huge pile of pod updates
[scpubgit/stemmatology.git] / lib / Text / Tradition / StemmaUtil.pm
index efa65da..e48c0ff 100644 (file)
@@ -4,9 +4,32 @@ use strict;
 use warnings;
 use Exporter 'import';
 use vars qw/ @EXPORT_OK /;
-@EXPORT_OK = qw/ phylip_pars_input /;
+use Bio::Phylo::IO;
+use Encode qw( decode_utf8 );
+use File::chdir;
+use File::Temp;
+use File::Which;
+use Graph;
+use Graph::Reader::Dot;
+use IPC::Run qw/ run binary /;
+use Text::Tradition::Error;
+@EXPORT_OK = qw/ make_character_matrix character_input phylip_pars 
+                                parse_newick newick_to_svg /;
 
-sub make_character_matrix {
+=head1 NAME
+
+Text::Tradition::StemmaUtil - standalone utilities for distance tree calculations
+
+=head1 DESCRIPTION
+
+This package contains a set of utilities for running phylogenetic analysis on
+text collations.
+
+=head1 SUBROUTINES
+
+=cut
+
+sub _make_character_matrix {
     my( $table ) = @_;
     # Push the names of the witnesses to initialize the rows of the matrix.
     my @matrix = map { [ _normalize_witname( $_->{'witness'} ) ] } 
@@ -17,7 +40,7 @@ sub make_character_matrix {
         my @pos_readings = map { $_->{'tokens'}->[$token_index] }
                                                        @{$table->{'alignment'}};
         my @pos_text = map { $_ ? $_->{'t'} : $_ } @pos_readings;
-        my @chars = convert_characters( \@pos_text );
+        my @chars = _convert_characters( \@pos_text );
         foreach my $idx ( 0 .. $#matrix ) {
             push( @{$matrix[$idx]}, $chars[$idx] );
         }
@@ -35,7 +58,7 @@ sub _normalize_witname {
     return sprintf( "%-10s", $witname );
 }
 
-sub convert_characters {
+sub _convert_characters {
     my $row = shift;
     # This is a simple algorithm that treats every reading as different.
     # Eventually we will want to be able to specify how relationships
@@ -68,9 +91,17 @@ sub convert_characters {
     return @chars;
 }
 
-sub phylip_pars_input {
+=head2 character_input( $alignment_table )
+
+Returns a character matrix string suitable for Phylip programs, which 
+corresponds to the given alignment table.  See Text::Tradition::Collation 
+for a description of the alignment table format.
+
+=cut
+
+sub character_input {
     my $table = shift;
-    my $character_matrix = make_character_matrix( $table );
+    my $character_matrix = _make_character_matrix( $table );
     my $input = '';
     my $rows = scalar @{$character_matrix};
     my $columns = scalar @{$character_matrix->[0]} - 1;
@@ -81,3 +112,162 @@ sub phylip_pars_input {
     return $input;
 }
 
+=head2 phylip_pars( $character_matrix )
+
+Runs Phylip Pars on the given character matrix.  Returns results in Newick format.
+
+=cut
+
+sub phylip_pars {
+       my( $charmatrix ) = @_;
+    # Set up a temporary directory for all the default Phylip files.
+    my $phylip_dir = File::Temp->newdir();
+    # $phylip_dir->unlink_on_destroy(0);
+    # We need an infile, and we need a command input file.
+    open( MATRIX, ">$phylip_dir/infile" ) or die "Could not write $phylip_dir/infile";
+    print MATRIX $charmatrix;
+    close MATRIX;
+
+    open( CMD, ">$phylip_dir/cmdfile" ) or die "Could not write $phylip_dir/cmdfile";
+    ## TODO any configuration parameters we want to set here
+#   U                 Search for best tree?  Yes
+#   S                        Search option?  More thorough search
+#   V              Number of trees to save?  100
+#   J     Randomize input order of species?  No. Use input order
+#   O                        Outgroup root?  No, use as outgroup species 1
+#   T              Use Threshold parsimony?  No, use ordinary parsimony
+#   W                       Sites weighted?  No
+#   M           Analyze multiple data sets?  No
+#   I            Input species interleaved?  Yes
+#   0   Terminal type (IBM PC, ANSI, none)?  ANSI
+#   1    Print out the data at start of run  No
+#   2  Print indications of progress of run  Yes
+#   3                        Print out tree  Yes
+#   4          Print out steps in each site  No
+#   5  Print character at all nodes of tree  No
+#   6       Write out trees onto tree file?  Yes
+    print CMD "Y\n";
+    close CMD;
+
+    # And then we run the program.
+    my $program = File::Which::which( 'pars' );
+    unless( -x $program ) {
+               throw( "Phylip pars not found in path" );
+    }
+
+    {
+        # We need to run it in our temporary directory where we have created
+        # all the expected files.
+        local $CWD = $phylip_dir;
+        my @cmd = ( $program );
+        run \@cmd, '<', 'cmdfile', '>', '/dev/null';
+    }
+    # Now our output should be in 'outfile' and our tree in 'outtree',
+    # both in the temp directory.
+
+    my @outtree;
+    if( -f "$phylip_dir/outtree" ) {
+        open( TREE, "$phylip_dir/outtree" ) or die "Could not open outtree for read";
+        @outtree = <TREE>;
+        close TREE;
+    }
+    return join( '', @outtree ) if @outtree;
+
+       # If we got this far, we are about to throw an error.
+    my @error;
+    if( -f "$phylip_dir/outfile" ) {
+        open( OUTPUT, "$phylip_dir/outfile" ) or die "Could not open output for read";
+        @error = <OUTPUT>;
+        close OUTPUT;
+    } else {
+        push( @error, "Neither outtree nor output file was produced!" );
+    }
+    throw( join( '', @error ) );
+}
+
+=head2 parse_newick( $newick_string )
+
+Parses the given Newick tree(s) into one or more undirected Graph objects.
+
+=cut
+
+sub parse_newick {
+    my $newick = shift;
+    my @trees;
+    # Parse the result into a tree
+    my $forest = Bio::Phylo::IO->parse( 
+        -format => 'newick',
+        -string => $newick,
+        );
+    # Turn the tree into a graph, starting with the root node
+    foreach my $tree ( @{$forest->get_entities} ) {
+        push( @trees, _graph_from_bio( $tree ) );
+    }
+    return \@trees;
+}
+
+=head2 newick_to_svg( $newick_string )
+
+Uses the FigTree utility (if installed) to transform the given Newick tree(s)
+into a graph visualization.
+
+=cut
+
+sub newick_to_svg {
+       my $newick = shift;
+    my $program = File::Which::which( 'figtree' );
+    unless( -x $program ) {
+               throw( "FigTree commandline utility not found in path" );
+    }
+    my $svg;
+    my $nfile = File::Temp->new();
+    print $nfile $newick;
+    close $nfile;
+       my @cmd = ( $program, '-graphic', 'SVG', $nfile );
+    run( \@cmd, ">", binary(), \$svg );
+    return decode_utf8( $svg );
+}
+
+sub _graph_from_bio {
+    my $tree = shift;
+    my $graph = Graph->new( 'undirected' => 1 );
+    # Give all the intermediate anonymous nodes a name.
+    my $i = 0;
+    foreach my $n ( @{$tree->get_entities} ) {
+        next if $n->get_name;
+        $n->set_name( $i++ );
+    }
+    my $root = $tree->get_root->get_name;
+    $graph->add_vertex( $root );
+    _add_tree_children( $graph, $root, $tree->get_root->get_children() );
+    return $graph;
+}
+
+sub _add_tree_children {
+    my( $graph, $parent, $tree_children ) = @_;
+    foreach my $c ( @$tree_children ) {
+        my $child = $c->get_name;
+        $graph->add_vertex( $child );
+        $graph->add_path( $parent, $child );
+        _add_tree_children( $graph, $child, $c->get_children() );
+    }
+}
+
+sub throw {
+       Text::Tradition::Error->throw( 
+               'ident' => 'StemmaUtil error',
+               'message' => $_[0],
+               );
+}
+
+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>