add generic alignment relationship type
[scpubgit/stemmatology.git] / lib / Text / Tradition / Collation.pm
1 package Text::Tradition::Collation;
2
3 use Encode qw( decode_utf8 );
4 use File::Temp;
5 use Graph;
6 use IPC::Run qw( run binary );
7 use Text::CSV_XS;
8 use Text::Tradition::Collation::Reading;
9 use XML::LibXML;
10 use Moose;
11
12 has 'sequence' => (
13     is => 'ro',
14     isa => 'Graph',
15     default => sub { Graph->new() },
16     handles => {
17         paths => 'edges',
18     },
19     );
20     
21 has 'relations' => (
22         is => 'ro',
23         isa => 'Graph',
24         default => sub { Graph->new( undirected => 1 ) },
25     handles => {
26         relationships => 'edges',
27     },
28         );
29
30 has 'tradition' => (
31     is => 'ro',
32     isa => 'Text::Tradition',
33     weak_ref => 1,
34     );
35
36 has 'readings' => (
37         isa => 'HashRef[Text::Tradition::Collation::Reading]',
38         traits => ['Hash'],
39     handles => {
40         reading     => 'get',
41         _add_reading => 'set',
42         del_reading => 'delete',
43         has_reading => 'exists',
44         readings   => 'values',
45     },
46     default => sub { {} },
47         );
48
49 has 'wit_list_separator' => (
50     is => 'rw',
51     isa => 'Str',
52     default => ', ',
53     );
54
55 has 'baselabel' => (
56     is => 'rw',
57     isa => 'Str',
58     default => 'base text',
59     );
60
61 has 'linear' => (
62     is => 'rw',
63     isa => 'Bool',
64     default => 1,
65     );
66
67 has 'ac_label' => (
68     is => 'rw',
69     isa => 'Str',
70     default => ' (a.c.)',
71     );
72     
73 has 'start' => (
74         is => 'ro',
75         isa => 'Text::Tradition::Collation::Reading',
76         writer => '_set_start',
77         weak_ref => 1,
78         );
79
80 has 'end' => (
81         is => 'ro',
82         isa => 'Text::Tradition::Collation::Reading',
83         writer => '_set_end',
84         weak_ref => 1,
85         );
86
87 # The collation can be created two ways:
88 # 1. Collate a set of witnesses (with CollateX I guess) and process
89 #    the results as in 2.
90 # 2. Read a pre-prepared collation in one of a variety of formats,
91 #    and make the graph from that.
92
93 # The graph itself will (for now) be immutable, and the positions
94 # within the graph will also be immutable.  We need to calculate those
95 # positions upon graph construction.  The equivalences between graph
96 # nodes will be mutable, entirely determined by the user (or possibly
97 # by some semantic pre-processing provided by the user.)  So the
98 # constructor should just make an empty equivalences object.  The
99 # constructor will also need to make the witness objects, if we didn't
100 # come through option 1.
101
102 sub BUILD {
103     my $self = shift;
104     $self->_set_start( $self->add_reading( { 'collation' => $self, 'is_start' => 1 } ) );
105     $self->_set_end( $self->add_reading( { 'collation' => $self, 'is_end' => 1 } ) );
106 }
107
108 ### Reading construct/destruct functions
109
110 sub add_reading {
111         my( $self, $reading ) = @_;
112         unless( ref( $reading ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
113                 my %args = %$reading;
114                 $reading = Text::Tradition::Collation::Reading->new( 
115                         'collation' => $self,
116                         %args );
117         }
118         # First check to see if a reading with this ID exists.
119         if( $self->reading( $reading->id ) ) {
120                 warn "Collation already has a reading with id " . $reading->id;
121                 return undef;
122         }
123         $self->_add_reading( $reading->id => $reading );
124         # Once the reading has been added, put it in both graphs.
125         $self->sequence->add_vertex( $reading->id );
126         $self->relations->add_vertex( $reading->id );
127         return $reading;
128 };
129
130 around del_reading => sub {
131         my $orig = shift;
132         my $self = shift;
133         my $arg = shift;
134         
135         if( ref( $arg ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
136                 $arg = $arg->id;
137         }
138         # Remove the reading from the graphs.
139         $self->sequence->delete_vertex( $arg );
140         $self->relations->delete_vertex( $arg );
141         
142         # Carry on.
143         $self->$orig( $arg );
144 };
145
146 # merge_readings( $main, $to_be_deleted );
147
148 sub merge_readings {
149         my $self = shift;
150
151         # We only need the IDs for adding paths to the graph, not the reading
152         # objects themselves.
153     my( $kept, $deleted, $combine_char ) = $self->_stringify_args( @_ );
154
155     # The kept reading should inherit the paths and the relationships
156     # of the deleted reading.
157         foreach my $path ( $self->sequence->edges_at( $deleted ) ) {
158                 my @vector = ( $kept );
159                 push( @vector, $path->[1] ) if $path->[0] eq $deleted;
160                 unshift( @vector, $path->[0] ) if $path->[1] eq $deleted;
161                 next if $vector[0] eq $vector[1]; # Don't add a self loop
162                 my %wits = %{$self->sequence->get_edge_attributes( @$path )};
163                 $self->sequence->add_edge( @vector );
164                 my $fwits = $self->sequence->get_edge_attributes( @vector );
165                 @wits{keys %$fwits} = values %$fwits;
166                 $self->sequence->set_edge_attributes( @vector, \%wits );
167         }
168         foreach my $rel ( $self->relations->edges_at( $deleted ) ) {
169                 my @vector = ( $kept );
170                 push( @vector, $rel->[0] eq $deleted ? $rel->[1] : $rel->[0] );
171                 next if $vector[0] eq $vector[1]; # Don't add a self loop
172                 # Is there a relationship here already? If so, keep it.
173                 # TODO Warn about conflicting relationships
174                 next if $self->relations->has_edge( @vector );
175                 # If not, adopt the relationship that would be deleted.
176                 $self->relations->add_edge( @vector );
177                 my $attr = $self->relations->get_edge_attributes( @$rel );
178                 $self->relations->set_edge_attributes( @vector, $attr );
179         }
180         
181         # Do the deletion deed.
182         if( $combine_char ) {
183                 my $kept_obj = $self->reading( $kept );
184                 my $new_text = join( $combine_char, $kept_obj->text, 
185                         $self->reading( $deleted )->text );
186                 $kept_obj->alter_text( $new_text );
187         }
188         $self->del_reading( $deleted );
189 }
190
191
192 # Helper function for manipulating the graph.
193 sub _stringify_args {
194         my( $self, $first, $second, $arg ) = @_;
195     $first = $first->id
196         if ref( $first ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';
197     $second = $second->id
198         if ref( $second ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';        
199     return( $first, $second, $arg );
200 }
201
202 ### Path logic
203
204 sub add_path {
205         my $self = shift;
206
207         # We only need the IDs for adding paths to the graph, not the reading
208         # objects themselves.
209     my( $source, $target, $wit ) = $self->_stringify_args( @_ );
210
211         # Connect the readings
212     $self->sequence->add_edge( $source, $target );
213     # Note the witness in question
214     $self->sequence->set_edge_attribute( $source, $target, $wit, 1 );
215 };
216
217 sub del_path {
218         my $self = shift;
219         my @args;
220         if( ref( $_[0] ) eq 'ARRAY' ) {
221                 my $e = shift @_;
222                 @args = ( @$e, @_ );
223         } else {
224                 @args = @_;
225         }
226
227         # We only need the IDs for adding paths to the graph, not the reading
228         # objects themselves.
229     my( $source, $target, $wit ) = $self->_stringify_args( @args );
230
231         if( $self->sequence->has_edge_attribute( $source, $target, $wit ) ) {
232                 $self->sequence->delete_edge_attribute( $source, $target, $wit );
233         }
234         unless( keys %{$self->sequence->get_edge_attributes( $source, $target )} ) {
235                 $self->sequence->delete_edge( $source, $target );
236         }
237 }
238
239
240 # Extra graph-alike utility
241 sub has_path {
242         my $self = shift;
243     my( $source, $target, $wit ) = $self->_stringify_args( @_ );
244         return undef unless $self->sequence->has_edge( $source, $target );
245         return $self->sequence->has_edge_attribute( $source, $target, $wit );
246 }
247
248 ### Relationship logic
249
250 =head2 add_relationship( $reading1, $reading2, $definition )
251
252 Adds the specified relationship between the two readings.  A relationship
253 is transitive (i.e. undirected), and must have the following attributes
254 specified in the hashref $definition:
255
256 =over 4
257
258 =item * type - Can be one of spelling, orthographic, grammatical, meaning, repetition, transposition.  The first three are only valid relationships between readings that occur at the same point in the text.
259
260 =item * non_correctable - (Optional) True if the reading would not have been corrected independently.
261
262 =item * non_independent - (Optional) True if the variant is unlikely to have occurred independently in unrelated witnesses.
263
264 =item * global - (Optional) A meta-attribute, to set the same relationship between readings with the same text whenever they occur in the same place.
265
266 =back
267
268 =cut
269
270 # Wouldn't it be lovely if edges could be objects, and all this type checking
271 # and attribute management could be done via Moose?
272
273 sub add_relationship {
274         my $self = shift;
275     my( $source, $target, $options ) = $self->_stringify_args( @_ );
276
277         # Check the options
278         if( !defined $options->{'type'} ||
279                 $options->{'type'} !~ /^(spelling|orthographic|grammatical|meaning|lexical|collated|repetition|transposition)$/i ) {
280                 my $t = $options->{'type'} ? $options->{'type'} : '';
281                 return( undef, "Invalid or missing type " . $options->{'type'} );
282         }
283         unless ( $options->{'type'} =~ /^(repetition|transposition)$/ ) {
284                 $options->{'colocated'} = 1;
285         }
286         
287     # Make sure there is not another relationship between these two
288     # readings already
289     if( $self->relations->has_edge( $source, $target ) ) {
290                 return ( undef, "Relationship already exists between these readings" );
291     }
292     if( !$self->relationship_valid( $source, $target, $options->{'type'} ) ) {
293         return ( undef, 'Relationship creates witness loop' );
294     }
295
296         my @vector = ( $source, $target );
297         $self->relations->add_edge( @vector );
298         $self->relations->set_edge_attributes( @vector, $options );
299     
300     # TODO Handle global relationship setting
301
302     return( 1, @vector );
303 }
304
305 sub relationship_valid {
306     my( $self, $source, $target, $rel ) = @_;
307     if( $rel eq 'repetition' ) {
308         return 1;
309         } elsif ( $rel eq 'transposition' ) {
310                 # Check that the two readings do not appear in the same witness.
311                 my %seen_wits;
312                 map { $seen_wits{$_} = 1 } $self->reading_witnesses( $source );
313                 foreach my $w ( $self->reading_witnesses( $target ) ) {
314                         return 0 if $seen_wits{$w};
315                 }
316                 return 1;
317         } else {
318                 # Check that linking the source and target in a relationship won't lead
319                 # to a path loop for any witness.  First make a lookup table of all the
320                 # readings related to either the source or the target.
321                 my @proposed_related = ( $source, $target );
322                 push( @proposed_related, $self->related_readings( $source, 'colocated' ) );
323                 push( @proposed_related, $self->related_readings( $target, 'colocated' ) );
324                 my %pr_ids;
325                 map { $pr_ids{ $_ } = 1 } @proposed_related;
326         
327                 # None of these proposed related readings should have a neighbor that
328                 # is also in proposed_related.
329                 foreach my $pr ( keys %pr_ids ) {
330                         foreach my $neighbor( $self->sequence->neighbors( $pr ) ) {
331                                 return 0 if exists $pr_ids{$neighbor};
332                         }
333                 }               
334                 return 1;
335         }
336 }
337
338 # Return a list of the witnesses in which the reading appears.
339 sub reading_witnesses {
340         my( $self, $reading ) = @_;
341         # We need only check either the incoming or the outgoing edges; I have
342         # arbitrarily chosen "incoming".
343         my %all_witnesses;
344         foreach my $e ( $self->sequence->edges_to( $reading ) ) {
345                 my $wits = $self->sequence->get_edge_attributes( @$e );
346                 @all_witnesses{ keys %$wits } = 1;
347         }
348         return keys %all_witnesses;
349 }
350
351 sub related_readings {
352         my( $self, $reading, $colocated ) = @_;
353         my $return_object;
354         if( ref( $reading ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
355                 $reading = $reading->id;
356                 $return_object = 1;
357 #               print STDERR "Returning related objects\n";
358 #       } else {
359 #               print STDERR "Returning related object names\n";
360         }
361         my @related = $self->relations->all_reachable( $reading );
362         if( $colocated ) {
363                 my @colo = grep { $self->relations->has_edge_attribute( $reading, $_, 'colocated' ) } @related;
364                 @related = @colo;
365         } 
366         return $return_object ? map { $self->reading( $_ ) } @related : @related;
367 }
368
369 =head2 Output method(s)
370
371 =over
372
373 =item B<as_svg>
374
375 print $graph->as_svg( $recalculate );
376
377 Returns an SVG string that represents the graph, via as_dot and graphviz.
378
379 =cut
380
381 sub as_svg {
382     my( $self ) = @_;
383         
384     my @cmd = qw/dot -Tsvg/;
385     my( $svg, $err );
386     my $dotfile = File::Temp->new();
387     ## TODO REMOVE
388     # $dotfile->unlink_on_destroy(0);
389     binmode $dotfile, ':utf8';
390     print $dotfile $self->as_dot();
391     push( @cmd, $dotfile->filename );
392     run( \@cmd, ">", binary(), \$svg );
393     $svg = decode_utf8( $svg );
394     return $svg;
395 }
396
397 =item B<as_dot>
398
399 print $graph->as_dot( $view, $recalculate );
400
401 Returns a string that is the collation graph expressed in dot
402 (i.e. GraphViz) format.  The 'view' argument determines what kind of
403 graph is produced.
404     * 'path': a graph of witness paths through the collation (DEFAULT)
405     * 'relationship': a graph of how collation readings relate to 
406       each other
407
408 =cut
409
410 sub as_dot {
411     my( $self, $view ) = @_;
412     $view = 'sequence' unless $view;
413     # TODO consider making some of these things configurable
414     my $graph_name = $self->tradition->name;
415     $graph_name =~ s/[^\w\s]//g;
416     $graph_name = join( '_', split( /\s+/, $graph_name ) );
417     my $dot = sprintf( "digraph %s {\n", $graph_name );
418     $dot .= "\tedge [ arrowhead=open ];\n";
419     $dot .= "\tgraph [ rankdir=LR ];\n";
420     $dot .= sprintf( "\tnode [ fontsize=%d, fillcolor=%s, style=%s, shape=%s ];\n",
421                      11, "white", "filled", "ellipse" );
422
423     foreach my $reading ( $self->readings ) {
424         # Need not output nodes without separate labels
425         next if $reading->id eq $reading->text;
426         my $label = $reading->text;
427         $label =~ s/\"/\\\"/g;
428         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" [ label=\"%s\" ];\n", $reading->id, $label );
429     }
430     
431     # TODO do something sensible for relationships
432
433     my @edges = $self->paths;
434     foreach my $edge ( @edges ) {
435         my %variables = ( 'color' => '#000000',
436                           'fontcolor' => '#000000',
437                           'label' => join( ', ', $self->path_display_label( $edge ) ),
438             );
439         my $varopts = join( ', ', map { $_.'="'.$variables{$_}.'"' } sort keys %variables );
440         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" -> \"%s\" [ %s ];\n",
441                          $edge->[0], $edge->[1], $varopts );
442     }
443     $dot .= "}\n";
444     return $dot;
445 }
446
447 sub path_witnesses {
448         my( $self, @edge ) = @_;
449         # If edge is an arrayref, cope.
450         if( @edge == 1 && ref( $edge[0] ) eq 'ARRAY' ) {
451                 my $e = shift @edge;
452                 @edge = @$e;
453         }
454         my @wits = keys %{$self->sequence->get_edge_attributes( @edge )};
455         return sort @wits;
456 }
457
458 sub path_display_label {
459         my( $self, $edge ) = @_;
460         my @wits = $self->path_witnesses( $edge );
461         my $maj = scalar( $self->tradition->witnesses ) * 0.6;
462         if( scalar @wits > $maj ) {
463                 return 'majority';
464         } else {
465                 return join( ', ', @wits );
466         }
467 }
468                 
469
470 =item B<as_graphml>
471
472 print $graph->as_graphml( $recalculate )
473
474 Returns a GraphML representation of the collation graph, with
475 transposition information and position information. Unless
476 $recalculate is passed (and is a true value), the method will return a
477 cached copy of the SVG after the first call to the method.
478
479 =cut
480
481 sub as_graphml {
482     my( $self ) = @_;
483
484     # Some namespaces
485     my $graphml_ns = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns';
486     my $xsi_ns = 'http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance';
487     my $graphml_schema = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns ' .
488         'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns/1.0/graphml.xsd';
489
490     # Create the document and root node
491     my $graphml = XML::LibXML->createDocument( "1.0", "UTF-8" );
492     my $root = $graphml->createElementNS( $graphml_ns, 'graphml' );
493     $graphml->setDocumentElement( $root );
494     $root->setNamespace( $xsi_ns, 'xsi', 0 );
495     $root->setAttributeNS( $xsi_ns, 'schemaLocation', $graphml_schema );
496
497     # Add the data keys for the graph
498     my %graph_data_keys;
499     my $gdi = 0;
500     my @graph_attributes = qw/ version wit_list_separator baselabel linear ac_label /;
501     foreach my $datum ( @graph_attributes ) {
502         $graph_data_keys{$datum} = 'dg'.$gdi++;
503         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
504         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
505         $key->setAttribute( 'attr.type', $key eq 'linear' ? 'boolean' : 'string' );
506         $key->setAttribute( 'for', 'graph' );
507         $key->setAttribute( 'id', $graph_data_keys{$datum} );           
508     }
509
510     # Add the data keys for nodes
511     my %node_data_keys;
512     my $ndi = 0;
513     my %node_data = ( 
514         id => 'string',
515         text => 'string',
516         rank => 'string',
517         is_start => 'boolean',
518         is_end => 'boolean',
519         is_lacuna => 'boolean',
520         );
521     foreach my $datum ( keys %node_data ) {
522         $node_data_keys{$datum} = 'dn'.$ndi++;
523         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
524         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
525         $key->setAttribute( 'attr.type', $node_data{$datum} );
526         $key->setAttribute( 'for', 'node' );
527         $key->setAttribute( 'id', $node_data_keys{$datum} );
528     }
529
530     # Add the data keys for edges, i.e. witnesses
531     my $edi = 0;
532     my %edge_data_keys;
533     my %edge_data = (
534         class => 'string',                              # Path or relationship?
535         witness => 'string',                    # ID/label for a path
536         relationship => 'string',               # ID/label for a relationship
537         extra => 'boolean',                             # Path key
538         colocated => 'boolean',                 # Relationship key
539         non_correctable => 'boolean',   # Relationship key
540         non_independent => 'boolean',   # Relationship key
541         );
542     foreach my $datum ( keys %edge_data ) {
543         $edge_data_keys{$datum} = 'de'.$edi++;
544         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
545         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
546         $key->setAttribute( 'attr.type', $edge_data{$datum} );
547         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
548         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$datum} );
549     }
550
551     # Add the collation graph itself
552     my $graph = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'graph' );
553     $graph->setAttribute( 'edgedefault', 'directed' );
554     $graph->setAttribute( 'id', $self->tradition->name );
555     $graph->setAttribute( 'parse.edgeids', 'canonical' );
556     $graph->setAttribute( 'parse.edges', scalar($self->paths) );
557     $graph->setAttribute( 'parse.nodeids', 'canonical' );
558     $graph->setAttribute( 'parse.nodes', scalar($self->readings) );
559     $graph->setAttribute( 'parse.order', 'nodesfirst' );
560     
561     # Collation attribute data
562     foreach my $datum ( @graph_attributes ) {
563         my $value = $datum eq 'version' ? '2.0' : $self->$datum;
564                 _add_graphml_data( $graph, $graph_data_keys{$datum}, $value );
565         }
566
567     my $node_ctr = 0;
568     my %node_hash;
569     # Add our readings to the graph
570     foreach my $n ( sort { $a->id cmp $b->id } $self->readings ) {
571         my $node_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'node' );
572         my $node_xmlid = 'n' . $node_ctr++;
573         $node_hash{ $n->id } = $node_xmlid;
574         $node_el->setAttribute( 'id', $node_xmlid );
575         foreach my $d ( keys %node_data ) {
576                 my $nval = $n->$d;
577                 _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{$d}, $nval )
578                         if defined $nval;
579         }
580     }
581
582     # Add the path edges
583     my $edge_ctr = 0;
584     foreach my $e ( sort { $a->[0] cmp $b->[0] } $self->sequence->edges() ) {
585         # We add an edge in the graphml for every witness in $e.
586         foreach my $wit ( $self->path_witnesses( $e ) ) {
587                         my( $id, $from, $to ) = ( 'e'.$edge_ctr++,
588                                                                                 $node_hash{ $e->[0] },
589                                                                                 $node_hash{ $e->[1] } );
590                         my $edge_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'edge' );
591                         $edge_el->setAttribute( 'source', $from );
592                         $edge_el->setAttribute( 'target', $to );
593                         $edge_el->setAttribute( 'id', $id );
594                         # Add the edge class
595                         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'class'}, 'path' );
596                         
597                         # It's a witness path, so add the witness
598                         my $base = $wit;
599                         my $key = $edge_data_keys{'witness'};
600                         # Is this an ante-corr witness?
601                         my $aclabel = $self->ac_label;
602                         if( $wit =~ /^(.*)\Q$aclabel\E$/ ) {
603                                 # Keep the base witness
604                                 $base = $1;
605                                 # ...and record that this is an 'extra' reading path
606                                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'extra'}, $aclabel );
607                         }
608                         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'witness'}, $base );
609                 }
610         }
611         
612         # Add the relationship edges
613         foreach my $e ( sort { $a->[0] cmp $b->[0] } $self->relationships ) {
614                 my( $id, $from, $to ) = ( 'e'.$edge_ctr++,
615                                                                         $node_hash{ $e->[0] },
616                                                                         $node_hash{ $e->[1] } );
617                 my $edge_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'edge' );
618                 $edge_el->setAttribute( 'source', $from );
619                 $edge_el->setAttribute( 'target', $to );
620                 $edge_el->setAttribute( 'id', $id );
621                 # Add the edge class
622                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'class'}, 'relationship' );
623                 
624                 my $data = $self->relations->get_edge_attributes( @$e );
625                 # It's a relationship, so save the relationship data
626                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'relationship'}, $data->{type} );
627                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'colocated'}, $data->{colocated} );
628                 if( exists $data->{non_correctable} ) {
629                         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_correctable'}, 
630                                 $data->{non_correctable} );
631                 }
632                 if( exists $data->{non_independent} ) {
633                         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_independent'}, 
634                                 $data->{non_independent} );
635                 }
636     }
637
638     # Save and return the thing
639     my $result = decode_utf8( $graphml->toString(1) );
640     return $result;
641 }
642
643 sub _add_graphml_data {
644     my( $el, $key, $value ) = @_;
645     return unless defined $value;
646     my $data_el = $el->addNewChild( $el->namespaceURI, 'data' );
647     $data_el->setAttribute( 'key', $key );
648     $data_el->appendText( $value );
649 }
650
651 =item B<as_csv>
652
653 print $graph->as_csv( $recalculate )
654
655 Returns a CSV alignment table representation of the collation graph, one
656 row per witness (or witness uncorrected.) Unless $recalculate is passed
657 (and is a true value), the method will return a cached copy of the CSV
658 after the first call to the method.
659
660 =cut
661
662 sub as_csv {
663     my( $self ) = @_;
664     my $table = $self->make_alignment_table;
665     my $csv = Text::CSV_XS->new( { binary => 1, quote_null => 0 } );    
666     my @result;
667     foreach my $row ( @$table ) {
668         $csv->combine( @$row );
669         push( @result, decode_utf8( $csv->string ) );
670     }
671     return join( "\n", @result );
672 }
673
674 # Make an alignment table - $noderefs controls whether the objects
675 # in the table are the nodes or simply their readings.
676
677 sub make_alignment_table {
678     my( $self, $noderefs, $include ) = @_;
679     unless( $self->linear ) {
680         warn "Need a linear graph in order to make an alignment table";
681         return;
682     }
683     my $table;
684     my @all_pos = ( 1 .. $self->end->rank - 1 );
685     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
686         # print STDERR "Making witness row(s) for " . $wit->sigil . "\n";
687         my @wit_path = $self->reading_sequence( $self->start, $self->end, $wit->sigil );
688         my @row = _make_witness_row( \@wit_path, \@all_pos, $noderefs );
689         unshift( @row, $wit->sigil );
690         push( @$table, \@row );
691         if( $wit->is_layered ) {
692                 my @wit_ac_path = $self->reading_sequence( $self->start, $self->end, 
693                         $wit->sigil.$self->ac_label, $wit->sigil );
694             my @ac_row = _make_witness_row( \@wit_ac_path, \@all_pos, $noderefs );
695             unshift( @ac_row, $wit->sigil . $self->ac_label );
696             push( @$table, \@ac_row );
697         }           
698     }
699
700     if( $include ) {
701         my $winnowed = [];
702         # Winnow out the rows for any witness not included.
703         foreach my $row ( @$table ) {
704             next unless $include->{$row->[0]};
705             push( @$winnowed, $row );
706         }
707         $table = $winnowed;
708     }
709
710     # Return a table where the witnesses read in columns rather than rows.
711     my $turned = _turn_table( $table );
712     # TODO We should really go through and delete empty rows.
713     return $turned;
714 }
715
716 sub _make_witness_row {
717     my( $path, $positions, $noderefs ) = @_;
718     my %char_hash;
719     map { $char_hash{$_} = undef } @$positions;
720     foreach my $rdg ( @$path ) {
721         my $rtext = $rdg->text;
722         $rtext = '#LACUNA#' if $rdg->is_lacuna;
723         # print STDERR "No rank for " . $rdg->id . "\n" unless defined $rdg->rank;
724         $char_hash{$rdg->rank} = $noderefs ? $rdg : $rtext;
725     }
726     my @row = map { $char_hash{$_} } @$positions;
727     # Fill in lacuna markers for undef spots in the row
728     my $last_el = shift @row;
729     my @filled_row = ( $last_el );
730     foreach my $el ( @row ) {
731         # If we are using node reference, make the lacuna node appear many times
732         # in the table.  If not, use the lacuna tag.
733         if( $last_el && _el_is_lacuna( $last_el ) && !defined $el ) {
734             $el = $noderefs ? $last_el : '#LACUNA#';
735         }
736         push( @filled_row, $el );
737         $last_el = $el;
738     }
739     return @filled_row;
740 }
741
742 # Tiny utility function to say if a table element is a lacuna
743 sub _el_is_lacuna {
744     my $el = shift;
745     return 1 if $el eq '#LACUNA#';
746     return 1 if ref( $el ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading'
747         && $el->is_lacuna;
748     return 0;
749 }
750
751 # Helper to turn the witnesses along columns rather than rows.  Assumes
752 # equal-sized rows.
753 sub _turn_table {
754     my( $table ) = @_;
755     my $result = [];
756     return $result unless scalar @$table;
757     my $nrows = scalar @{$table->[0]};
758     foreach my $idx ( 0 .. $nrows - 1 ) {
759         foreach my $wit ( 0 .. $#{$table} ) {
760             $result->[$idx]->[$wit] = $table->[$wit]->[$idx];
761         }
762     }
763     return $result;        
764 }
765
766 =back
767
768 =head2 Navigation methods
769
770 =over
771
772 =item B<start>
773
774 my $beginning = $collation->start();
775
776 Returns the beginning of the collation, a meta-reading with label '#START#'.
777
778 =item B<end>
779
780 my $end = $collation->end();
781
782 Returns the end of the collation, a meta-reading with label '#END#'.
783
784
785 =item B<reading_sequence>
786
787 my @readings = $graph->reading_sequence( $first, $last, $path[, $alt_path] );
788
789 Returns the ordered list of readings, starting with $first and ending
790 with $last, along the given witness path.  If no path is specified,
791 assume that the path is that of the base text (if any.)
792
793 =cut
794
795 # TODO Think about returning some lazy-eval iterator.
796
797 sub reading_sequence {
798     my( $self, $start, $end, $witness, $backup ) = @_;
799
800     $witness = $self->baselabel unless $witness;
801     my @readings = ( $start );
802     my %seen;
803     my $n = $start;
804     while( $n && $n->id ne $end->id ) {
805         if( exists( $seen{$n->id} ) ) {
806             warn "Detected loop at " . $n->id;
807             last;
808         }
809         $seen{$n->id} = 1;
810         
811         my $next = $self->next_reading( $n, $witness, $backup );
812         unless( $next ) {
813             warn "Did not find any path for $witness from reading " . $n->id;
814             last;
815         }
816         push( @readings, $next );
817         $n = $next;
818     }
819     # Check that the last reading is our end reading.
820     my $last = $readings[$#readings];
821     warn "Last reading found from " . $start->text .
822         " for witness $witness is not the end!"
823         unless $last->id eq $end->id;
824     
825     return @readings;
826 }
827
828 =item B<next_reading>
829
830 my $next_reading = $graph->next_reading( $reading, $witpath );
831
832 Returns the reading that follows the given reading along the given witness
833 path.  
834
835 =cut
836
837 sub next_reading {
838     # Return the successor via the corresponding path.
839     my $self = shift;
840     my $answer = $self->_find_linked_reading( 'next', @_ );
841     return $self->reading( $answer );
842 }
843
844 =item B<prior_reading>
845
846 my $prior_reading = $graph->prior_reading( $reading, $witpath );
847
848 Returns the reading that precedes the given reading along the given witness
849 path.  
850
851 =cut
852
853 sub prior_reading {
854     # Return the predecessor via the corresponding path.
855     my $self = shift;
856     my $answer = $self->_find_linked_reading( 'prior', @_ );
857     return $self->reading( $answer );
858 }
859
860 sub _find_linked_reading {
861     my( $self, $direction, $node, $path, $alt_path ) = @_;
862     my @linked_paths = $direction eq 'next' 
863         ? $self->sequence->edges_from( $node ) 
864         : $self->sequence->edges_to( $node );
865     return undef unless scalar( @linked_paths );
866     
867     # We have to find the linked path that contains all of the
868     # witnesses supplied in $path.
869     my( @path_wits, @alt_path_wits );
870     @path_wits = sort( $self->witnesses_of_label( $path ) ) if $path;
871     @alt_path_wits = sort( $self->witnesses_of_label( $alt_path ) ) if $alt_path;
872     my $base_le;
873     my $alt_le;
874     foreach my $le ( @linked_paths ) {
875         if( $self->sequence->has_edge_attribute( @$le, $self->baselabel ) ) {
876             $base_le = $le;
877         }
878                 my @le_wits = $self->path_witnesses( $le );
879                 if( _is_within( \@path_wits, \@le_wits ) ) {
880                         # This is the right path.
881                         return $direction eq 'next' ? $le->[1] : $le->[0];
882                 } elsif( _is_within( \@alt_path_wits, \@le_wits ) ) {
883                         $alt_le = $le;
884                 }
885     }
886     # Got this far? Return the alternate path if it exists.
887     return $direction eq 'next' ? $alt_le->[1] : $alt_le->[0]
888         if $alt_le;
889
890     # Got this far? Return the base path if it exists.
891     return $direction eq 'next' ? $base_le->[1] : $base_le->[0]
892         if $base_le;
893
894     # Got this far? We have no appropriate path.
895     warn "Could not find $direction node from " . $node->label 
896         . " along path $path";
897     return undef;
898 }
899
900 # Some set logic.
901 sub _is_within {
902     my( $set1, $set2 ) = @_;
903     my $ret = @$set1; # will be 0, i.e. false, if set1 is empty
904     foreach my $el ( @$set1 ) {
905         $ret = 0 unless grep { /^\Q$el\E$/ } @$set2;
906     }
907     return $ret;
908 }
909
910
911 ## INITIALIZATION METHODS - for use by parsers
912
913 # For use when a collation is constructed from a base text and an apparatus.
914 # We have the sequences of readings and just need to add path edges.
915 # When we are done, clear out the witness path attributes, as they are no
916 # longer needed.
917 # TODO Find a way to replace the witness path attributes with encapsulated functions?
918
919 sub make_witness_paths {
920     my( $self ) = @_;
921     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
922         # print STDERR "Making path for " . $wit->sigil . "\n";
923         $self->make_witness_path( $wit );
924     }
925 }
926
927 sub make_witness_path {
928     my( $self, $wit ) = @_;
929     my @chain = @{$wit->path};
930     my $sig = $wit->sigil;
931     foreach my $idx ( 0 .. $#chain-1 ) {
932         $self->add_path( $chain[$idx], $chain[$idx+1], $sig );
933     }
934     if( $wit->is_layered ) {
935         @chain = @{$wit->uncorrected_path};
936         foreach my $idx( 0 .. $#chain-1 ) {
937             my $source = $chain[$idx];
938             my $target = $chain[$idx+1];
939             $self->add_path( $source, $target, $sig.$self->ac_label )
940                 unless $self->has_path( $source, $target, $sig );
941         }
942     }
943     $wit->clear_path;
944     $wit->clear_uncorrected_path;
945 }
946
947 sub calculate_ranks {
948     my $self = shift;
949     # Walk a version of the graph where every node linked by a relationship 
950     # edge is fundamentally the same node, and do a topological ranking on
951     # the nodes in this graph.
952     my $topo_graph = Graph->new();
953     my %rel_containers;
954     my $rel_ctr = 0;
955     # Add the nodes
956     foreach my $r ( $self->readings ) {
957         next if exists $rel_containers{$r->id};
958         my @rels = $r->related_readings( 'colocated' );
959         if( @rels ) {
960             # Make a relationship container.
961             push( @rels, $r );
962             my $rn = 'rel_container_' . $rel_ctr++;
963             $topo_graph->add_vertex( $rn );
964             foreach( @rels ) {
965                 $rel_containers{$_->id} = $rn;
966             }
967         } else {
968             # Add a new node to mirror the old node.
969             $rel_containers{$r->id} = $r->id;
970             $topo_graph->add_vertex( $r->id );
971         }
972     }
973
974     # Add the edges.
975     foreach my $r ( $self->readings ) {
976         foreach my $n ( $self->sequence->successors( $r->id ) ) {
977                 my( $tfrom, $tto ) = ( $rel_containers{$r->id},
978                         $rel_containers{$n} );
979                 $DB::single = 1 unless $tfrom && $tto;
980             $topo_graph->add_edge( $tfrom, $tto );
981         }
982     }
983     
984     # Now do the rankings, starting with the start node.
985     my $topo_start = $rel_containers{$self->start->id};
986     my $node_ranks = { $topo_start => 0 };
987     my @curr_origin = ( $topo_start );
988     # A little iterative function.
989     while( @curr_origin ) {
990         @curr_origin = _assign_rank( $topo_graph, $node_ranks, @curr_origin );
991     }
992     # Transfer our rankings from the topological graph to the real one.
993     foreach my $r ( $self->readings ) {
994         if( defined $node_ranks->{$rel_containers{$r->id}} ) {
995             $r->rank( $node_ranks->{$rel_containers{$r->id}} );
996         } else {
997             $DB::single = 1;
998             die "No rank calculated for node " . $r->id 
999                 . " - do you have a cycle in the graph?";
1000         }
1001     }
1002 }
1003
1004 sub _assign_rank {
1005     my( $graph, $node_ranks, @current_nodes ) = @_;
1006     # Look at each of the children of @current_nodes.  If all the child's 
1007     # parents have a rank, assign it the highest rank + 1 and add it to 
1008     # @next_nodes.  Otherwise skip it; we will return when the highest-ranked
1009     # parent gets a rank.
1010     my @next_nodes;
1011     foreach my $c ( @current_nodes ) {
1012         warn "Current reading $c has no rank!"
1013             unless exists $node_ranks->{$c};
1014         # print STDERR "Looking at child of node $c, rank " 
1015         #     . $node_ranks->{$c} . "\n";
1016         foreach my $child ( $graph->successors( $c ) ) {
1017             next if exists $node_ranks->{$child};
1018             my $highest_rank = -1;
1019             my $skip = 0;
1020             foreach my $parent ( $graph->predecessors( $child ) ) {
1021                 if( exists $node_ranks->{$parent} ) {
1022                     $highest_rank = $node_ranks->{$parent} 
1023                         if $highest_rank <= $node_ranks->{$parent};
1024                 } else {
1025                     $skip = 1;
1026                     last;
1027                 }
1028             }
1029             next if $skip;
1030             my $c_rank = $highest_rank + 1;
1031             # print STDERR "Assigning rank $c_rank to node $child \n";
1032             $node_ranks->{$child} = $c_rank;
1033             push( @next_nodes, $child );
1034         }
1035     }
1036     return @next_nodes;
1037 }
1038
1039 # Another method to make up for rough collation methods.  If the same reading
1040 # appears multiple times at the same rank, collapse the nodes.
1041 sub flatten_ranks {
1042     my $self = shift;
1043     my %unique_rank_rdg;
1044     foreach my $rdg ( $self->readings ) {
1045         next unless $rdg->has_rank;
1046         my $key = $rdg->rank . "||" . $rdg->text;
1047         if( exists $unique_rank_rdg{$key} ) {
1048             # Combine!
1049             # print STDERR "Combining readings at same rank: $key\n";
1050             $self->merge_readings( $unique_rank_rdg{$key}, $rdg );
1051         } else {
1052             $unique_rank_rdg{$key} = $rdg;
1053         }
1054     }
1055 }
1056
1057
1058 ## Utility functions
1059     
1060 # Return the string that joins together a list of witnesses for
1061 # display on a single path.
1062 sub witnesses_of_label {
1063     my( $self, $label ) = @_;
1064     my $regex = $self->wit_list_separator;
1065     my @answer = split( /\Q$regex\E/, $label );
1066     return @answer;
1067 }    
1068
1069 no Moose;
1070 __PACKAGE__->meta->make_immutable;
1071
1072 =head1 BUGS / TODO
1073
1074 =over
1075
1076 =item * Think about making Relationship objects again
1077
1078 =back