fix graphml write/read of relationship data
[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 Graph::Easy;
7 use IPC::Run qw( run binary );
8 use Text::CSV_XS;
9 use Text::Tradition::Collation::Path;
10 use Text::Tradition::Collation::Reading;
11 use Text::Tradition::Collation::Relationship;
12 use XML::LibXML;
13 use Moose;
14
15 has 'graph' => (
16     is => 'ro',
17     isa => 'Graph::Easy',
18     handles => {
19         add_reading => 'add_node',
20         add_lacuna => 'add_node',
21         del_reading => 'del_node',
22         add_path => 'add_edge',
23         del_path => 'del_edge',
24         reading => 'node',
25         path => 'edge',
26         readings => 'nodes',
27         paths => 'edges',
28         relationships => 'edges',
29     },
30     default => sub { Graph::Easy->new( undirected => 0 ) },
31     );
32                 
33
34 has 'tradition' => (  # TODO should this not be ro?
35     is => 'rw',
36     isa => 'Text::Tradition',
37     );
38
39 has 'svg' => (
40     is => 'ro',
41     isa => 'Str',
42     writer => '_save_svg',
43     predicate => 'has_svg',
44     );
45
46 has 'graphml' => (
47     is => 'ro',
48     isa => 'Str',
49     writer => '_save_graphml',
50     predicate => 'has_graphml',
51     );
52
53 has 'csv' => (
54     is => 'ro',
55     isa => 'Str',
56     writer => '_save_csv',
57     predicate => 'has_csv',
58     );
59
60 # Keeps track of the lemmas within the collation.  At most one lemma
61 # per position in the graph.
62 has 'lemmata' => (
63     is => 'ro',
64     isa => 'HashRef[Maybe[Str]]',
65     default => sub { {} },
66     );
67
68 has 'wit_list_separator' => (
69     is => 'rw',
70     isa => 'Str',
71     default => ', ',
72     );
73
74 has 'baselabel' => (
75     is => 'rw',
76     isa => 'Str',
77     default => 'base text',
78     );
79
80 has 'collapsed' => (
81     is => 'rw',
82     isa => 'Bool',
83     );
84
85 has 'linear' => (
86     is => 'rw',
87     isa => 'Bool',
88     default => 1,
89     );
90
91 has 'ac_label' => (
92     is => 'rw',
93     isa => 'Str',
94     default => ' (a.c.)',
95     );
96
97
98 # The collation can be created two ways:
99 # 1. Collate a set of witnesses (with CollateX I guess) and process
100 #    the results as in 2.
101 # 2. Read a pre-prepared collation in one of a variety of formats,
102 #    and make the graph from that.
103
104 # The graph itself will (for now) be immutable, and the positions
105 # within the graph will also be immutable.  We need to calculate those
106 # positions upon graph construction.  The equivalences between graph
107 # nodes will be mutable, entirely determined by the user (or possibly
108 # by some semantic pre-processing provided by the user.)  So the
109 # constructor should just make an empty equivalences object.  The
110 # constructor will also need to make the witness objects, if we didn't
111 # come through option 1.
112
113 sub BUILD {
114     my( $self, $args ) = @_;
115     $self->graph->use_class('node', 'Text::Tradition::Collation::Reading');
116     $self->graph->use_class('edge', 'Text::Tradition::Collation::Path');
117
118     # Pass through any graph-specific options.
119     my $shape = exists( $args->{'shape'} ) ? $args->{'shape'} : 'ellipse';
120     $self->graph->set_attribute( 'node', 'shape', $shape );
121     
122         # Start and end points for all texts
123         $self->start( 'INIT' );
124         $self->end( 'INIT' );
125 }
126
127 around add_lacuna => sub {
128     my $orig = shift;
129     my $self = shift;
130     my $id = shift @_;
131     my $l = $self->$orig( '#LACUNA_' . $id . '#' );
132     $l->is_lacuna( 1 );
133     return $l;
134 };
135
136 # Wrapper around add_path 
137
138 around add_path => sub {
139     my $orig = shift;
140     my $self = shift;
141
142     # Make sure there are three arguments
143     unless( @_ == 3 ) {
144         warn "Call add_path with args source, target, witness";
145         return;
146     }
147     # Make sure the proposed path does not yet exist
148     # NOTE 'reading' will currently return readings and segments
149     my( $source, $target, $wit ) = @_;
150     $source = $self->reading( $source )
151         unless ref( $source ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';
152     $target = $self->reading( $target )
153         unless ref( $target ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading';
154     foreach my $path ( $source->edges_to( $target ) ) {
155         if( $path->label eq $wit && $path->class eq 'edge.path' ) {
156             return;
157         }
158     }
159     # Do the deed
160     $self->$orig( @_ );
161 };
162
163 # Wrapper around paths
164 around paths => sub {
165     my $orig = shift;
166     my $self = shift;
167
168     my @result = grep { $_->sub_class eq 'path' } $self->$orig( @_ );
169     return @result;
170 };
171
172 around relationships => sub {
173     my $orig = shift;
174     my $self = shift;
175     my @result = grep { $_->sub_class eq 'relationship' } $self->$orig( @_ );
176     return @result;
177 };
178
179 # Wrapper around merge_nodes
180 sub merge_readings {
181     my $self = shift;
182     my $first_node = shift;
183     my $second_node = shift;
184     $first_node->merge_from( $second_node );
185     unshift( @_, $first_node, $second_node );
186     return $self->graph->merge_nodes( @_ );
187 }
188
189 # Extra graph-alike utility
190 sub has_path {
191     my( $self, $source, $target, $label ) = @_;
192     my @paths = $source->edges_to( $target );
193     my @relevant = grep { $_->label eq $label } @paths;
194     return scalar @relevant;
195 }
196
197 ## Dealing with relationships between readings.  This is a different
198 ## sort of graph edge.  Return a success/failure value and a list of
199 ## node pairs that have been linked.
200
201 sub add_relationship {
202     my( $self, $source, $target, $options ) = @_;
203
204     # Make sure there is not another relationship between these two
205     # readings already
206     $source = $self->reading( $source )
207         unless ref( $source ) && $source->isa( 'Graph::Easy::Node' );
208     $target = $self->reading( $target )
209         unless ref( $target ) && $target->isa( 'Graph::Easy::Node' );
210     foreach my $rel ( $source->edges_to( $target ), $target->edges_to( $source ) ) {
211         if( $rel->class eq 'edge.relationship' ) {
212             return ( undef, "Relationship already exists between these readings" );
213         }
214     }
215     if( $options->{'equal_rank'} && !relationship_valid( $source, $target ) ) {
216         return ( undef, 'Relationship creates witness loop' );
217     }
218
219     # TODO Think about positional hilarity if relationships are added after positions
220     # are assigned.
221     
222     my @joined = ( [ $source->name, $target->name ] );  # Keep track of the nodes we join.
223     
224     $options->{'this_relation'} = [ $source, $target ];
225     my $rel;
226     eval { $rel = Text::Tradition::Collation::Relationship->new( %$options ) };
227     if( $@ ) {
228        return ( undef, $@ );
229     }
230     $self->graph->add_edge( $source, $target, $rel );
231     
232     # TODO Handle global relationship setting
233
234     return( 1, @joined );
235 }
236
237 sub relationship_valid {
238     my( $source, $target ) = @_;
239     # Check that linking the source and target in a relationship won't lead
240     # to a path loop for any witness.
241     my @proposed_related = ( $source, $target );
242     push( @proposed_related, $source->related_readings );
243     push( @proposed_related, $target->related_readings );
244     my %pr_ids;
245     map { $pr_ids{ $_->name } = 1 } @proposed_related;
246     # The lists of 'in' and 'out' should not have any element that appears
247     # in 'proposed_related'.
248     foreach my $pr ( @proposed_related ) {
249         foreach my $e ( $pr->incoming ) {
250             if( exists $pr_ids{ $e->from->name } ) {
251                 return 0;
252             }
253         }
254         foreach my $e ( $pr->outgoing ) {
255             if( exists $pr_ids{ $e->to->name } ) {
256                 return 0;
257             }
258         }
259     }
260     return 1;
261 }
262
263 =head2 Output method(s)
264
265 =over
266
267 =item B<as_svg>
268
269 print $graph->as_svg( $recalculate );
270
271 Returns an SVG string that represents the graph.  Uses GraphViz to do
272 this, because Graph::Easy doesn\'t cope well with long graphs. Unless
273 $recalculate is passed (and is a true value), the method will return a
274 cached copy of the SVG after the first call to the method.
275
276 =cut
277
278 sub as_svg {
279     my( $self, $recalc ) = @_;
280     return $self->svg if $self->has_svg;
281     
282     $self->collapse_graph_paths();
283     
284     my @cmd = qw/dot -Tsvg/;
285     my( $svg, $err );
286     my $dotfile = File::Temp->new();
287     ## TODO REMOVE
288     # $dotfile->unlink_on_destroy(0);
289     binmode $dotfile, ':utf8';
290     print $dotfile $self->as_dot();
291     push( @cmd, $dotfile->filename );
292     run( \@cmd, ">", binary(), \$svg );
293     $svg = decode_utf8( $svg );
294     $self->_save_svg( $svg );
295     $self->expand_graph_paths();
296     return $svg;
297 }
298
299 =item B<as_dot>
300
301 print $graph->as_dot( $view, $recalculate );
302
303 Returns a string that is the collation graph expressed in dot
304 (i.e. GraphViz) format.  The 'view' argument determines what kind of
305 graph is produced.
306     * 'path': a graph of witness paths through the collation (DEFAULT)
307     * 'relationship': a graph of how collation readings relate to 
308       each other
309
310 =cut
311
312 sub as_dot {
313     my( $self, $view ) = @_;
314     $view = 'path' unless $view;
315     # TODO consider making some of these things configurable
316     my $dot = sprintf( "digraph %s {\n", $self->tradition->name );
317     $dot .= "\tedge [ arrowhead=open ];\n";
318     $dot .= "\tgraph [ rankdir=LR ];\n";
319     $dot .= sprintf( "\tnode [ fontsize=%d, fillcolor=%s, style=%s, shape=%s ];\n",
320                      11, "white", "filled", $self->graph->get_attribute( 'node', 'shape' ) );
321
322     foreach my $reading ( $self->readings ) {
323         # Need not output nodes without separate labels
324         next if $reading->name eq $reading->label;
325         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" [ label=\"%s\" ];\n", $reading->name, $reading->label );
326     }
327
328     my @edges = $view eq 'relationship' ? $self->relationships : $self->paths;
329     foreach my $edge ( @edges ) {
330         my %variables = ( 'color' => '#000000',
331                           'fontcolor' => '#000000',
332                           'label' => $edge->label,
333             );
334         my $varopts = join( ', ', map { $_.'="'.$variables{$_}.'"' } sort keys %variables );
335         $dot .= sprintf( "\t\"%s\" -> \"%s\" [ %s ];\n",
336                          $edge->from->name, $edge->to->name, $varopts );
337     }
338     $dot .= "}\n";
339     return $dot;
340 }
341
342 =item B<as_graphml>
343
344 print $graph->as_graphml( $recalculate )
345
346 Returns a GraphML representation of the collation graph, with
347 transposition information and position information. Unless
348 $recalculate is passed (and is a true value), the method will return a
349 cached copy of the SVG after the first call to the method.
350
351 =cut
352
353 sub as_graphml {
354     my( $self, $recalc ) = @_;
355     return $self->graphml if $self->has_graphml;
356
357     # Some namespaces
358     my $graphml_ns = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns';
359     my $xsi_ns = 'http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance';
360     my $graphml_schema = 'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns ' .
361         'http://graphml.graphdrawing.org/xmlns/1.0/graphml.xsd';
362
363     # Create the document and root node
364     my $graphml = XML::LibXML->createDocument( "1.0", "UTF-8" );
365     my $root = $graphml->createElementNS( $graphml_ns, 'graphml' );
366     $graphml->setDocumentElement( $root );
367     $root->setNamespace( $xsi_ns, 'xsi', 0 );
368     $root->setAttributeNS( $xsi_ns, 'schemaLocation', $graphml_schema );
369
370     # TODO Add some global graph data
371
372     # Add the data keys for nodes
373     my %node_data_keys;
374     my $ndi = 0;
375     foreach my $datum ( qw/ name reading identical rank class / ) {
376         $node_data_keys{$datum} = 'dn'.$ndi++;
377         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
378         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
379         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
380         $key->setAttribute( 'for', 'node' );
381         $key->setAttribute( 'id', $node_data_keys{$datum} );
382     }
383
384     # Add the data keys for edges, i.e. witnesses
385     my $edi = 0;
386     my %edge_data_keys;
387     my @string_keys = qw/ class witness relationship /;
388     my @bool_keys = qw/ extra equal_rank non_correctable non_independent /;
389     foreach my $edge_key( @string_keys ) {
390         $edge_data_keys{$edge_key} = 'de'.$edi++;
391         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
392         $key->setAttribute( 'attr.name', $edge_key );
393         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
394         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
395         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$edge_key} );
396     }
397     foreach my $edge_key( @bool_keys ) {
398         $edge_data_keys{$edge_key} = 'de'.$edi++;
399         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
400         $key->setAttribute( 'attr.name', $edge_key );
401         $key->setAttribute( 'attr.type', 'boolean' );
402         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
403         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$edge_key} );
404     }
405     
406     # Add the graph, its nodes, and its edges
407     my $graph = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'graph' );
408     $graph->setAttribute( 'edgedefault', 'directed' );
409     $graph->setAttribute( 'id', $self->tradition->name );
410     $graph->setAttribute( 'parse.edgeids', 'canonical' );
411     $graph->setAttribute( 'parse.edges', scalar($self->paths) );
412     $graph->setAttribute( 'parse.nodeids', 'canonical' );
413     $graph->setAttribute( 'parse.nodes', scalar($self->readings) );
414     $graph->setAttribute( 'parse.order', 'nodesfirst' );
415
416     my $node_ctr = 0;
417     my %node_hash;
418     # Add our readings to the graph
419     foreach my $n ( sort { $a->name cmp $b->name } $self->readings ) {
420         my $node_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'node' );
421         my $node_xmlid = 'n' . $node_ctr++;
422         $node_hash{ $n->name } = $node_xmlid;
423         $node_el->setAttribute( 'id', $node_xmlid );
424         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'name'}, $n->name );
425         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'reading'}, $n->label );
426         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'rank'}, $n->rank )
427             if $n->has_rank;
428         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'class'}, $n->sub_class );
429         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'identical'}, $n->primary->name )
430             if $n->has_primary && $n->primary ne $n;
431     }
432
433     # Add the path and relationship edges
434     my $edge_ctr = 0;
435     foreach my $e ( sort { $a->from->name cmp $b->from->name } $self->graph->edges() ) {
436         my( $name, $from, $to ) = ( 'e'.$edge_ctr++,
437                                     $node_hash{ $e->from->name() },
438                                     $node_hash{ $e->to->name() } );
439         my $edge_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'edge' );
440         $edge_el->setAttribute( 'source', $from );
441         $edge_el->setAttribute( 'target', $to );
442         $edge_el->setAttribute( 'id', $name );
443         # Add the edge class
444         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'class'}, $e->sub_class );
445         
446         # For some classes we have extra information to save.
447         if( $e->sub_class eq 'path' ) {
448             # It's a witness path, so add the witness
449             my $base = $e->label;
450             my $key = $edge_data_keys{'witness_main'};
451             # Is this an ante-corr witness?
452             my $aclabel = $self->ac_label;
453             if( $e->label =~ /^(.*)\Q$aclabel\E$/ ) {
454                 # Keep the base witness
455                 $base = $1;
456                 # ...and record that this is an 'extra' reading path
457                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'extra'}, 'true' );
458             }
459             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'witness'}, $base );
460         } elsif( $e->sub_class eq 'relationship' ) {
461             # It's a relationship, so save the relationship data
462             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'relationship'}, $e->label );
463             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'equal_rank'}, $e->equal_rank );
464             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_correctable'}, $e->non_correctable );
465             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_independent'}, $e->non_independent );
466         } 
467     }
468
469     # Save and return the thing
470     my $result = decode_utf8( $graphml->toString(1) );
471     $self->_save_graphml( $result );
472     return $result;
473 }
474
475 sub _add_graphml_data {
476     my( $el, $key, $value ) = @_;
477     return unless defined $value;
478     my $data_el = $el->addNewChild( $el->namespaceURI, 'data' );
479     $data_el->setAttribute( 'key', $key );
480     $data_el->appendText( $value );
481 }
482
483 =item B<as_csv>
484
485 print $graph->as_csv( $recalculate )
486
487 Returns a CSV alignment table representation of the collation graph, one
488 row per witness (or witness uncorrected.) Unless $recalculate is passed
489 (and is a true value), the method will return a cached copy of the CSV
490 after the first call to the method.
491
492 =cut
493
494 sub as_csv {
495     my( $self, $recalc ) = @_;
496     return $self->csv if $self->has_csv;
497     my $table = $self->make_alignment_table;
498     my $csv = Text::CSV_XS->new( { binary => 1, quote_null => 0 } );    
499     my @result;
500     foreach my $row ( @$table ) {
501         $csv->combine( @$row );
502         push( @result, decode_utf8( $csv->string ) );
503     }
504     $self->_save_csv( join( "\n", @result ) );
505     return $self->csv;
506 }
507
508 # Make an alignment table - $noderefs controls whether the objects
509 # in the table are the nodes or simply their readings.
510
511 sub make_alignment_table {
512     my( $self, $noderefs ) = @_;
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         # print STDERR "Making witness row(s) for " . $wit->sigil . "\n";
521         my @row = _make_witness_row( $wit->path, \@all_pos, $noderefs );
522         unshift( @row, $wit->sigil );
523         push( @$table, \@row );
524         if( $wit->has_ante_corr ) {
525             my @ac_row = _make_witness_row( $wit->uncorrected_path, \@all_pos, $noderefs );
526             unshift( @ac_row, $wit->sigil . $self->ac_label );
527             push( @$table, \@ac_row );
528         }           
529     }
530
531     # Return a table where the witnesses read in columns rather than rows.
532     my $turned = _turn_table( $table );
533     return $turned;
534 }
535
536 sub _make_witness_row {
537     my( $path, $positions, $noderefs ) = @_;
538     my %char_hash;
539     map { $char_hash{$_} = undef } @$positions;
540     foreach my $rdg ( @$path ) {
541         my $rtext = $rdg->text;
542         $rtext = '#LACUNA#' if $rdg->is_lacuna;
543         $char_hash{$rdg->rank} = $noderefs ? $rdg : $rtext;
544     }
545     my @row = map { $char_hash{$_} } @$positions;
546     # Fill in lacuna markers for undef spots in the row
547     my $last_el = shift @row;
548     my @filled_row = ( $last_el );
549     foreach my $el ( @row ) {
550         # If we are using node reference, make the lacuna node appear many times
551         # in the table.  If not, use the lacuna tag.
552         if( $last_el && _el_is_lacuna( $last_el ) && !defined $el ) {
553             $el = $noderefs ? $last_el : '#LACUNA#';
554         }
555         push( @filled_row, $el );
556         $last_el = $el;
557     }
558     return @filled_row;
559 }
560
561 # Tiny utility function to say if a table element is a lacuna
562 sub _el_is_lacuna {
563     my $el = shift;
564     return 1 if $el eq '#LACUNA#';
565     return 1 if ref( $el ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading'
566         && $el->is_lacuna;
567     return 0;
568 }
569
570 # Helper to turn the witnesses along columns rather than rows.  Assumes
571 # equal-sized rows.
572 sub _turn_table {
573     my( $table ) = @_;
574     my $result = [];
575     return $result unless scalar @$table;
576     my $nrows = scalar @{$table->[0]};
577     foreach my $idx ( 0 .. $nrows - 1 ) {
578         foreach my $wit ( 0 .. $#{$table} ) {
579             $result->[$idx]->[$wit] = $table->[$wit]->[$idx];
580         }
581     }
582     return $result;        
583 }
584
585
586 sub collapse_graph_paths {
587     my $self = shift;
588     # Our collation graph has an path per witness.  This is great for
589     # calculation purposes, but terrible for display.  Thus we want to
590     # display only one path between any two nodes.
591
592     return if $self->collapsed;
593
594     print STDERR "Collapsing witness paths in graph...\n";
595
596     # Don't list out every witness if we have more than half to list.
597     my $majority = int( scalar( $self->tradition->witnesses ) / 2 ) + 1;
598     # But don't compress if there are only a few witnesses.
599     $majority = 4 if $majority < 4;
600     foreach my $node ( $self->readings ) {
601         my $newlabels = {};
602         # We will visit each node, so we only look ahead.
603         foreach my $edge ( $node->outgoing() ) {
604             next unless $edge->class eq 'edge.path';
605             add_hash_entry( $newlabels, $edge->to->name, $edge->name );
606             $self->del_path( $edge );
607         }
608
609         foreach my $newdest ( keys %$newlabels ) {
610             my $label;
611             my @compressed_wits = @{$newlabels->{$newdest}};
612             if( @compressed_wits < $majority ) {
613                 $label = join( ', ', sort( @{$newlabels->{$newdest}} ) );
614             } else {
615                 ## TODO FIX THIS HACK
616                 my @aclabels;
617                 foreach my $wit ( @compressed_wits ) {
618                     push( @aclabels, $wit ) if( $wit =~ /^(.*?)(\s*\(?a\.\s*c\.\)?)$/ );
619                 }
620                 $label = join( ', ', 'majority', sort( @aclabels ) );
621             }
622             
623             my $newpath = $self->add_path( $node, $self->reading( $newdest ), $label );
624             $newpath->hidden_witnesses( \@compressed_wits );
625         }
626     }
627
628     $self->collapsed( 1 );
629 }
630
631 sub expand_graph_paths {
632     my $self = shift;
633     # Our collation graph has only one path between any two nodes.
634     # This is great for display, but not so great for analysis.
635     # Expand this so that each witness has its own path between any
636     # two reading nodes.
637     return unless $self->collapsed;
638     
639     print STDERR "Expanding witness paths in graph...\n";
640     foreach my $path( $self->paths ) {
641         my $from = $path->from;
642         my $to = $path->to;
643         warn sprintf( "No hidden witnesses on %s -> %s ?", $from->name, $to->name )
644             unless $path->has_hidden_witnesses;
645         my @wits = @{$path->hidden_witnesses};
646         $self->del_path( $path );
647         foreach ( @wits ) {
648             $self->add_path( $from, $to, $_ );
649         }
650     }
651     $self->collapsed( 0 );
652 }
653
654 =back
655
656 =head2 Navigation methods
657
658 =over
659
660 =item B<start>
661
662 my $beginning = $collation->start();
663
664 Returns the beginning of the collation, a meta-reading with label '#START#'.
665
666 =cut
667
668 sub start {
669     # Return the beginning reading of the graph.
670     my( $self, $new_start ) = @_;
671     my $start = $self->reading( '#START#' );
672     if( ref( $new_start ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
673         # Replace the existing start node.
674         $self->del_reading( '#START#' );
675         $self->graph->rename_node( $new_start, '#START#' );
676         $start = $new_start;
677     } elsif ( $new_start && $new_start eq 'INIT' ) {
678         # Make a new start node.
679         $start = $self->add_reading( '#START#' );
680     }
681     # Make sure the start node is a meta node
682     $start->is_meta( 1 );
683     # Make sure the start node has a start position.
684     unless( $start->has_rank ) {
685         $start->rank( '0' );
686     }
687     return $start;
688 }
689
690 =item B<end>
691
692 my $end = $collation->end();
693
694 Returns the end of the collation, a meta-reading with label '#END#'.
695
696 =cut
697
698 sub end {
699     my $self = shift;
700     my( $new_end ) = @_;
701     my $end = $self->reading( '#END#' );
702     if( ref( $new_end ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
703         $self->del_reading( '#END#' );
704         $self->graph->rename_node( $new_end, '#END#' );
705         $end = $new_end
706     } elsif ( $new_end && $new_end eq 'INIT' ) {
707         # Make a new start node.
708         $end = $self->add_reading( '#END#' );
709     }
710     # Make sure the start node is a meta node
711     $end->is_meta( 1 );
712     return $end;
713 }
714
715 =item B<reading_sequence>
716
717 my @readings = $graph->reading_sequence( $first, $last, $path[, $alt_path] );
718
719 Returns the ordered list of readings, starting with $first and ending
720 with $last, along the given witness path.  If no path is specified,
721 assume that the path is that of the base text (if any.)
722
723 =cut
724
725 # TODO Think about returning some lazy-eval iterator.
726
727 sub reading_sequence {
728     my( $self, $start, $end, $witness, $backup ) = @_;
729
730     $witness = $self->baselabel unless $witness;
731     my @readings = ( $start );
732     my %seen;
733     my $n = $start;
734     while( $n && $n ne $end ) {
735         if( exists( $seen{$n->name()} ) ) {
736             warn "Detected loop at " . $n->name();
737             last;
738         }
739         $seen{$n->name()} = 1;
740         
741         my $next = $self->next_reading( $n, $witness, $backup );
742         warn "Did not find any path for $witness from reading " . $n->name
743             unless $next;
744         push( @readings, $next );
745         $n = $next;
746     }
747     # Check that the last reading is our end reading.
748     my $last = $readings[$#readings];
749     warn "Last reading found from " . $start->label() .
750         " for witness $witness is not the end!"
751         unless $last eq $end;
752     
753     return @readings;
754 }
755
756 =item B<next_reading>
757
758 my $next_reading = $graph->next_reading( $reading, $witpath );
759
760 Returns the reading that follows the given reading along the given witness
761 path.  
762
763 =cut
764
765 sub next_reading {
766     # Return the successor via the corresponding path.
767     my $self = shift;
768     return $self->_find_linked_reading( 'next', @_ );
769 }
770
771 =item B<prior_reading>
772
773 my $prior_reading = $graph->prior_reading( $reading, $witpath );
774
775 Returns the reading that precedes the given reading along the given witness
776 path.  
777
778 =cut
779
780 sub prior_reading {
781     # Return the predecessor via the corresponding path.
782     my $self = shift;
783     return $self->_find_linked_reading( 'prior', @_ );
784 }
785
786 sub _find_linked_reading {
787     my( $self, $direction, $node, $path, $alt_path ) = @_;
788     my @linked_paths = $direction eq 'next' 
789         ? $node->outgoing() : $node->incoming();
790     return undef unless scalar( @linked_paths );
791     
792     # We have to find the linked path that contains all of the
793     # witnesses supplied in $path.
794     my( @path_wits, @alt_path_wits );
795     @path_wits = $self->witnesses_of_label( $path ) if $path;
796     @alt_path_wits = $self->witnesses_of_label( $alt_path ) if $alt_path;
797     my $base_le;
798     my $alt_le;
799     foreach my $le ( @linked_paths ) {
800         if( $le->name eq $self->baselabel ) {
801             $base_le = $le;
802         } else {
803             my @le_wits = $self->witnesses_of_label( $le->name );
804             if( _is_within( \@path_wits, \@le_wits ) ) {
805                 # This is the right path.
806                 return $direction eq 'next' ? $le->to() : $le->from();
807             } elsif( _is_within( \@alt_path_wits, \@le_wits ) ) {
808                 $alt_le = $le;
809             }
810         }
811     }
812     # Got this far? Return the alternate path if it exists.
813     return $direction eq 'next' ? $alt_le->to() : $alt_le->from()
814         if $alt_le;
815
816     # Got this far? Return the base path if it exists.
817     return $direction eq 'next' ? $base_le->to() : $base_le->from()
818         if $base_le;
819
820     # Got this far? We have no appropriate path.
821     warn "Could not find $direction node from " . $node->label 
822         . " along path $path";
823     return undef;
824 }
825
826 # Some set logic.
827 sub _is_within {
828     my( $set1, $set2 ) = @_;
829     my $ret = @$set1; # will be 0, i.e. false, if set1 is empty
830     foreach my $el ( @$set1 ) {
831         $ret = 0 unless grep { /^\Q$el\E$/ } @$set2;
832     }
833     return $ret;
834 }
835
836
837 ## INITIALIZATION METHODS - for use by parsers
838 # Walk the paths for each witness in the graph, and return the nodes
839 # that the graph has in common.  If $using_base is true, some 
840 # different logic is needed.
841 # NOTE This does not create paths; it merely finds common readings.
842
843 sub walk_witness_paths {
844     my( $self ) = @_;
845     # For each witness, walk the path through the graph.
846     # Then we need to find the common nodes.  
847     # TODO This method is going to fall down if we have a very gappy 
848     # text in the collation.
849     my $paths = {};
850     my @common_readings;
851     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
852         my $curr_reading = $self->start;
853         my @wit_path = $self->reading_sequence( $self->start, $self->end, 
854                                                 $wit->sigil );
855         $wit->path( \@wit_path );
856
857         # Detect the common readings.
858         @common_readings = _find_common( \@common_readings, \@wit_path );
859     }
860
861     # Mark all the nodes as either common or not.
862     foreach my $cn ( @common_readings ) {
863         print STDERR "Setting " . $cn->name . " / " . $cn->label 
864             . " as common node\n";
865         $cn->make_common;
866     }
867     foreach my $n ( $self->readings() ) {
868         $n->make_variant unless $n->is_common;
869     }
870     # Return an array of the common nodes in order.
871     return @common_readings;
872 }
873
874 sub _find_common {
875     my( $common_readings, $new_path ) = @_;
876     my @cr;
877     if( @$common_readings ) {
878         foreach my $n ( @$new_path ) {
879             push( @cr, $n ) if grep { $_ eq $n } @$common_readings;
880         }
881     } else {
882         push( @cr, @$new_path );
883     }
884     return @cr;
885 }
886
887 sub _remove_common {
888     my( $common_readings, $divergence ) = @_;
889     my @cr;
890     my %diverged;
891     map { $diverged{$_->name} = 1 } @$divergence;
892     foreach( @$common_readings ) {
893         push( @cr, $_ ) unless $diverged{$_->name};
894     }
895     return @cr;
896 }
897
898
899 # For use when a collation is constructed from a base text and an apparatus.
900 # We have the sequences of readings and just need to add path edges.
901
902 sub make_witness_paths {
903     my( $self ) = @_;
904     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
905         print STDERR "Making path for " . $wit->sigil . "\n";
906         $self->make_witness_path( $wit );
907     }
908 }
909
910 sub make_witness_path {
911     my( $self, $wit ) = @_;
912     my @chain = @{$wit->path};
913     my $sig = $wit->sigil;
914     foreach my $idx ( 0 .. $#chain-1 ) {
915         $self->add_path( $chain[$idx], $chain[$idx+1], $sig );
916     }
917     if( $wit->has_ante_corr ) {
918         @chain = @{$wit->uncorrected_path};
919         foreach my $idx( 0 .. $#chain-1 ) {
920             my $source = $chain[$idx];
921             my $target = $chain[$idx+1];
922             $self->add_path( $source, $target, $sig.$self->ac_label )
923                 unless $self->has_path( $source, $target, $sig );
924         }
925     }
926 }
927
928 sub calculate_ranks {
929     my $self = shift;
930     # Walk a version of the graph where every node linked by a relationship 
931     # edge is fundamentally the same node, and do a topological ranking on
932     # the nodes in this graph.
933     my $topo_graph = Graph->new();
934     my %rel_containers;
935     my $rel_ctr = 0;
936     # Add the nodes
937     foreach my $r ( $self->readings ) {
938         next if exists $rel_containers{$r->name};
939         my @rels = $r->related_readings( 'colocated' );
940         if( @rels ) {
941             # Make a relationship container.
942             push( @rels, $r );
943             my $rn = 'rel_container_' . $rel_ctr++;
944             $topo_graph->add_vertex( $rn );
945             foreach( @rels ) {
946                 $rel_containers{$_->name} = $rn;
947             }
948         } else {
949             # Add a new node to mirror the old node.
950             $rel_containers{$r->name} = $r->name;
951             $topo_graph->add_vertex( $r->name );
952         }
953     }
954
955     # Add the edges. Need only one edge between any pair of nodes.
956     foreach my $r ( $self->readings ) {
957         foreach my $n ( $r->neighbor_readings( 'forward' ) ) {
958                 my( $tfrom, $tto ) = ( $rel_containers{$r->name},
959                         $rel_containers{$n->name} );
960             $topo_graph->add_edge( $tfrom, $tto )
961                 unless $topo_graph->has_edge( $tfrom, $tto );
962         }
963     }
964     
965     # Now do the rankings, starting with the start node.
966     my $topo_start = $rel_containers{$self->start->name};
967     my $node_ranks = { $topo_start => 0 };
968     my @curr_origin = ( $topo_start );
969     # A little iterative function.
970     while( @curr_origin ) {
971         @curr_origin = _assign_rank( $topo_graph, $node_ranks, @curr_origin );
972     }
973     # Transfer our rankings from the topological graph to the real one.
974     foreach my $r ( $self->readings ) {
975         $r->rank( $node_ranks->{$rel_containers{$r->name}} );
976     }
977 }
978
979 sub _assign_rank {
980     my( $graph, $node_ranks, @current_nodes ) = @_;
981     # Look at each of the children of @current_nodes.  If all the child's 
982     # parents have a rank, assign it the highest rank + 1 and add it to 
983     # @next_nodes.  Otherwise skip it; we will return when the highest-ranked
984     # parent gets a rank.
985     my @next_nodes;
986     foreach my $c ( @current_nodes ) {
987         warn "Current reading $c has no rank!"
988             unless exists $node_ranks->{$c};
989         # print STDERR "Looking at child of node $c, rank " 
990         #     . $node_ranks->{$c} . "\n";
991         foreach my $child ( $graph->successors( $c ) ) {
992             next if exists $node_ranks->{$child};
993             my $highest_rank = -1;
994             my $skip = 0;
995             foreach my $parent ( $graph->predecessors( $child ) ) {
996                 if( exists $node_ranks->{$parent} ) {
997                     $highest_rank = $node_ranks->{$parent} 
998                         if $highest_rank <= $node_ranks->{$parent};
999                 } else {
1000                     $skip = 1;
1001                     last;
1002                 }
1003             }
1004             next if $skip;
1005             my $c_rank = $highest_rank + 1;
1006             # print STDERR "Assigning rank $c_rank to node $child \n";
1007             $node_ranks->{$child} = $c_rank;
1008             push( @next_nodes, $child );
1009         }
1010     }
1011     return @next_nodes;
1012 }
1013
1014 # Another method to make up for rough collation methods.  If the same reading
1015 # appears multiple times at the same rank, collapse the nodes.
1016 sub flatten_ranks {
1017     my $self = shift;
1018     my %unique_rank_rdg;
1019     foreach my $rdg ( $self->readings ) {
1020         next unless $rdg->has_rank;
1021         my $key = $rdg->rank . "||" . $rdg->text;
1022         if( exists $unique_rank_rdg{$key} ) {
1023             # Combine!
1024             print STDERR "Combining readings at same rank: $key\n";
1025             $self->merge_readings( $unique_rank_rdg{$key}, $rdg );
1026         } else {
1027             $unique_rank_rdg{$key} = $rdg;
1028         }
1029     }
1030 }
1031
1032
1033 sub possible_positions {
1034     my $self = shift;
1035     my %all_pos;
1036     map { $all_pos{ $_->rank } = 1 } $self->readings;
1037     return keys %all_pos;
1038 }
1039
1040 # TODO think about indexing this.
1041 sub readings_at_position {
1042     my( $self, $position, $strict ) = @_;
1043     my @answer;
1044     foreach my $r ( $self->readings ) {
1045         push( @answer, $r ) if $r->is_at_position( $position, $strict );
1046     }
1047     return @answer;
1048 }
1049
1050 ## Lemmatizer functions
1051
1052 sub init_lemmata {
1053     my $self = shift;
1054
1055     foreach my $position ( $self->possible_positions ) {
1056         $self->lemmata->{$position} = undef;
1057     }
1058
1059     foreach my $cr ( $self->common_readings ) {
1060         $self->lemmata->{$cr->position->maxref} = $cr->name;
1061     }
1062 }
1063
1064 sub common_readings {
1065     my $self = shift;
1066     my @common = grep { $_->is_common } $self->readings();
1067     return sort { $a->rank <=> $b->rank } @common;
1068 }
1069     
1070 =item B<lemma_readings>
1071
1072 my @state = $graph->lemma_readings( @readings_delemmatized );
1073
1074 Takes a list of readings that have just been delemmatized, and returns
1075 a set of tuples of the form ['reading', 'state'] that indicates what
1076 changes need to be made to the graph.
1077
1078 =over
1079
1080 =item * 
1081
1082 A state of 1 means 'lemmatize this reading'
1083
1084 =item * 
1085
1086 A state of 0 means 'delemmatize this reading'
1087
1088 =item * 
1089
1090 A state of undef means 'an ellipsis belongs in the text here because
1091 no decision has been made / an earlier decision was backed out'
1092
1093 =back
1094
1095 =cut
1096
1097 sub lemma_readings {
1098     my( $self, @toggled_off_nodes ) = @_;
1099
1100     # First get the positions of those nodes which have been
1101     # toggled off.
1102     my $positions_off = {};
1103     map { $positions_off->{ $_->position->reference } = $_->name } 
1104         @toggled_off_nodes;
1105
1106     # Now for each position, we have to see if a node is on, and we
1107     # have to see if a node has been turned off.  The lemmata hash
1108     # should contain fixed positions, range positions whose node was
1109     # just turned off, and range positions whose node is on.
1110     my @answer;
1111     my %fixed_positions;
1112     # TODO One of these is probably redundant.
1113     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$self->lemmata};
1114     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$positions_off};
1115     map { $fixed_positions{$_} = 1 } $self->possible_positions;
1116     foreach my $pos ( sort { Text::Tradition::Collation::Position::str_cmp( $a, $b ) } keys %fixed_positions ) {
1117         # Find the state of this position.  If there is an active node,
1118         # its name will be the state; otherwise the state will be 0 
1119         # (nothing at this position) or undef (ellipsis at this position)
1120         my $active = undef;
1121         $active = $self->lemmata->{$pos} if exists $self->lemmata->{$pos};
1122         
1123         # Is there a formerly active node that was toggled off?
1124         if( exists( $positions_off->{$pos} ) ) {
1125             my $off_node = $positions_off->{$pos};
1126             if( $active && $active ne $off_node) {
1127                 push( @answer, [ $off_node, 0 ], [ $active, 1 ] );
1128             } else {
1129                 unless( $fixed_positions{$pos} ) {
1130                     $active = 0;
1131                     delete $self->lemmata->{$pos};
1132                 }
1133                 push( @answer, [ $off_node, $active ] );
1134             }
1135
1136         # No formerly active node, so we just see if there is a currently
1137         # active one.
1138         } elsif( $active ) {
1139             # Push the active node, whatever it is.
1140             push( @answer, [ $active, 1 ] );
1141         } else {
1142             # Push the state that is there. Arbitrarily use the first node
1143             # at that position.
1144             my @pos_nodes = $self->readings_at_position( $pos );
1145             push( @answer, [ $pos_nodes[0]->name, $self->lemmata->{$pos} ] );
1146             delete $self->lemmata->{$pos} unless $fixed_positions{$pos};
1147         }
1148     }
1149
1150     return @answer;
1151 }
1152
1153 =item B<toggle_reading>
1154
1155 my @readings_delemmatized = $graph->toggle_reading( $reading_name );
1156
1157 Takes a reading node name, and either lemmatizes or de-lemmatizes
1158 it. Returns a list of all readings that are de-lemmatized as a result
1159 of the toggle.
1160
1161 =cut
1162
1163 sub toggle_reading {
1164     my( $self, $rname ) = @_;
1165     
1166     return unless $rname;
1167     my $reading = $self->reading( $rname );
1168     if( !$reading || $reading->is_common() ) {
1169         # Do nothing, it's a common node.
1170         return;
1171     } 
1172     
1173     my $pos = $reading->position;
1174     my $fixed = $reading->position->fixed;
1175     my $old_state = $self->lemmata->{$pos->reference};
1176
1177     my @readings_off;
1178     if( $old_state && $old_state eq $rname ) {
1179         # Turn off the node. We turn on no others by default.
1180         push( @readings_off, $reading );
1181     } else {
1182         # Turn on the node.
1183         $self->lemmata->{$pos->reference} = $rname;
1184         # Any other 'on' readings in the same position should be off
1185         # if we have a fixed position.
1186         push( @readings_off, $self->same_position_as( $reading, 1 ) )
1187             if $pos->fixed;
1188         # Any node that is an identical transposed one should be off.
1189         push( @readings_off, $reading->identical_readings );
1190     }
1191     @readings_off = unique_list( @readings_off );
1192         
1193     # Turn off the readings that need to be turned off.
1194     my @readings_delemmatized;
1195     foreach my $n ( @readings_off ) {
1196         my $npos = $n->position;
1197         my $state = undef;
1198         $state = $self->lemmata->{$npos->reference}
1199             if defined $self->lemmata->{$npos->reference};
1200         if( $state && $state eq $n->name ) { 
1201             # this reading is still on, so turn it off
1202             push( @readings_delemmatized, $n );
1203             my $new_state = undef;
1204             if( $npos->fixed && $n eq $reading ) {
1205                 # This is the reading that was clicked, so if there are no
1206                 # other readings there and this is a fixed position, turn off 
1207                 # the position.  In all other cases, restore the ellipsis.
1208                 my @other_n = $self->same_position_as( $n ); # TODO do we need strict?
1209                 $new_state = 0 unless @other_n;
1210             }
1211             $self->lemmata->{$npos->reference} = $new_state;
1212         } elsif( $old_state && $old_state eq $n->name ) { 
1213             # another reading has already been turned on here
1214             push( @readings_delemmatized, $n );
1215         } # else some other reading was on anyway, so pass.
1216     }
1217     return @readings_delemmatized;
1218 }
1219
1220 sub same_position_as {
1221     my( $self, $reading, $strict ) = @_;
1222     my $pos = $reading->position;
1223     my %onpath = ( $reading->name => 1 );
1224     # TODO This might not always be sufficient.  We really want to
1225     # exclude all readings on this one's path between its two
1226     # common points.
1227     map { $onpath{$_->name} = 1 } $reading->neighbor_readings;
1228     my @same = grep { !$onpath{$_->name} } 
1229         $self->readings_at_position( $reading->position, $strict );
1230     return @same;
1231 }
1232
1233 # Return the string that joins together a list of witnesses for
1234 # display on a single path.
1235 sub path_label {
1236     my $self = shift;
1237     return join( $self->wit_list_separator, @_ );
1238 }
1239
1240 sub witnesses_of_label {
1241     my( $self, $label ) = @_;
1242     my $regex = $self->wit_list_separator;
1243     my @answer = split( /\Q$regex\E/, $label );
1244     return @answer;
1245 }    
1246
1247 sub unique_list {
1248     my( @list ) = @_;
1249     my %h;
1250     map { $h{$_->name} = $_ } @list;
1251     return values( %h );
1252 }
1253
1254 sub add_hash_entry {
1255     my( $hash, $key, $entry ) = @_;
1256     if( exists $hash->{$key} ) {
1257         push( @{$hash->{$key}}, $entry );
1258     } else {
1259         $hash->{$key} = [ $entry ];
1260     }
1261 }
1262
1263 no Moose;
1264 __PACKAGE__->meta->make_immutable;