only use applicable a.c. witnesses in stemma for analysis
[scpubgit/stemmatology.git] / lib / Text / Tradition / Stemma.pm
index 9244580..ec17145 100644 (file)
@@ -8,8 +8,93 @@ use Graph::Reader::Dot;
 use IPC::Run qw/ run binary /;
 use Text::Tradition::Error;
 use Text::Tradition::StemmaUtil qw/ character_input phylip_pars parse_newick /;
+use XML::LibXML;
 use Moose;
 
+=head1 NAME
+
+Text::Tradition::Stemma - a representation of a I<stemma codicum> for a Text::Tradition
+
+=head1 SYNOPSIS
+
+  use Text::Tradition;
+  my $t = Text::Tradition->new( 
+    'name' => 'this is a text',
+    'input' => 'TEI',
+    'file' => '/path/to/tei_parallel_seg_file.xml' );
+
+  my $s = $tradition->add_stemma( dotfile => '/path/to/stemma.dot' );
+    
+=head1 DESCRIPTION
+
+Text::Tradition is a library for representation and analysis of collated
+texts, particularly medieval ones.  The Stemma is a representation of the
+copying relationships between the witnesses in a Tradition, modelled with
+a connected rooted directed acyclic graph (CRDAG).
+
+=head1 DOT SYNTAX
+
+The easiest way to define a stemma is to use a special form of the 'dot' 
+syntax of GraphViz.  
+
+Each stemma opens with the line
+
+ digraph Stemma {
+and continues with a list of all manuscript witnesses in the stemma, whether
+extant witnesses or missing archetypes or hyparchetypes.  Each of these is
+listed by its sigil on its own line, e.g.:
+
+  alpha [ class=hypothetical ]
+  1 [ class=hypothetical,label=* ]
+  Ms4 [ class=extant ]
+  
+Extant witnesses are listed with class=extant; missing or postulated witnesses
+are listed with class=hypothetical.  Anonymous hyparchetypes must be given a 
+unique name or number, but can be represented as anonymous with the addition 
+of 'label=*' to their lines.  Greek letters or other special characters may be
+used as names, but they must always be wrapped in double quotes.
+
+Links between manuscripts are then listed with arrow notation, as below. These 
+lines show the direction of copying, one step at a time, for the entire stemma.
+
+  alpha -> 1
+  1 -> Ms4
+  
+The final line in the definition should be the closing brace:
+
+ }
+  
+Thus for a set of extant manuscripts A, B, and C, where A and B were copied 
+from the archetype O and C was copied from B, the definition would be:
+
+ digraph Stemma {
+     O [ class=hypothetical]
+     A [ class=extant ]
+     B [ class=extant ]
+     C [ class=extant ]
+     O -> A
+     O -> B
+     B -> C
+ }
+
+=head1 CONSTRUCTOR
+
+=head2 new
+
+The constructor.  This should generally be called from Text::Tradition, but
+if called directly it takes the following options:
+
+=over
+
+=item * collation - The collation with which the stemma is associated.
+
+=item * dot - A filehandle open to a DOT representation of the stemma graph.
+
+=back
+
+=cut
+
 has collation => (
     is => 'ro',
     isa => 'Text::Tradition::Collation',
@@ -22,29 +107,16 @@ has graph => (
     isa => 'Graph',
     predicate => 'has_graph',
     );
-    
-has distance_trees => (
-    is => 'ro',
-    isa => 'ArrayRef[Graph]',
-    writer => '_save_distance_trees',
-    predicate => 'has_distance_trees',
-    );
-    
-has distance_program => (
-       is => 'rw',
-       isa => 'Str',
-       default => '',
-       );
-    
+        
 sub BUILD {
     my( $self, $args ) = @_;
     # If we have been handed a dotfile, initialize it into a graph.
     if( exists $args->{'dot'} ) {
-        $self->graph_from_dot( $args->{'dot'} );
+        $self->_graph_from_dot( $args->{'dot'} );
     }
 }
 
-sub graph_from_dot {
+sub _graph_from_dot {
        my( $self, $dotfh ) = @_;
        my $reader = Graph::Reader::Dot->new();
        my $graph = $reader->read_graph( $dotfh );
@@ -60,9 +132,36 @@ sub graph_from_dot {
        }
 }
 
+=head1 METHODS
+
+=head2 as_dot( \%options )
+
+Returns a normal dot representation of the stemma layout, suitable for rendering
+with GraphViz.  Options include:
+
+=over
+
+=item * graph - A hashref of global graph options.
+
+=item * node - A hashref of global node options.
+
+=item * edge - A hashref of global edge options.
+
+=back
+
+See the GraphViz documentation for the list of available options.
+
+=cut
+
 sub as_dot {
     my( $self, $opts ) = @_;
     
+       ## See if we are including any a.c. witnesses in this graph.
+       my $graph = $self->graph;
+       if( exists $opts->{'layerwits'} ) {
+               $graph = $self->extend_graph( $opts->{'layerwits'} );
+       }
+
     # Get default and specified options
     my %graphopts = (
        # 'ratio' => 1,
@@ -83,7 +182,7 @@ sub as_dot {
                if $opts->{'node'};
        @edgeopts{ keys %{$opts->{'edge'}} } = values %{$opts->{'edge'}} 
                if $opts->{'edge'};
-
+               
        my @dotlines;
        push( @dotlines, 'digraph stemma {' );
        ## Print out the global attributes
@@ -92,18 +191,19 @@ sub as_dot {
        push( @dotlines, _make_dotline( 'node', %nodeopts ) ) if keys %nodeopts;
 
        # Add each of the nodes.
-    foreach my $n ( $self->graph->vertices ) {
-        if( $self->graph->has_vertex_attribute( $n, 'label' ) ) {
-               my $ltext = $self->graph->get_vertex_attribute( $n, 'label' );
+    foreach my $n ( $graph->vertices ) {
+        if( $graph->has_vertex_attribute( $n, 'label' ) ) {
+               my $ltext = $graph->get_vertex_attribute( $n, 'label' );
                push( @dotlines, _make_dotline( $n, 'label' => $ltext ) );
         } else {
                # Use the default display settings.
+               $n = _dotquote( $n );
             push( @dotlines, "  $n;" );
         }
     }
     # Add each of our edges.
-    foreach my $e ( $self->graph->edges ) {
-       my( $from, $to ) = @$e;
+    foreach my $e ( $graph->edges ) {
+       my( $from, $to ) = map { _dotquote( $_ ) } @$e;
        push( @dotlines, "  $from -> $to;" );
     }
     push( @dotlines, '}' );
@@ -111,11 +211,27 @@ sub as_dot {
     return join( "\n", @dotlines );
 }
 
+=head2 editable( $opts )
+
+Returns a version of the graph rendered in our definition format.  The
+output separates statements with a newline; set $opts->{'linesep'} to the 
+empty string or to a space if the result is to be sent via JSON.
+
+Any layer witnesses to be included should be passed via $opts->{'layerwits'}.
+
+=cut
 
-# Another version of dot output meant for graph editing, thus
-# much simpler.
 sub editable {
-       my $self = shift;
+       my( $self, $opts ) = @_;
+       
+       ## See if we are including any a.c. witnesses in this graph.
+       my $graph = $self->graph;
+       if( exists $opts->{'layerwits'} ) {
+               $graph = $self->extend_graph( $opts->{'layerwits'} );
+       }
+
+       # Create the graph
+       my $join = ( $opts && exists $opts->{'linesep'} ) ? $opts->{'linesep'} : "\n";
        my @dotlines;
        push( @dotlines, 'digraph stemma {' );
        my @real; # A cheap sort
@@ -133,34 +249,95 @@ sub editable {
                push( @dotlines, _make_dotline( $n, 'class' => 'extant' ) );
        }
        foreach my $e ( sort _by_vertex $self->graph->edges ) {
-               my( $from, $to ) = @$e;
+               my( $from, $to ) = map { _dotquote( $_ ) } @$e;
                push( @dotlines, "  $from -> $to;" );
        }
     push( @dotlines, '}' );
-    return join( "\n", @dotlines );
+    return join( $join, @dotlines );
 }
 
 sub _make_dotline {
        my( $obj, %attr ) = @_;
        my @pairs;
        foreach my $k ( keys %attr ) {
-               my $v = $attr{$k};
-               $v =~ s/\"/\\\"/g;
-               push( @pairs, "$k=\"$v\"" );
+               my $v = _dotquote( $attr{$k} );
+               push( @pairs, "$k=$v" );
        }
-       return sprintf( "  %s [ %s ];", $obj, join( ', ', @pairs ) );
+       return sprintf( "  %s [ %s ];", _dotquote( $obj ), join( ', ', @pairs ) );
 }
        
+sub _dotquote {
+       my( $str ) = @_;
+       return $str if $str =~ /^[A-Za-z0-9]+$/;
+       $str =~ s/\"/\\\"/g;
+       $str = '"' . $str . '"';
+       return $str;
+}
+
 sub _by_vertex {
        return $a->[0].$a->[1] cmp $b->[0].$b->[1];
 }
 
-# Render the stemma as SVG.
+=head2 extend_graph( $layered_witnesses )
+
+Returns a graph which is the original stemma with witness layers added for the
+list in @$layered_witnesses.  A layered (a.c.) witness is added as a parent
+of its main version, and additionally shares all other parents and children with
+that version.
+
+=cut
+
+sub extend_graph {
+       my( $self, $layerwits ) = @_;
+       # For each 'layered' witness in the layerwits array, add it to the graph
+       # as an ancestor of the 'main' witness, and otherwise with the same parent/
+       # child links as its main analogue.
+       # TOOD Handle case where B is copied from A but corrected from C
+       
+       # Iterate through, adding a.c. witnesses
+       my $actag = $self->collation->ac_label;
+       my $graph = $self->graph->copy;
+       foreach my $lw ( @$layerwits ) {
+               # Add the layered witness and set it with the same attributes as
+               # its 'main' analogue
+               my $lwac = $lw . $self->collation->ac_label;
+               $graph->add_vertex( $lwac );
+               $graph->set_vertex_attributes( $lwac,
+                       $graph->get_vertex_attributes( $lw ) );
+                       
+               # Set it as ancestor to the main witness
+               $graph->add_edge( $lwac, $lw );
+               
+               # Give it the same ancestors and descendants as the main witness has,
+               # bearing in mind that those ancestors and descendants might also just
+               # have had a layered witness defined.
+               foreach my $v ( $graph->predecessors( $lw ) ) {
+                       next if $v eq $lwac; # Don't add a loop
+                       $graph->add_edge( $v, $lwac );
+                       $graph->add_edge( $v.$self->collation->ac_label, $lwac )
+                               if $graph->has_vertex( $v.$self->collation->ac_label );
+               }
+               foreach my $v ( $graph->successors( $lw ) ) {
+                       next if $v eq $lwac; # but this shouldn't occur
+                       $graph->add_edge( $lwac, $v );
+                       $graph->add_edge( $lwac, $v.$self->collation->ac_label )
+                               if $graph->has_vertex( $v.$self->collation->ac_label );
+               }
+       }
+       return $graph;
+}
+
+=head2 as_svg
+
+Returns an SVG representation of the graph, calling as_dot first.
+
+=cut
+
 sub as_svg {
     my( $self, $opts ) = @_;
     my $dot = $self->as_dot( $opts );
     my @cmd = qw/dot -Tsvg/;
-    my( $svg, $err );
+    my $svg;
     my $dotfile = File::Temp->new();
     ## TODO REMOVE
     # $dotfile->unlink_on_destroy(0);
@@ -168,10 +345,22 @@ sub as_svg {
     print $dotfile $dot;
     push( @cmd, $dotfile->filename );
     run( \@cmd, ">", binary(), \$svg );
-    $svg = decode_utf8( $svg );
-    return $svg;
+    # HACK: Parse the SVG and change the dimensions.
+    # Get rid of width and height attributes to allow scaling.
+    my $parser = XML::LibXML->new();
+    my $svgdoc = $parser->parse_string( decode_utf8( $svg ) );
+       $svgdoc->documentElement->removeAttribute('width');
+       $svgdoc->documentElement->removeAttribute('height');
+    # Return the result
+    return decode_utf8( $svgdoc->toString );
 }
 
+=head2 witnesses
+
+Returns a list of the extant witnesses represented in the stemma.
+
+=cut
+
 sub witnesses {
     my $self = shift;
     my @wits = grep { $self->graph->get_vertex_attribute( $_, 'class' ) eq 'extant' }
@@ -179,34 +368,12 @@ sub witnesses {
     return @wits;
 }
 
-#### Methods for calculating phylogenetic trees ####
-
-before 'distance_trees' => sub {
+sub hypotheticals {
     my $self = shift;
-    my %args = (
-       'program' => 'phylip_pars',
-       @_ );
-    # TODO allow specification of method for calculating distance tree
-    if( !$self->has_distance_trees
-       || $args{'program'} ne $self->distance_program ) {
-        # We need to make a tree before we can return it.
-        my $dsub = 'run_' . $args{'program'};
-        my( $ok, $result ) = $self->$dsub();
-        if( $ok ) {
-            # Save the resulting trees
-            my $trees = parse_newick( $result );
-            $self->_save_distance_trees( $trees );
-            $self->distance_program( $args{'program'} );
-        } else {
-            throw( "Failed to calculate distance trees: $result" );
-        }
-    }
-};
-
-sub run_phylip_pars {
-       my $self = shift;
-       my $cdata = character_input( $self->collation->make_alignment_table() );
-       return phylip_pars( $cdata );
+    my @wits = grep 
+       { $self->graph->get_vertex_attribute( $_, 'class' ) eq 'hypothetical' }
+        $self->graph->vertices;
+    return @wits;
 }
 
 sub throw {
@@ -221,3 +388,13 @@ no Moose;
 __PACKAGE__->meta->make_immutable;
     
 1;
+
+=head1 LICENSE
+
+This package is free software and is provided "as is" without express
+or implied warranty.  You can redistribute it and/or modify it under
+the same terms as Perl itself.
+
+=head1 AUTHOR
+
+Tara L Andrews E<lt>aurum@cpan.orgE<gt>