various things; headline change is reworking of node positions
[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::Easy;
6 use IPC::Run qw( run binary );
7 use Text::CSV_XS;
8 use Text::Tradition::Collation::Path;
9 use Text::Tradition::Collation::Position;
10 use Text::Tradition::Collation::Reading;
11 use Text::Tradition::Collation::Relationship;
12 use Text::Tradition::Collation::Segment;
13 use XML::LibXML;
14 use Moose;
15
16 has 'graph' => (
17     is => 'ro',
18     isa => 'Graph::Easy',
19     handles => {
20         add_reading => 'add_node',
21         del_reading => 'del_node',
22         del_segment => 'del_node',
23         add_path => 'add_edge',
24         del_path => 'del_edge',
25         reading => 'node',
26         path => 'edge',
27         readings => 'nodes',
28         segments => 'nodes',
29         paths => 'edges',
30         relationships => 'edges',
31     },
32     default => sub { Graph::Easy->new( undirected => 0 ) },
33     );
34                 
35
36 has 'tradition' => (  # TODO should this not be ro?
37     is => 'rw',
38     isa => 'Text::Tradition',
39     );
40
41 has 'svg' => (
42     is => 'ro',
43     isa => 'Str',
44     writer => '_save_svg',
45     predicate => 'has_svg',
46     );
47
48 has 'graphml' => (
49     is => 'ro',
50     isa => 'Str',
51     writer => '_save_graphml',
52     predicate => 'has_graphml',
53     );
54
55 has 'csv' => (
56     is => 'ro',
57     isa => 'Str',
58     writer => '_save_csv',
59     predicate => 'has_csv',
60     );
61
62 # Keeps track of the lemmas within the collation.  At most one lemma
63 # per position in the graph.
64 has 'lemmata' => (
65     is => 'ro',
66     isa => 'HashRef[Maybe[Str]]',
67     default => sub { {} },
68     );
69
70 has 'wit_list_separator' => (
71     is => 'rw',
72     isa => 'Str',
73     default => ', ',
74     );
75
76 has 'baselabel' => (
77     is => 'rw',
78     isa => 'Str',
79     default => 'base text',
80     );
81
82 has 'collapsed' => (
83     is => 'rw',
84     isa => 'Bool',
85     );
86
87 has 'linear' => (
88     is => 'rw',
89     isa => 'Bool',
90     default => 1,
91     );
92
93 has 'ac_label' => (
94     is => 'rw',
95     isa => 'Str',
96     default => ' (a.c.)',
97     );
98
99
100 # The collation can be created two ways:
101 # 1. Collate a set of witnesses (with CollateX I guess) and process
102 #    the results as in 2.
103 # 2. Read a pre-prepared collation in one of a variety of formats,
104 #    and make the graph from that.
105
106 # The graph itself will (for now) be immutable, and the positions
107 # within the graph will also be immutable.  We need to calculate those
108 # positions upon graph construction.  The equivalences between graph
109 # nodes will be mutable, entirely determined by the user (or possibly
110 # by some semantic pre-processing provided by the user.)  So the
111 # constructor should just make an empty equivalences object.  The
112 # constructor will also need to make the witness objects, if we didn't
113 # come through option 1.
114
115 sub BUILD {
116     my( $self, $args ) = @_;
117     $self->graph->use_class('node', 'Text::Tradition::Collation::Reading');
118     $self->graph->use_class('edge', 'Text::Tradition::Collation::Path');
119
120     # Pass through any graph-specific options.
121     my $shape = exists( $args->{'shape'} ) ? $args->{'shape'} : 'ellipse';
122     $self->graph->set_attribute( 'node', 'shape', $shape );
123 }
124
125 # Wrapper around add_path 
126
127 around add_path => sub {
128     my $orig = shift;
129     my $self = shift;
130
131     # Make sure there are three arguments
132     unless( @_ == 3 ) {
133         warn "Call add_path with args source, target, witness";
134         return;
135     }
136     # Make sure the proposed path does not yet exist
137     # NOTE 'reading' will currently return readings and segments
138     my( $source, $target, $wit ) = @_;
139     $source = $self->reading( $source )
140         unless ref( $source ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';
141     $target = $self->reading( $target )
142         unless ref( $target ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';
143     foreach my $path ( $source->edges_to( $target ) ) {
144         if( $path->label eq $wit && $path->class eq 'edge.path' ) {
145             return;
146         }
147     }
148     # Do the deed
149     $self->$orig( @_ );
150 };
151
152 # Wrapper around paths
153 around paths => sub {
154     my $orig = shift;
155     my $self = shift;
156
157     my @result = grep { $_->sub_class eq 'path' } $self->$orig( @_ );
158     return @result;
159 };
160
161 around relationships => sub {
162     my $orig = shift;
163     my $self = shift;
164     my @result = grep { $_->sub_class eq 'relationship' } $self->$orig( @_ );
165     return @result;
166 };
167
168 around readings => sub {
169     my $orig = shift;
170     my $self = shift;
171     my @result = grep { $_->sub_class ne 'segment' } $self->$orig( @_ );
172     return @result;
173 };
174
175 around segments => sub {
176     my $orig = shift;
177     my $self = shift;
178     my @result = grep { $_->sub_class eq 'segment' } $self->$orig( @_ );
179     return @result;
180 };
181
182 # Wrapper around merge_nodes
183
184 sub merge_readings {
185     my $self = shift;
186     my $first_node = shift;
187     my $second_node = shift;
188     $first_node->merge_from( $second_node );
189     unshift( @_, $first_node, $second_node );
190     return $self->graph->merge_nodes( @_ );
191 }
192
193 # Extra graph-alike utility
194 sub has_path {
195     my( $self, $source, $target, $label ) = @_;
196     my @paths = $source->edges_to( $target );
197     my @relevant = grep { $_->label eq $label } @paths;
198     return scalar @relevant;
199 }
200
201 ## Dealing with groups of readings, i.e. segments.
202
203 sub add_segment {
204     my( $self, @items ) = @_;
205     my $segment = Text::Tradition::Collation::Segment->new( 'members' => \@items );
206     return $segment;
207 }
208
209 ## Dealing with relationships between readings.  This is a different
210 ## sort of graph edge.  Return a success/failure value and a list of
211 ## node pairs that have been linked.
212
213 sub add_relationship {
214     my( $self, $source, $target, $options ) = @_;
215
216     # Make sure there is not another relationship between these two
217     # readings or segments already
218     $source = $self->reading( $source )
219         unless ref( $source ) && $source->isa( 'Graph::Easy::Node' );
220     $target = $self->reading( $target )
221         unless ref( $target ) && $target->isa( 'Graph::Easy::Node' );
222     foreach my $rel ( $source->edges_to( $target ), $target->edges_to( $source ) ) {
223         if( $rel->class eq 'edge.relationship' ) {
224             return ( undef, "Relationship already exists between these readings" );
225         }
226     }
227     if( $options->{'equal_rank'} && !relationship_valid( $source, $target ) ) {
228         return ( undef, 'Relationship creates witness loop' );
229     }
230
231     # TODO Think about positional hilarity if relationships are added after positions
232     # are assigned.
233     
234     my @joined = ( [ $source->name, $target->name ] );  # Keep track of the nodes we join.
235     
236     $options->{'this_relation'} = [ $source, $target ];
237     my $rel;
238     eval { $rel = Text::Tradition::Collation::Relationship->new( %$options ) };
239     if( $@ ) {
240        return ( undef, $@ );
241     }
242     $self->graph->add_edge( $source, $target, $rel );
243     
244     # TODO Handle global relationship setting
245
246     return( 1, @joined );
247 }
248
249 sub relationship_valid {
250     my( $source, $target ) = @_;
251     # Check that linking the source and target in a relationship won't lead
252     # to a path loop for any witness.
253     my @proposed_related = ( $source, $target );
254     push( @proposed_related, $source->related_readings );
255     push( @proposed_related, $target->related_readings );
256     my %pr_ids;
257     map { $pr_ids{ $_->name } = 1 } @proposed_related;
258     # The lists of 'in' and 'out' should not have any element that appears
259     # in 'proposed_related'.
260     foreach my $pr ( @proposed_related ) {
261         foreach my $e ( $pr->incoming ) {
262             if( exists $pr_ids{ $e->from->name } ) {
263                 return 0;
264             }
265         }
266         foreach my $e ( $pr->outgoing ) {
267             if( exists $pr_ids{ $e->to->name } ) {
268                 return 0;
269             }
270         }
271     }
272     return 1;
273 }
274
275 =head2 Output method(s)
276
277 =over
278
279 =item B<as_svg>
280
281 print $graph->as_svg( $recalculate );
282
283 Returns an SVG string that represents the graph.  Uses GraphViz to do
284 this, because Graph::Easy doesn\'t cope well with long graphs. Unless
285 $recalculate is passed (and is a true value), the method will return a
286 cached copy of the SVG after the first call to the method.
287
288 =cut
289
290 sub as_svg {
291     my( $self, $recalc ) = @_;
292     return $self->svg if $self->has_svg;
293     
294     $self->collapse_graph_paths();
295     
296     my @cmd = qw/dot -Tsvg/;
297     my( $svg, $err );
298     my $dotfile = File::Temp->new();
299     binmode $dotfile, ':utf8';
300     print $dotfile $self->as_dot();
301     push( @cmd, $dotfile->filename );
302     run( \@cmd, ">", binary(), \$svg );
303     $svg = decode_utf8( $svg );
304     $self->_save_svg( $svg );
305     $self->expand_graph_paths();
306     return $svg;
307 }
308
309 =item B<as_dot>
310
311 print $graph->as_dot( $view, $recalculate );
312
313 Returns a string that is the collation graph expressed in dot
314 (i.e. GraphViz) format.  The 'view' argument determines what kind of
315 graph is produced.
316     * 'path': a graph of witness paths through the collation (DEFAULT)
317     * 'relationship': a graph of how collation readings relate to 
318       each other
319
320 =cut
321
322 sub as_dot {
323     my( $self, $view ) = @_;
324     $view = 'path' unless $view;
325     # TODO consider making some of these things configurable
326     my $dot = sprintf( "digraph %s {\n", $self->tradition->name );
327     $dot .= "\tedge [ arrowhead=open ];\n";
328     $dot .= "\tgraph [ rankdir=LR ];\n";
329     $dot .= sprintf( "\tnode [ fontsize=%d, fillcolor=%s, style=%s, shape=%s ];\n",
330                      11, "white", "filled", $self->graph->get_attribute( 'node', 'shape' ) );
331
332     foreach my $reading ( $self->readings ) {
333         # Need not output nodes without separate labels
334         next if $reading->name eq $reading->label;
335         # TODO output readings or segments, but not both
336         next if $reading->class eq 'node.segment';
337         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" [ label=\"%s\" ];\n", $reading->name, $reading->label );
338     }
339
340     my @edges = $view eq 'relationship' ? $self->relationships : $self->paths;
341     foreach my $edge ( @edges ) {
342         my %variables = ( 'color' => '#000000',
343                           'fontcolor' => '#000000',
344                           'label' => $edge->label,
345             );
346         my $varopts = join( ', ', map { $_.'="'.$variables{$_}.'"' } sort keys %variables );
347         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" -> \"%s\" [ %s ];\n",
348                          $edge->from->name, $edge->to->name, $varopts );
349     }
350     $dot .= "}\n";
351     return $dot;
352 }
353
354 =item B<as_graphml>
355
356 print $graph->as_graphml( $recalculate )
357
358 Returns a GraphML representation of the collation graph, with
359 transposition information and position information. Unless
360 $recalculate is passed (and is a true value), the method will return a
361 cached copy of the SVG after the first call to the method.
362
363 =cut
364
365 sub as_graphml {
366     my( $self, $recalc ) = @_;
367     return $self->graphml if $self->has_graphml;
368
369     # Some namespaces
370     my $graphml_ns = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns';
371     my $xsi_ns = 'http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance';
372     my $graphml_schema = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns ' .
373         'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns/1.0/graphml.xsd';
374
375     # Create the document and root node
376     my $graphml = XML::LibXML->createDocument( "1.0", "UTF-8" );
377     my $root = $graphml->createElementNS( $graphml_ns, 'graphml' );
378     $graphml->setDocumentElement( $root );
379     $root->setNamespace( $xsi_ns, 'xsi', 0 );
380     $root->setAttributeNS( $xsi_ns, 'schemaLocation', $graphml_schema );
381
382     # TODO Add some global graph data
383
384     # Add the data keys for nodes
385     my %node_data_keys;
386     my $ndi = 0;
387     foreach my $datum ( qw/ name reading identical position class / ) {
388         $node_data_keys{$datum} = 'dn'.$ndi++;
389         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
390         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
391         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
392         $key->setAttribute( 'for', 'node' );
393         $key->setAttribute( 'id', $node_data_keys{$datum} );
394     }
395
396     # Add the data keys for edges, i.e. witnesses
397     my $edi = 0;
398     my %edge_data_keys;
399     foreach my $edge_key( qw/ witness_main witness_ante_corr relationship class / ) {
400         $edge_data_keys{$edge_key} = 'de'.$edi++;
401         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
402         $key->setAttribute( 'attr.name', $edge_key );
403         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
404         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
405         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$edge_key} );
406     }
407     
408     # Add the graph, its nodes, and its edges
409     my $graph = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'graph' );
410     $graph->setAttribute( 'edgedefault', 'directed' );
411     $graph->setAttribute( 'id', 'g0' ); # TODO make this meaningful
412     $graph->setAttribute( 'parse.edgeids', 'canonical' );
413     $graph->setAttribute( 'parse.edges', scalar($self->paths) );
414     $graph->setAttribute( 'parse.nodeids', 'canonical' );
415     $graph->setAttribute( 'parse.nodes', scalar($self->readings) );
416     $graph->setAttribute( 'parse.order', 'nodesfirst' );
417
418     my $node_ctr = 0;
419     my %node_hash;
420     # Add our readings to the graph
421     foreach my $n ( sort { $a->name cmp $b->name } $self->readings ) {
422         my $node_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'node' );
423         my $node_xmlid = 'n' . $node_ctr++;
424         $node_hash{ $n->name } = $node_xmlid;
425         $node_el->setAttribute( 'id', $node_xmlid );
426         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'name'}, $n->name );
427         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'reading'}, $n->label );
428         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'position'}, $n->position->reference )
429             if $n->has_position;
430         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'class'}, $n->sub_class );
431         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'identical'}, $n->primary->name )
432             if $n->has_primary;
433     }
434
435     # Add any segments we have
436     foreach my $n ( sort { $a->name cmp $b->name } $self->segments ) {
437         my $node_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'node' );
438         my $node_xmlid = 'n' . $node_ctr++;
439         $node_hash{ $n->name } = $node_xmlid;
440         $node_el->setAttribute( 'id', $node_xmlid );
441         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'class'}, $n->sub_class );
442         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'name'}, $n->name );
443     }
444
445     # Add the path, relationship, and segment edges
446     my $edge_ctr = 0;
447     foreach my $e ( sort { $a->from->name cmp $b->from->name } $self->graph->edges() ) {
448         my( $name, $from, $to ) = ( 'e'.$edge_ctr++,
449                                     $node_hash{ $e->from->name() },
450                                     $node_hash{ $e->to->name() } );
451         my $edge_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'edge' );
452         $edge_el->setAttribute( 'source', $from );
453         $edge_el->setAttribute( 'target', $to );
454         $edge_el->setAttribute( 'id', $name );
455         # Add the edge class
456         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'class'}, $e->sub_class );
457         if( $e->sub_class eq 'path' ) {
458             # It's a witness path, so add the witness
459             my $base = $e->label;
460             my $key = $edge_data_keys{'witness_main'};
461             # TODO kind of hacky
462             if( $e->label =~ /^(.*?)\s+(\(a\.c\.\))$/ ) {
463                 $base = $1;
464                 $key = $edge_data_keys{'witness_ante_corr'};
465             }
466             _add_graphml_data( $edge_el, $key, $base );
467         } elsif( $e->sub_class eq 'relationship' ) {
468             # It's a relationship
469             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'relationship'}, $e->label );
470         } # else a segment, nothing to record but source, target, class
471     }
472
473     # Return the thing
474     $self->_save_graphml( $graphml->toString(1) );
475     return $graphml->toString(1);
476 }
477
478 sub _add_graphml_data {
479     my( $el, $key, $value ) = @_;
480     my $data_el = $el->addNewChild( $el->namespaceURI, 'data' );
481     return unless defined $value;
482     $data_el->setAttribute( 'key', $key );
483     $data_el->appendText( $value );
484 }
485
486 =item B<as_csv>
487
488 print $graph->as_csv( $recalculate )
489
490 Returns a CSV alignment table representation of the collation graph, one
491 row per witness (or witness uncorrected.) Unless $recalculate is passed
492 (and is a true value), the method will return a cached copy of the CSV
493 after the first call to the method.
494
495 =cut
496
497 sub as_csv {
498     my( $self, $recalc ) = @_;
499     return $self->csv if $self->has_csv;
500     my $table = $self->make_alignment_table;
501     my $csv = Text::CSV_XS->new( { binary => 1, quote_null => 0 } );    
502     my @result;
503     foreach my $row ( @$table ) {
504         $csv->combine( @$row );
505         push( @result, decode_utf8( $csv->string ) );
506     }
507     $self->_save_csv( join( "\n", @result ) );
508     return $self->csv;
509 }
510
511 sub make_alignment_table {
512     my $self = shift;
513     unless( $self->linear ) {
514         warn "Need a linear graph in order to make an alignment table";
515         return;
516     }
517     my $table;
518     my @all_pos = sort { $a <=> $b } $self->possible_positions;
519     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
520         my @row = _make_witness_row( $wit->path, \@all_pos );
521         unshift( @row, $wit->sigil );
522         push( @$table, \@row );
523         if( $wit->has_ante_corr ) {
524             my @ac_row = _make_witness_row( $wit->uncorrected_path, \@all_pos );
525             unshift( @ac_row, $wit->sigil . $self->ac_label );
526             push( @$table, \@ac_row );
527         }           
528     }
529     # Return a table where the witnesses read in columns rather than rows.
530     my $turned = _turn_table( $table );
531     return $turned;
532 }
533
534 sub _make_witness_row {
535     my( $path, $positions ) = @_;
536     my %char_hash;
537     map { $char_hash{$_} = undef } @$positions;
538     foreach my $rdg ( @$path ) {
539         $char_hash{$rdg->rank} = $rdg->text;
540     }
541     my @row = map { $char_hash{$_} } @$positions;
542     return @row;
543 }
544
545 # Helper to turn the witnesses along columns rather than rows.  Assumes
546 # equal-sized rows.
547 sub _turn_table {
548     my( $table ) = @_;
549     my $result = [];
550     return $result unless scalar @$table;
551     my $nrows = scalar @{$table->[0]};
552     foreach my $idx ( 0 .. $nrows - 1 ) {
553         foreach my $wit ( 0 .. $#{$table} ) {
554             $result->[$idx]->[$wit] = $table->[$wit]->[$idx];
555         }
556     }
557     return $result;        
558 }
559
560
561 sub collapse_graph_paths {
562     my $self = shift;
563     # Our collation graph has an path per witness.  This is great for
564     # calculation purposes, but terrible for display.  Thus we want to
565     # display only one path between any two nodes.
566
567     return if $self->collapsed;
568
569     print STDERR "Collapsing witness paths in graph...\n";
570
571     # Don't list out every witness if we have more than half to list.
572     my $majority = int( scalar( $self->tradition->witnesses ) / 2 ) + 1;
573     # But don't compress if there are only a few witnesses.
574     $majority = 4 if $majority < 4;
575     foreach my $node ( $self->readings ) {
576         my $newlabels = {};
577         # We will visit each node, so we only look ahead.
578         foreach my $edge ( $node->outgoing() ) {
579             next unless $edge->class eq 'edge.path';
580             add_hash_entry( $newlabels, $edge->to->name, $edge->name );
581             $self->del_path( $edge );
582         }
583
584         foreach my $newdest ( keys %$newlabels ) {
585             my $label;
586             my @compressed_wits = @{$newlabels->{$newdest}};
587             if( @compressed_wits < $majority ) {
588                 $label = join( ', ', sort( @{$newlabels->{$newdest}} ) );
589             } else {
590                 ## TODO FIX THIS HACK
591                 my @aclabels;
592                 foreach my $wit ( @compressed_wits ) {
593                     push( @aclabels, $wit ) if( $wit =~ /^(.*?)(\s*\(?a\.\s*c\.\)?)$/ );
594                 }
595                 $label = join( ', ', 'majority', sort( @aclabels ) );
596             }
597             
598             my $newpath = $self->add_path( $node, $self->reading( $newdest ), $label );
599             $newpath->hidden_witnesses( \@compressed_wits );
600         }
601     }
602
603     $self->collapsed( 1 );
604 }
605
606 sub expand_graph_paths {
607     my $self = shift;
608     # Our collation graph has only one path between any two nodes.
609     # This is great for display, but not so great for analysis.
610     # Expand this so that each witness has its own path between any
611     # two reading nodes.
612     return unless $self->collapsed;
613     
614     print STDERR "Expanding witness paths in graph...\n";
615     foreach my $path( $self->paths ) {
616         my $from = $path->from;
617         my $to = $path->to;
618         warn sprintf( "No hidden witnesses on %s -> %s ?", $from->name, $to->name )
619             unless $path->has_hidden_witnesses;
620         my @wits = @{$path->hidden_witnesses};
621         $self->del_path( $path );
622         foreach ( @wits ) {
623             $self->add_path( $from, $to, $_ );
624         }
625     }
626     $self->collapsed( 0 );
627 }
628
629 =back
630
631 =head2 Navigation methods
632
633 =over
634
635 =item B<start>
636
637 my $beginning = $collation->start();
638
639 Returns the beginning of the collation, a meta-reading with label '#START#'.
640
641 =cut
642
643 sub start {
644     # Return the beginning reading of the graph.
645     my $self = shift;
646     my( $new_start ) = @_;
647     if( $new_start ) {
648         $self->del_reading( '#START#' );
649         $self->graph->rename_node( $new_start, '#START#' );
650     }
651     # Make sure the start node has a start position.
652     unless( $self->reading( '#START#' )->has_position ) {
653         $self->reading( '#START#' )->position( '0,0' );
654     }
655     return $self->reading('#START#');
656 }
657
658 =item B<end>
659
660 my $end = $collation->end();
661
662 Returns the end of the collation, a meta-reading with label '#END#'.
663
664 =cut
665
666 sub end {
667     my $self = shift;
668     my( $new_end ) = @_;
669     if( $new_end ) {
670         $self->del_reading( '#END#' );
671         $self->graph->rename_node( $new_end, '#END#' );
672     }
673     return $self->reading('#END#');
674 }
675
676 =item B<reading_sequence>
677
678 my @readings = $graph->reading_sequence( $first, $last, $path[, $alt_path] );
679
680 Returns the ordered list of readings, starting with $first and ending
681 with $last, along the given witness path.  If no path is specified,
682 assume that the path is that of the base text (if any.)
683
684 =cut
685
686 # TODO Think about returning some lazy-eval iterator.
687
688 sub reading_sequence {
689     my( $self, $start, $end, $witness, $backup ) = @_;
690
691     $witness = $self->baselabel unless $witness;
692     my @readings = ( $start );
693     my %seen;
694     my $n = $start;
695     while( $n && $n ne $end ) {
696         if( exists( $seen{$n->name()} ) ) {
697             warn "Detected loop at " . $n->name();
698             last;
699         }
700         $seen{$n->name()} = 1;
701         
702         my $next = $self->next_reading( $n, $witness, $backup );
703         warn "Did not find any path for $witness from reading " . $n->name
704             unless $next;
705         push( @readings, $next );
706         $n = $next;
707     }
708     # Check that the last reading is our end reading.
709     my $last = $readings[$#readings];
710     warn "Last reading found from " . $start->label() .
711         " for witness $witness is not the end!"
712         unless $last eq $end;
713     
714     return @readings;
715 }
716
717 =item B<next_reading>
718
719 my $next_reading = $graph->next_reading( $reading, $witpath );
720
721 Returns the reading that follows the given reading along the given witness
722 path.  
723
724 =cut
725
726 sub next_reading {
727     # Return the successor via the corresponding path.
728     my $self = shift;
729     return $self->_find_linked_reading( 'next', @_ );
730 }
731
732 =item B<prior_reading>
733
734 my $prior_reading = $graph->prior_reading( $reading, $witpath );
735
736 Returns the reading that precedes the given reading along the given witness
737 path.  
738
739 =cut
740
741 sub prior_reading {
742     # Return the predecessor via the corresponding path.
743     my $self = shift;
744     return $self->_find_linked_reading( 'prior', @_ );
745 }
746
747 sub _find_linked_reading {
748     my( $self, $direction, $node, $path, $alt_path ) = @_;
749     my @linked_paths = $direction eq 'next' 
750         ? $node->outgoing() : $node->incoming();
751     return undef unless scalar( @linked_paths );
752     
753     # We have to find the linked path that contains all of the
754     # witnesses supplied in $path.
755     my( @path_wits, @alt_path_wits );
756     @path_wits = $self->witnesses_of_label( $path ) if $path;
757     @alt_path_wits = $self->witnesses_of_label( $alt_path ) if $alt_path;
758     my $base_le;
759     my $alt_le;
760     foreach my $le ( @linked_paths ) {
761         if( $le->name eq $self->baselabel ) {
762             $base_le = $le;
763         } else {
764             my @le_wits = $self->witnesses_of_label( $le->name );
765             if( _is_within( \@path_wits, \@le_wits ) ) {
766                 # This is the right path.
767                 return $direction eq 'next' ? $le->to() : $le->from();
768             } elsif( _is_within( \@alt_path_wits, \@le_wits ) ) {
769                 $alt_le = $le;
770             }
771         }
772     }
773     # Got this far? Return the alternate path if it exists.
774     return $direction eq 'next' ? $alt_le->to() : $alt_le->from()
775         if $alt_le;
776
777     # Got this far? Return the base path if it exists.
778     return $direction eq 'next' ? $base_le->to() : $base_le->from()
779         if $base_le;
780
781     # Got this far? We have no appropriate path.
782     warn "Could not find $direction node from " . $node->label 
783         . " along path $path";
784     return undef;
785 }
786
787 # Some set logic.
788 sub _is_within {
789     my( $set1, $set2 ) = @_;
790     my $ret = @$set1; # will be 0, i.e. false, if set1 is empty
791     foreach my $el ( @$set1 ) {
792         $ret = 0 unless grep { /^\Q$el\E$/ } @$set2;
793     }
794     return $ret;
795 }
796
797
798 ## INITIALIZATION METHODS - for use by parsers
799 # Walk the paths for each witness in the graph, and return the nodes
800 # that the graph has in common.  If $using_base is true, some 
801 # different logic is needed.
802
803 sub walk_witness_paths {
804     my( $self, $end ) = @_;
805     # For each witness, walk the path through the graph.
806     # Then we need to find the common nodes.  
807     # TODO This method is going to fall down if we have a very gappy 
808     # text in the collation.
809     my $paths = {};
810     my @common_readings;
811     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
812         my $curr_reading = $self->start;
813         my @wit_path = $self->reading_sequence( $self->start, $end, 
814                                                 $wit->sigil );
815         $wit->path( \@wit_path );
816
817         # Detect the common readings.
818         @common_readings = _find_common( \@common_readings, \@wit_path );
819     }
820
821     # Mark all the nodes as either common or not.
822     foreach my $cn ( @common_readings ) {
823         print STDERR "Setting " . $cn->name . " / " . $cn->label 
824             . " as common node\n";
825         $cn->make_common;
826     }
827     foreach my $n ( $self->readings() ) {
828         $n->make_variant unless $n->is_common;
829     }
830     # Return an array of the common nodes in order.
831     return @common_readings;
832 }
833
834 sub _find_common {
835     my( $common_readings, $new_path ) = @_;
836     my @cr;
837     if( @$common_readings ) {
838         foreach my $n ( @$new_path ) {
839             push( @cr, $n ) if grep { $_ eq $n } @$common_readings;
840         }
841     } else {
842         push( @cr, @$new_path );
843     }
844     return @cr;
845 }
846
847 sub _remove_common {
848     my( $common_readings, $divergence ) = @_;
849     my @cr;
850     my %diverged;
851     map { $diverged{$_->name} = 1 } @$divergence;
852     foreach( @$common_readings ) {
853         push( @cr, $_ ) unless $diverged{$_->name};
854     }
855     return @cr;
856 }
857
858
859 # An alternative to walk_witness_paths, for use when a collation is
860 # constructed from a base text and an apparatus.  We have the
861 # sequences of readings and just need to add path edges.
862
863 sub make_witness_paths {
864     my( $self ) = @_;
865
866     my @common_readings;
867     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
868         print STDERR "Making path for " . $wit->sigil . "\n";
869         $self->make_witness_path( $wit );
870         @common_readings = _find_common( \@common_readings, $wit->path );
871         @common_readings = _find_common( \@common_readings, $wit->uncorrected_path );
872     }
873     map { $_->make_common } @common_readings;
874     return @common_readings;
875 }
876
877 sub make_witness_path {
878     my( $self, $wit ) = @_;
879     my @chain = @{$wit->path};
880     my $sig = $wit->sigil;
881     foreach my $idx ( 0 .. $#chain-1 ) {
882         $self->add_path( $chain[$idx], $chain[$idx+1], $sig );
883     }
884     @chain = @{$wit->uncorrected_path};
885     foreach my $idx( 0 .. $#chain-1 ) {
886         my $source = $chain[$idx];
887         my $target = $chain[$idx+1];
888         $self->add_path( $source, $target, $sig.$self->ac_label )
889             unless $self->has_path( $source, $target, $sig );
890     }
891 }
892
893 sub common_readings {
894     my $self = shift;
895     my @common = grep { $_->is_common } $self->readings();
896     return sort { $a->position->cmp_with( $b->position ) } @common;
897 }
898
899 sub calculate_ranks {
900     my $self = shift;
901     # Walk a version of the graph where every node linked by a relationship 
902     # edge is fundamentally the same node, and do a topological ranking on
903     # the nodes in this graph.
904     my $topo_graph = Graph::Easy->new();
905     my %rel_containers;
906     my $rel_ctr = 0;
907     # Add the nodes
908     foreach my $r ( $self->readings ) {
909         next if exists $rel_containers{$r->name};
910         my @rels = $r->related_readings( 'colocated' );
911         if( @rels ) {
912             # Make a relationship container.
913             push( @rels, $r );
914             my $rn = $topo_graph->add_node( 'rel_container_' . $rel_ctr++ );
915             foreach( @rels ) {
916                 $rel_containers{$_->name} = $rn;
917             }
918         } else {
919             # Add a new node to mirror the old node.
920             $rel_containers{$r->name} = $topo_graph->add_node( $r->name );
921         }
922     }
923
924     # Add the edges. Need only one edge between any pair of nodes.
925     foreach my $r ( $self->readings ) {
926         foreach my $n ( $r->neighbor_readings( 'forward' ) ) {
927             $topo_graph->add_edge_once( $rel_containers{$r->name}, 
928                                         $rel_containers{$n->name} );
929         }
930     }
931     
932     # Now do the rankings, starting with the start node.
933     my $topo_start = $rel_containers{$self->start->name};
934     my $node_ranks = { $topo_start->name => 0 };
935     my @curr_origin = ( $topo_start );
936     # A little iterative function.
937     while( @curr_origin ) {
938         @curr_origin = _assign_rank( $node_ranks, @curr_origin );
939     }
940     # Transfer our rankings from the topological graph to the real one.
941     foreach my $r ( $self->readings ) {
942         $r->rank( $node_ranks->{$rel_containers{$r->name}->name} );
943     }
944 }
945
946 sub _assign_rank {
947     my( $node_ranks, @current_nodes ) = @_;
948     # Look at each of the children of @current_nodes.  If all the child's 
949     # parents have a rank, assign it the highest rank + 1 and add it to 
950     # @next_nodes.  Otherwise skip it.
951     my @next_nodes;
952     foreach my $c ( @current_nodes ) {
953         warn "Current reading " . $c->name . "has no rank!"
954             unless exists $node_ranks->{$c->name};
955         # print STDERR "Looking at child of node " . $c->name . ", rank " 
956         #     . $node_ranks->{$c->name} . "\n";
957         my @children = map { $_->to } $c->outgoing;
958         foreach my $child ( @children ) {
959             next if exists $node_ranks->{$child->name};
960             my $highest_rank = -1;
961             my $skip = 0;
962             my @parents = map { $_->from } $child->incoming;
963             foreach my $parent ( @parents ) {
964                 if( exists $node_ranks->{$parent->name} ) {
965                     $highest_rank = $node_ranks->{$parent->name} 
966                         if $highest_rank <= $node_ranks->{$parent->name};
967                 } else {
968                     $skip = 1;
969                     last;
970                 }
971             }
972             next if $skip;
973             # print STDERR "Assigning rank " . ( $highest_rank + 1 ) . " to node " . $child->name . "\n";
974             $node_ranks->{$child->name} = $highest_rank + 1;
975             push( @next_nodes, $child );
976         }
977     }
978     return @next_nodes;
979 }
980
981 sub possible_positions {
982     my $self = shift;
983     my %all_pos;
984     map { $all_pos{ $_->rank } = 1 } $self->readings;
985     return keys %all_pos;
986 }
987
988 # TODO think about indexing this.
989 sub readings_at_position {
990     my( $self, $position, $strict ) = @_;
991     unless( ref( $position ) eq 'Text::Tradition::Collation::Position' ) {
992         $position = Text::Tradition::Collation::Position->new( $position );
993     }
994     my @answer;
995     foreach my $r ( $self->readings ) {
996         push( @answer, $r ) if $r->is_at_position( $position, $strict );
997     }
998     return @answer;
999 }
1000
1001 ## Lemmatizer functions
1002
1003 sub init_lemmata {
1004     my $self = shift;
1005
1006     foreach my $position ( $self->possible_positions ) {
1007         $self->lemmata->{$position} = undef;
1008     }
1009
1010     foreach my $cr ( $self->common_readings ) {
1011         $self->lemmata->{$cr->position->maxref} = $cr->name;
1012     }
1013 }
1014     
1015 =item B<lemma_readings>
1016
1017 my @state = $graph->lemma_readings( @readings_delemmatized );
1018
1019 Takes a list of readings that have just been delemmatized, and returns
1020 a set of tuples of the form ['reading', 'state'] that indicates what
1021 changes need to be made to the graph.
1022
1023 =over
1024
1025 =item * 
1026
1027 A state of 1 means 'lemmatize this reading'
1028
1029 =item * 
1030
1031 A state of 0 means 'delemmatize this reading'
1032
1033 =item * 
1034
1035 A state of undef means 'an ellipsis belongs in the text here because
1036 no decision has been made / an earlier decision was backed out'
1037
1038 =back
1039
1040 =cut
1041
1042 sub lemma_readings {
1043     my( $self, @toggled_off_nodes ) = @_;
1044
1045     # First get the positions of those nodes which have been
1046     # toggled off.
1047     my $positions_off = {};
1048     map { $positions_off->{ $_->position->reference } = $_->name } 
1049         @toggled_off_nodes;
1050
1051     # Now for each position, we have to see if a node is on, and we
1052     # have to see if a node has been turned off.  The lemmata hash
1053     # should contain fixed positions, range positions whose node was
1054     # just turned off, and range positions whose node is on.
1055     my @answer;
1056     my %fixed_positions;
1057     # TODO One of these is probably redundant.
1058     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$self->lemmata};
1059     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$positions_off};
1060     map { $fixed_positions{$_} = 1 } $self->possible_positions;
1061     foreach my $pos ( sort { Text::Tradition::Collation::Position::str_cmp( $a, $b ) } keys %fixed_positions ) {
1062         # Find the state of this position.  If there is an active node,
1063         # its name will be the state; otherwise the state will be 0 
1064         # (nothing at this position) or undef (ellipsis at this position)
1065         my $active = undef;
1066         $active = $self->lemmata->{$pos} if exists $self->lemmata->{$pos};
1067         
1068         # Is there a formerly active node that was toggled off?
1069         if( exists( $positions_off->{$pos} ) ) {
1070             my $off_node = $positions_off->{$pos};
1071             if( $active && $active ne $off_node) {
1072                 push( @answer, [ $off_node, 0 ], [ $active, 1 ] );
1073             } else {
1074                 unless( $fixed_positions{$pos} ) {
1075                     $active = 0;
1076                     delete $self->lemmata->{$pos};
1077                 }
1078                 push( @answer, [ $off_node, $active ] );
1079             }
1080
1081         # No formerly active node, so we just see if there is a currently
1082         # active one.
1083         } elsif( $active ) {
1084             # Push the active node, whatever it is.
1085             push( @answer, [ $active, 1 ] );
1086         } else {
1087             # Push the state that is there. Arbitrarily use the first node
1088             # at that position.
1089             my @pos_nodes = $self->readings_at_position( $pos );
1090             push( @answer, [ $pos_nodes[0]->name, $self->lemmata->{$pos} ] );
1091             delete $self->lemmata->{$pos} unless $fixed_positions{$pos};
1092         }
1093     }
1094
1095     return @answer;
1096 }
1097
1098 =item B<toggle_reading>
1099
1100 my @readings_delemmatized = $graph->toggle_reading( $reading_name );
1101
1102 Takes a reading node name, and either lemmatizes or de-lemmatizes
1103 it. Returns a list of all readings that are de-lemmatized as a result
1104 of the toggle.
1105
1106 =cut
1107
1108 sub toggle_reading {
1109     my( $self, $rname ) = @_;
1110     
1111     return unless $rname;
1112     my $reading = $self->reading( $rname );
1113     if( !$reading || $reading->is_common() ) {
1114         # Do nothing, it's a common node.
1115         return;
1116     } 
1117     
1118     my $pos = $reading->position;
1119     my $fixed = $reading->position->fixed;
1120     my $old_state = $self->lemmata->{$pos->reference};
1121
1122     my @readings_off;
1123     if( $old_state && $old_state eq $rname ) {
1124         # Turn off the node. We turn on no others by default.
1125         push( @readings_off, $reading );
1126     } else {
1127         # Turn on the node.
1128         $self->lemmata->{$pos->reference} = $rname;
1129         # Any other 'on' readings in the same position should be off
1130         # if we have a fixed position.
1131         push( @readings_off, $self->same_position_as( $reading, 1 ) )
1132             if $pos->fixed;
1133         # Any node that is an identical transposed one should be off.
1134         push( @readings_off, $reading->identical_readings );
1135     }
1136     @readings_off = unique_list( @readings_off );
1137         
1138     # Turn off the readings that need to be turned off.
1139     my @readings_delemmatized;
1140     foreach my $n ( @readings_off ) {
1141         my $npos = $n->position;
1142         my $state = undef;
1143         $state = $self->lemmata->{$npos->reference}
1144             if defined $self->lemmata->{$npos->reference};
1145         if( $state && $state eq $n->name ) { 
1146             # this reading is still on, so turn it off
1147             push( @readings_delemmatized, $n );
1148             my $new_state = undef;
1149             if( $npos->fixed && $n eq $reading ) {
1150                 # This is the reading that was clicked, so if there are no
1151                 # other readings there and this is a fixed position, turn off 
1152                 # the position.  In all other cases, restore the ellipsis.
1153                 my @other_n = $self->same_position_as( $n ); # TODO do we need strict?
1154                 $new_state = 0 unless @other_n;
1155             }
1156             $self->lemmata->{$npos->reference} = $new_state;
1157         } elsif( $old_state && $old_state eq $n->name ) { 
1158             # another reading has already been turned on here
1159             push( @readings_delemmatized, $n );
1160         } # else some other reading was on anyway, so pass.
1161     }
1162     return @readings_delemmatized;
1163 }
1164
1165 sub same_position_as {
1166     my( $self, $reading, $strict ) = @_;
1167     my $pos = $reading->position;
1168     my %onpath = ( $reading->name => 1 );
1169     # TODO This might not always be sufficient.  We really want to
1170     # exclude all readings on this one's path between its two
1171     # common points.
1172     map { $onpath{$_->name} = 1 } $reading->neighbor_readings;
1173     my @same = grep { !$onpath{$_->name} } 
1174         $self->readings_at_position( $reading->position, $strict );
1175     return @same;
1176 }
1177
1178 # Return the string that joins together a list of witnesses for
1179 # display on a single path.
1180 sub path_label {
1181     my $self = shift;
1182     return join( $self->wit_list_separator, @_ );
1183 }
1184
1185 sub witnesses_of_label {
1186     my( $self, $label ) = @_;
1187     my $regex = $self->wit_list_separator;
1188     my @answer = split( /\Q$regex\E/, $label );
1189     return @answer;
1190 }    
1191
1192 sub unique_list {
1193     my( @list ) = @_;
1194     my %h;
1195     map { $h{$_->name} = $_ } @list;
1196     return values( %h );
1197 }
1198
1199 sub add_hash_entry {
1200     my( $hash, $key, $entry ) = @_;
1201     if( exists $hash->{$key} ) {
1202         push( @{$hash->{$key}}, $entry );
1203     } else {
1204         $hash->{$key} = [ $entry ];
1205     }
1206 }
1207
1208 no Moose;
1209 __PACKAGE__->meta->make_immutable;