 = time(NULL);
449        if((Prog_name = strrchr(argv[0], DIR_CHAR)) != NULL )
450                Prog_name++;
451        else
452                Prog_name = argv[0];
453
454        Boots_optn = TRUE; /* default with User_optn*/
455
456        while((ch = mygetopt(argc, argv, SWITCHES)) != -1 ) {
457                switch(ch) {
458                case 'b': Boots_optn  = FALSE; break;
459                case 'i': Info_optn   = TRUE;  break;
460                case 'v': Verbs_optn  = TRUE;  break;
461                case 'w': Write_optn  = TRUE;  break;
462#if 1
463                case 'z': Debug_optn  = TRUE;  break;
464                case 'Z': Debug       = TRUE;  break;
465#endif
466                case 'C': Ctacit_optn = TRUE;  break;
467                case 'h':
468                case 'H': helpinfo(); exit(1);
469                default : usage(); exit(1);
470                }
471        }
472
473#ifdef DEBUG
474        if (Debug) {
475                printf("argc    = %d\n",argc);
476                for(i = 0; i < argc; i++) printf("argv[%d] = %s\n",i,argv[i]);
477                putchar('\n');
478                printf("Optindex = %d\n",Optindex);
479                printf("Optargp  = %s\n",Optargp);
480        }
481#endif
482
483        if (Optindex == argc) {
484                usage();
485                exit(1);
486        }
487        Numseqs = argc - Optindex;
488        if (Debug) printf("Numseqs: %d\n", Numseqs);
489        Numsite = new_ivector(Numseqs);
490
491        if (Verbs_optn) copyright();
492        cnoseq = 0;
493        Allsite = 0;
494        while ((llsfp = fopen(argv[Optindex++], "r")) != NULL) {
495                nsite = getdata(llsfp, cnoseq);
496                cnoseq++;
497                Allsite += nsite;
498        }
499        if (!Ctacit_optn) header(stdout, &Numseqs, &Allsite, &Comment);
500        if (--Optindex != argc) {
501                fprintf(stderr,"%s: can't open %s\n",Prog_name,argv[Optindex]);
502                exit(1);
503        }
504        if (Debug) prlls();
505        total();
506
507        return 0;
508}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.