continued doc and testing drive; rationalize GraphML a little
[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     # Add the data keys for the graph
371     my %graph_data_keys;
372     my $gdi = 0;
373     my @graph_attributes = qw/ wit_list_separator baselabel linear ac_label /;
374     foreach my $datum ( @graph_attributes ) {
375         $graph_data_keys{$datum} = 'dg'.$gdi++;
376         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
377         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
378         $key->setAttribute( 'attr.type', $key eq 'linear' ? 'boolean' : 'string' );
379         $key->setAttribute( 'for', 'graph' );
380         $key->setAttribute( 'id', $graph_data_keys{$datum} );           
381     }
382
383     # Add the data keys for nodes
384     my %node_data_keys;
385     my $ndi = 0;
386     foreach my $datum ( qw/ name reading identical rank class / ) {
387         $node_data_keys{$datum} = 'dn'.$ndi++;
388         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
389         $key->setAttribute( 'attr.name', $datum );
390         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
391         $key->setAttribute( 'for', 'node' );
392         $key->setAttribute( 'id', $node_data_keys{$datum} );
393     }
394
395     # Add the data keys for edges, i.e. witnesses
396     my $edi = 0;
397     my %edge_data_keys;
398     my @string_keys = qw/ class witness relationship /;
399     my @bool_keys = qw/ extra equal_rank non_correctable non_independent /;
400     foreach my $edge_key( @string_keys ) {
401         $edge_data_keys{$edge_key} = 'de'.$edi++;
402         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
403         $key->setAttribute( 'attr.name', $edge_key );
404         $key->setAttribute( 'attr.type', 'string' );
405         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
406         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$edge_key} );
407     }
408     foreach my $edge_key( @bool_keys ) {
409         $edge_data_keys{$edge_key} = 'de'.$edi++;
410         my $key = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'key' );
411         $key->setAttribute( 'attr.name', $edge_key );
412         $key->setAttribute( 'attr.type', 'boolean' );
413         $key->setAttribute( 'for', 'edge' );
414         $key->setAttribute( 'id', $edge_data_keys{$edge_key} );
415     }
416     
417     # Add the graph, its nodes, and its edges
418     my $graph = $root->addNewChild( $graphml_ns, 'graph' );
419     $graph->setAttribute( 'edgedefault', 'directed' );
420     $graph->setAttribute( 'id', $self->tradition->name );
421     $graph->setAttribute( 'parse.edgeids', 'canonical' );
422     $graph->setAttribute( 'parse.edges', scalar($self->paths) );
423     $graph->setAttribute( 'parse.nodeids', 'canonical' );
424     $graph->setAttribute( 'parse.nodes', scalar($self->readings) );
425     $graph->setAttribute( 'parse.order', 'nodesfirst' );
426     
427     # Collation attribute data
428     foreach my $datum ( @graph_attributes ) {
429                 _add_graphml_data( $graph, $graph_data_keys{$datum}, $self->$datum );
430         }
431
432     my $node_ctr = 0;
433     my %node_hash;
434     # Add our readings to the graph
435     foreach my $n ( sort { $a->name cmp $b->name } $self->readings ) {
436         my $node_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'node' );
437         my $node_xmlid = 'n' . $node_ctr++;
438         $node_hash{ $n->name } = $node_xmlid;
439         $node_el->setAttribute( 'id', $node_xmlid );
440         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'name'}, $n->name );
441         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'reading'}, $n->label );
442         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'rank'}, $n->rank )
443             if $n->has_rank;
444         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'class'}, $n->sub_class );
445         _add_graphml_data( $node_el, $node_data_keys{'identical'}, $n->primary->name )
446             if $n->has_primary && $n->primary ne $n;
447     }
448
449     # Add the path and relationship edges
450     my $edge_ctr = 0;
451     foreach my $e ( sort { $a->from->name cmp $b->from->name } $self->graph->edges() ) {
452         my( $name, $from, $to ) = ( 'e'.$edge_ctr++,
453                                     $node_hash{ $e->from->name() },
454                                     $node_hash{ $e->to->name() } );
455         my $edge_el = $graph->addNewChild( $graphml_ns, 'edge' );
456         $edge_el->setAttribute( 'source', $from );
457         $edge_el->setAttribute( 'target', $to );
458         $edge_el->setAttribute( 'id', $name );
459         # Add the edge class
460         _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'class'}, $e->sub_class );
461         
462         # For some classes we have extra information to save.
463         if( $e->sub_class eq 'path' ) {
464             # It's a witness path, so add the witness
465             my $base = $e->label;
466             my $key = $edge_data_keys{'witness_main'};
467             # Is this an ante-corr witness?
468             my $aclabel = $self->ac_label;
469             if( $e->label =~ /^(.*)\Q$aclabel\E$/ ) {
470                 # Keep the base witness
471                 $base = $1;
472                 # ...and record that this is an 'extra' reading path
473                 _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'extra'}, 'true' );
474             }
475             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'witness'}, $base );
476         } elsif( $e->sub_class eq 'relationship' ) {
477             # It's a relationship, so save the relationship data
478             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'relationship'}, $e->label );
479             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'equal_rank'}, $e->equal_rank );
480             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_correctable'}, $e->non_correctable );
481             _add_graphml_data( $edge_el, $edge_data_keys{'non_independent'}, $e->non_independent );
482         } 
483     }
484
485     # Save and return the thing
486     my $result = decode_utf8( $graphml->toString(1) );
487     $self->_save_graphml( $result );
488     return $result;
489 }
490
491 sub _add_graphml_data {
492     my( $el, $key, $value ) = @_;
493     return unless defined $value;
494     my $data_el = $el->addNewChild( $el->namespaceURI, 'data' );
495     $data_el->setAttribute( 'key', $key );
496     $data_el->appendText( $value );
497 }
498
499 =item B<as_csv>
500
501 print $graph->as_csv( $recalculate )
502
503 Returns a CSV alignment table representation of the collation graph, one
504 row per witness (or witness uncorrected.) Unless $recalculate is passed
505 (and is a true value), the method will return a cached copy of the CSV
506 after the first call to the method.
507
508 =cut
509
510 sub as_csv {
511     my( $self, $recalc ) = @_;
512     return $self->csv if $self->has_csv;
513     my $table = $self->make_alignment_table;
514     my $csv = Text::CSV_XS->new( { binary => 1, quote_null => 0 } );    
515     my @result;
516     foreach my $row ( @$table ) {
517         $csv->combine( @$row );
518         push( @result, decode_utf8( $csv->string ) );
519     }
520     $self->_save_csv( join( "\n", @result ) );
521     return $self->csv;
522 }
523
524 # Make an alignment table - $noderefs controls whether the objects
525 # in the table are the nodes or simply their readings.
526
527 sub make_alignment_table {
528     my( $self, $noderefs ) = @_;
529     unless( $self->linear ) {
530         warn "Need a linear graph in order to make an alignment table";
531         return;
532     }
533     my $table;
534     my @all_pos = sort { $a <=> $b } $self->possible_positions;
535     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
536         # print STDERR "Making witness row(s) for " . $wit->sigil . "\n";
537         my @row = _make_witness_row( $wit->path, \@all_pos, $noderefs );
538         unshift( @row, $wit->sigil );
539         push( @$table, \@row );
540         if( $wit->has_ante_corr ) {
541             my @ac_row = _make_witness_row( $wit->uncorrected_path, \@all_pos, $noderefs );
542             unshift( @ac_row, $wit->sigil . $self->ac_label );
543             push( @$table, \@ac_row );
544         }           
545     }
546
547     # Return a table where the witnesses read in columns rather than rows.
548     my $turned = _turn_table( $table );
549     return $turned;
550 }
551
552 sub _make_witness_row {
553     my( $path, $positions, $noderefs ) = @_;
554     my %char_hash;
555     map { $char_hash{$_} = undef } @$positions;
556     foreach my $rdg ( @$path ) {
557         my $rtext = $rdg->text;
558         $rtext = '#LACUNA#' if $rdg->is_lacuna;
559         $char_hash{$rdg->rank} = $noderefs ? $rdg : $rtext;
560     }
561     my @row = map { $char_hash{$_} } @$positions;
562     # Fill in lacuna markers for undef spots in the row
563     my $last_el = shift @row;
564     my @filled_row = ( $last_el );
565     foreach my $el ( @row ) {
566         # If we are using node reference, make the lacuna node appear many times
567         # in the table.  If not, use the lacuna tag.
568         if( $last_el && _el_is_lacuna( $last_el ) && !defined $el ) {
569             $el = $noderefs ? $last_el : '#LACUNA#';
570         }
571         push( @filled_row, $el );
572         $last_el = $el;
573     }
574     return @filled_row;
575 }
576
577 # Tiny utility function to say if a table element is a lacuna
578 sub _el_is_lacuna {
579     my $el = shift;
580     return 1 if $el eq '#LACUNA#';
581     return 1 if ref( $el ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading'
582         && $el->is_lacuna;
583     return 0;
584 }
585
586 # Helper to turn the witnesses along columns rather than rows.  Assumes
587 # equal-sized rows.
588 sub _turn_table {
589     my( $table ) = @_;
590     my $result = [];
591     return $result unless scalar @$table;
592     my $nrows = scalar @{$table->[0]};
593     foreach my $idx ( 0 .. $nrows - 1 ) {
594         foreach my $wit ( 0 .. $#{$table} ) {
595             $result->[$idx]->[$wit] = $table->[$wit]->[$idx];
596         }
597     }
598     return $result;        
599 }
600
601
602 sub collapse_graph_paths {
603     my $self = shift;
604     # Our collation graph has an path per witness.  This is great for
605     # calculation purposes, but terrible for display.  Thus we want to
606     # display only one path between any two nodes.
607
608     return if $self->collapsed;
609
610     print STDERR "Collapsing witness paths in graph...\n";
611
612     # Don't list out every witness if we have more than half to list.
613     my $majority = int( scalar( $self->tradition->witnesses ) / 2 ) + 1;
614     # But don't compress if there are only a few witnesses.
615     $majority = 4 if $majority < 4;
616     foreach my $node ( $self->readings ) {
617         my $newlabels = {};
618         # We will visit each node, so we only look ahead.
619         foreach my $edge ( $node->outgoing() ) {
620             next unless $edge->class eq 'edge.path';
621             add_hash_entry( $newlabels, $edge->to->name, $edge->name );
622             $self->del_path( $edge );
623         }
624
625         foreach my $newdest ( keys %$newlabels ) {
626             my $label;
627             my @compressed_wits = @{$newlabels->{$newdest}};
628             if( @compressed_wits < $majority ) {
629                 $label = join( ', ', sort( @{$newlabels->{$newdest}} ) );
630             } else {
631                 ## TODO FIX THIS HACK
632                 my @aclabels;
633                 foreach my $wit ( @compressed_wits ) {
634                     push( @aclabels, $wit ) if( $wit =~ /^(.*?)(\s*\(?a\.\s*c\.\)?)$/ );
635                 }
636                 $label = join( ', ', 'majority', sort( @aclabels ) );
637             }
638             
639             my $newpath = $self->add_path( $node, $self->reading( $newdest ), $label );
640             $newpath->hidden_witnesses( \@compressed_wits );
641         }
642     }
643
644     $self->collapsed( 1 );
645 }
646
647 sub expand_graph_paths {
648     my $self = shift;
649     # Our collation graph has only one path between any two nodes.
650     # This is great for display, but not so great for analysis.
651     # Expand this so that each witness has its own path between any
652     # two reading nodes.
653     return unless $self->collapsed;
654     
655     print STDERR "Expanding witness paths in graph...\n";
656     foreach my $path( $self->paths ) {
657         my $from = $path->from;
658         my $to = $path->to;
659         warn sprintf( "No hidden witnesses on %s -> %s ?", $from->name, $to->name )
660             unless $path->has_hidden_witnesses;
661         my @wits = @{$path->hidden_witnesses};
662         $self->del_path( $path );
663         foreach ( @wits ) {
664             $self->add_path( $from, $to, $_ );
665         }
666     }
667     $self->collapsed( 0 );
668 }
669
670 =back
671
672 =head2 Navigation methods
673
674 =over
675
676 =item B<start>
677
678 my $beginning = $collation->start();
679
680 Returns the beginning of the collation, a meta-reading with label '#START#'.
681
682 =cut
683
684 sub start {
685     # Return the beginning reading of the graph.
686     my( $self, $new_start ) = @_;
687     my $start = $self->reading( '#START#' );
688     if( ref( $new_start ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
689         # Replace the existing start node.
690         $self->del_reading( '#START#' );
691         $self->graph->rename_node( $new_start, '#START#' );
692         $start = $new_start;
693     } elsif ( $new_start && $new_start eq 'INIT' ) {
694         # Make a new start node.
695         $start = $self->add_reading( '#START#' );
696     }
697     # Make sure the start node is a meta node
698     $start->is_meta( 1 );
699     # Make sure the start node has a start position.
700     unless( $start->has_rank ) {
701         $start->rank( '0' );
702     }
703     return $start;
704 }
705
706 =item B<end>
707
708 my $end = $collation->end();
709
710 Returns the end of the collation, a meta-reading with label '#END#'.
711
712 =cut
713
714 sub end {
715     my $self = shift;
716     my( $new_end ) = @_;
717     my $end = $self->reading( '#END#' );
718     if( ref( $new_end ) eq 'Text::Tradition::Collation::Reading' ) {
719         $self->del_reading( '#END#' );
720         $self->graph->rename_node( $new_end, '#END#' );
721         $end = $new_end
722     } elsif ( $new_end && $new_end eq 'INIT' ) {
723         # Make a new start node.
724         $end = $self->add_reading( '#END#' );
725     }
726     # Make sure the start node is a meta node
727     $end->is_meta( 1 );
728     return $end;
729 }
730
731 =item B<reading_sequence>
732
733 my @readings = $graph->reading_sequence( $first, $last, $path[, $alt_path] );
734
735 Returns the ordered list of readings, starting with $first and ending
736 with $last, along the given witness path.  If no path is specified,
737 assume that the path is that of the base text (if any.)
738
739 =cut
740
741 # TODO Think about returning some lazy-eval iterator.
742
743 sub reading_sequence {
744     my( $self, $start, $end, $witness, $backup ) = @_;
745
746     $witness = $self->baselabel unless $witness;
747     my @readings = ( $start );
748     my %seen;
749     my $n = $start;
750     while( $n && $n ne $end ) {
751         if( exists( $seen{$n->name()} ) ) {
752             warn "Detected loop at " . $n->name();
753             last;
754         }
755         $seen{$n->name()} = 1;
756         
757         my $next = $self->next_reading( $n, $witness, $backup );
758         warn "Did not find any path for $witness from reading " . $n->name
759             unless $next;
760         push( @readings, $next );
761         $n = $next;
762     }
763     # Check that the last reading is our end reading.
764     my $last = $readings[$#readings];
765     warn "Last reading found from " . $start->label() .
766         " for witness $witness is not the end!"
767         unless $last eq $end;
768     
769     return @readings;
770 }
771
772 =item B<next_reading>
773
774 my $next_reading = $graph->next_reading( $reading, $witpath );
775
776 Returns the reading that follows the given reading along the given witness
777 path.  
778
779 =cut
780
781 sub next_reading {
782     # Return the successor via the corresponding path.
783     my $self = shift;
784     return $self->_find_linked_reading( 'next', @_ );
785 }
786
787 =item B<prior_reading>
788
789 my $prior_reading = $graph->prior_reading( $reading, $witpath );
790
791 Returns the reading that precedes the given reading along the given witness
792 path.  
793
794 =cut
795
796 sub prior_reading {
797     # Return the predecessor via the corresponding path.
798     my $self = shift;
799     return $self->_find_linked_reading( 'prior', @_ );
800 }
801
802 sub _find_linked_reading {
803     my( $self, $direction, $node, $path, $alt_path ) = @_;
804     my @linked_paths = $direction eq 'next' 
805         ? $node->outgoing() : $node->incoming();
806     return undef unless scalar( @linked_paths );
807     
808     # We have to find the linked path that contains all of the
809     # witnesses supplied in $path.
810     my( @path_wits, @alt_path_wits );
811     @path_wits = $self->witnesses_of_label( $path ) if $path;
812     @alt_path_wits = $self->witnesses_of_label( $alt_path ) if $alt_path;
813     my $base_le;
814     my $alt_le;
815     foreach my $le ( @linked_paths ) {
816         if( $le->name eq $self->baselabel ) {
817             $base_le = $le;
818         } else {
819             my @le_wits = $self->witnesses_of_label( $le->name );
820             if( _is_within( \@path_wits, \@le_wits ) ) {
821                 # This is the right path.
822                 return $direction eq 'next' ? $le->to() : $le->from();
823             } elsif( _is_within( \@alt_path_wits, \@le_wits ) ) {
824                 $alt_le = $le;
825             }
826         }
827     }
828     # Got this far? Return the alternate path if it exists.
829     return $direction eq 'next' ? $alt_le->to() : $alt_le->from()
830         if $alt_le;
831
832     # Got this far? Return the base path if it exists.
833     return $direction eq 'next' ? $base_le->to() : $base_le->from()
834         if $base_le;
835
836     # Got this far? We have no appropriate path.
837     warn "Could not find $direction node from " . $node->label 
838         . " along path $path";
839     return undef;
840 }
841
842 # Some set logic.
843 sub _is_within {
844     my( $set1, $set2 ) = @_;
845     my $ret = @$set1; # will be 0, i.e. false, if set1 is empty
846     foreach my $el ( @$set1 ) {
847         $ret = 0 unless grep { /^\Q$el\E$/ } @$set2;
848     }
849     return $ret;
850 }
851
852
853 ## INITIALIZATION METHODS - for use by parsers
854 # Walk the paths for each witness in the graph, and return the nodes
855 # that the graph has in common.  If $using_base is true, some 
856 # different logic is needed.
857 # NOTE This does not create paths; it merely finds common readings.
858
859 sub walk_witness_paths {
860     my( $self ) = @_;
861     # For each witness, walk the path through the graph.
862     # Then we need to find the common nodes.  
863     # TODO This method is going to fall down if we have a very gappy 
864     # text in the collation.
865     my $paths = {};
866     my @common_readings;
867     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
868         my $curr_reading = $self->start;
869         my @wit_path = $self->reading_sequence( $self->start, $self->end, 
870                                                 $wit->sigil );
871         $wit->path( \@wit_path );
872
873         # Detect the common readings.
874         @common_readings = _find_common( \@common_readings, \@wit_path );
875     }
876
877     # Mark all the nodes as either common or not.
878     foreach my $cn ( @common_readings ) {
879         print STDERR "Setting " . $cn->name . " / " . $cn->label 
880             . " as common node\n";
881         $cn->make_common;
882     }
883     foreach my $n ( $self->readings() ) {
884         $n->make_variant unless $n->is_common;
885     }
886     # Return an array of the common nodes in order.
887     return @common_readings;
888 }
889
890 sub _find_common {
891     my( $common_readings, $new_path ) = @_;
892     my @cr;
893     if( @$common_readings ) {
894         foreach my $n ( @$new_path ) {
895             push( @cr, $n ) if grep { $_ eq $n } @$common_readings;
896         }
897     } else {
898         push( @cr, @$new_path );
899     }
900     return @cr;
901 }
902
903 sub _remove_common {
904     my( $common_readings, $divergence ) = @_;
905     my @cr;
906     my %diverged;
907     map { $diverged{$_->name} = 1 } @$divergence;
908     foreach( @$common_readings ) {
909         push( @cr, $_ ) unless $diverged{$_->name};
910     }
911     return @cr;
912 }
913
914
915 # For use when a collation is constructed from a base text and an apparatus.
916 # We have the sequences of readings and just need to add path edges.
917
918 sub make_witness_paths {
919     my( $self ) = @_;
920     foreach my $wit ( $self->tradition->witnesses ) {
921         print STDERR "Making path for " . $wit->sigil . "\n";
922         $self->make_witness_path( $wit );
923     }
924 }
925
926 sub make_witness_path {
927     my( $self, $wit ) = @_;
928     my @chain = @{$wit->path};
929     my $sig = $wit->sigil;
930     foreach my $idx ( 0 .. $#chain-1 ) {
931         $self->add_path( $chain[$idx], $chain[$idx+1], $sig );
932     }
933     if( $wit->has_ante_corr ) {
934         @chain = @{$wit->uncorrected_path};
935         foreach my $idx( 0 .. $#chain-1 ) {
936             my $source = $chain[$idx];
937             my $target = $chain[$idx+1];
938             $self->add_path( $source, $target, $sig.$self->ac_label )
939                 unless $self->has_path( $source, $target, $sig );
940         }
941     }
942 }
943
944 sub calculate_ranks {
945     my $self = shift;
946     # Walk a version of the graph where every node linked by a relationship 
947     # edge is fundamentally the same node, and do a topological ranking on
948     # the nodes in this graph.
949     my $topo_graph = Graph->new();
950     my %rel_containers;
951     my $rel_ctr = 0;
952     # Add the nodes
953     foreach my $r ( $self->readings ) {
954         next if exists $rel_containers{$r->name};
955         my @rels = $r->related_readings( 'colocated' );
956         if( @rels ) {
957             # Make a relationship container.
958             push( @rels, $r );
959             my $rn = 'rel_container_' . $rel_ctr++;
960             $topo_graph->add_vertex( $rn );
961             foreach( @rels ) {
962                 $rel_containers{$_->name} = $rn;
963             }
964         } else {
965             # Add a new node to mirror the old node.
966             $rel_containers{$r->name} = $r->name;
967             $topo_graph->add_vertex( $r->name );
968         }
969     }
970
971     # Add the edges. Need only one edge between any pair of nodes.
972     foreach my $r ( $self->readings ) {
973         foreach my $n ( $r->neighbor_readings( 'forward' ) ) {
974                 my( $tfrom, $tto ) = ( $rel_containers{$r->name},
975                         $rel_containers{$n->name} );
976             $topo_graph->add_edge( $tfrom, $tto )
977                 unless $topo_graph->has_edge( $tfrom, $tto );
978         }
979     }
980     
981     # Now do the rankings, starting with the start node.
982     my $topo_start = $rel_containers{$self->start->name};
983     my $node_ranks = { $topo_start => 0 };
984     my @curr_origin = ( $topo_start );
985     # A little iterative function.
986     while( @curr_origin ) {
987         @curr_origin = _assign_rank( $topo_graph, $node_ranks, @curr_origin );
988     }
989     # Transfer our rankings from the topological graph to the real one.
990     foreach my $r ( $self->readings ) {
991         $r->rank( $node_ranks->{$rel_containers{$r->name}} );
992     }
993 }
994
995 sub _assign_rank {
996     my( $graph, $node_ranks, @current_nodes ) = @_;
997     # Look at each of the children of @current_nodes.  If all the child's 
998     # parents have a rank, assign it the highest rank + 1 and add it to 
999     # @next_nodes.  Otherwise skip it; we will return when the highest-ranked
1000     # parent gets a rank.
1001     my @next_nodes;
1002     foreach my $c ( @current_nodes ) {
1003         warn "Current reading $c has no rank!"
1004             unless exists $node_ranks->{$c};
1005         # print STDERR "Looking at child of node $c, rank " 
1006         #     . $node_ranks->{$c} . "\n";
1007         foreach my $child ( $graph->successors( $c ) ) {
1008             next if exists $node_ranks->{$child};
1009             my $highest_rank = -1;
1010             my $skip = 0;
1011             foreach my $parent ( $graph->predecessors( $child ) ) {
1012                 if( exists $node_ranks->{$parent} ) {
1013                     $highest_rank = $node_ranks->{$parent} 
1014                         if $highest_rank <= $node_ranks->{$parent};
1015                 } else {
1016                     $skip = 1;
1017                     last;
1018                 }
1019             }
1020             next if $skip;
1021             my $c_rank = $highest_rank + 1;
1022             # print STDERR "Assigning rank $c_rank to node $child \n";
1023             $node_ranks->{$child} = $c_rank;
1024             push( @next_nodes, $child );
1025         }
1026     }
1027     return @next_nodes;
1028 }
1029
1030 # Another method to make up for rough collation methods.  If the same reading
1031 # appears multiple times at the same rank, collapse the nodes.
1032 sub flatten_ranks {
1033     my $self = shift;
1034     my %unique_rank_rdg;
1035     foreach my $rdg ( $self->readings ) {
1036         next unless $rdg->has_rank;
1037         my $key = $rdg->rank . "||" . $rdg->text;
1038         if( exists $unique_rank_rdg{$key} ) {
1039             # Combine!
1040             print STDERR "Combining readings at same rank: $key\n";
1041             $self->merge_readings( $unique_rank_rdg{$key}, $rdg );
1042         } else {
1043             $unique_rank_rdg{$key} = $rdg;
1044         }
1045     }
1046 }
1047
1048
1049 sub possible_positions {
1050     my $self = shift;
1051     my %all_pos;
1052     map { $all_pos{ $_->rank } = 1 } $self->readings;
1053     return keys %all_pos;
1054 }
1055
1056 # TODO think about indexing this.
1057 sub readings_at_position {
1058     my( $self, $position, $strict ) = @_;
1059     my @answer;
1060     foreach my $r ( $self->readings ) {
1061         push( @answer, $r ) if $r->is_at_position( $position, $strict );
1062     }
1063     return @answer;
1064 }
1065
1066 ## Lemmatizer functions
1067
1068 sub init_lemmata {
1069     my $self = shift;
1070
1071     foreach my $position ( $self->possible_positions ) {
1072         $self->lemmata->{$position} = undef;
1073     }
1074
1075     foreach my $cr ( $self->common_readings ) {
1076         $self->lemmata->{$cr->position->maxref} = $cr->name;
1077     }
1078 }
1079
1080 sub common_readings {
1081     my $self = shift;
1082     my @common = grep { $_->is_common } $self->readings();
1083     return sort { $a->rank <=> $b->rank } @common;
1084 }
1085     
1086 =item B<lemma_readings>
1087
1088 my @state = $graph->lemma_readings( @readings_delemmatized );
1089
1090 Takes a list of readings that have just been delemmatized, and returns
1091 a set of tuples of the form ['reading', 'state'] that indicates what
1092 changes need to be made to the graph.
1093
1094 =over
1095
1096 =item * 
1097
1098 A state of 1 means 'lemmatize this reading'
1099
1100 =item * 
1101
1102 A state of 0 means 'delemmatize this reading'
1103
1104 =item * 
1105
1106 A state of undef means 'an ellipsis belongs in the text here because
1107 no decision has been made / an earlier decision was backed out'
1108
1109 =back
1110
1111 =cut
1112
1113 sub lemma_readings {
1114     my( $self, @toggled_off_nodes ) = @_;
1115
1116     # First get the positions of those nodes which have been
1117     # toggled off.
1118     my $positions_off = {};
1119     map { $positions_off->{ $_->position->reference } = $_->name } 
1120         @toggled_off_nodes;
1121
1122     # Now for each position, we have to see if a node is on, and we
1123     # have to see if a node has been turned off.  The lemmata hash
1124     # should contain fixed positions, range positions whose node was
1125     # just turned off, and range positions whose node is on.
1126     my @answer;
1127     my %fixed_positions;
1128     # TODO One of these is probably redundant.
1129     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$self->lemmata};
1130     map { $fixed_positions{$_} = 0 } keys %{$positions_off};
1131     map { $fixed_positions{$_} = 1 } $self->possible_positions;
1132     foreach my $pos ( sort { Text::Tradition::Collation::Position::str_cmp( $a, $b ) } keys %fixed_positions ) {
1133         # Find the state of this position.  If there is an active node,
1134         # its name will be the state; otherwise the state will be 0 
1135         # (nothing at this position) or undef (ellipsis at this position)
1136         my $active = undef;
1137         $active = $self->lemmata->{$pos} if exists $self->lemmata->{$pos};
1138         
1139         # Is there a formerly active node that was toggled off?
1140         if( exists( $positions_off->{$pos} ) ) {
1141             my $off_node = $positions_off->{$pos};
1142             if( $active && $active ne $off_node) {
1143                 push( @answer, [ $off_node, 0 ], [ $active, 1 ] );
1144             } else {
1145                 unless( $fixed_positions{$pos} ) {
1146                     $active = 0;
1147                     delete $self->lemmata->{$pos};
1148                 }
1149                 push( @answer, [ $off_node, $active ] );
1150             }
1151
1152         # No formerly active node, so we just see if there is a currently
1153         # active one.
1154         } elsif( $active ) {
1155             # Push the active node, whatever it is.
1156             push( @answer, [ $active, 1 ] );
1157         } else {
1158             # Push the state that is there. Arbitrarily use the first node
1159             # at that position.
1160             my @pos_nodes = $self->readings_at_position( $pos );
1161             push( @answer, [ $pos_nodes[0]->name, $self->lemmata->{$pos} ] );
1162             delete $self->lemmata->{$pos} unless $fixed_positions{$pos};
1163         }
1164     }
1165
1166     return @answer;
1167 }
1168
1169 =item B<toggle_reading>
1170
1171 my @readings_delemmatized = $graph->toggle_reading( $reading_name );
1172
1173 Takes a reading node name, and either lemmatizes or de-lemmatizes
1174 it. Returns a list of all readings that are de-lemmatized as a result
1175 of the toggle.
1176
1177 =cut
1178
1179 sub toggle_reading {
1180     my( $self, $rname ) = @_;
1181     
1182     return unless $rname;
1183     my $reading = $self->reading( $rname );
1184     if( !$reading || $reading->is_common() ) {
1185         # Do nothing, it's a common node.
1186         return;
1187     } 
1188     
1189     my $pos = $reading->position;
1190     my $fixed = $reading->position->fixed;
1191     my $old_state = $self->lemmata->{$pos->reference};
1192
1193     my @readings_off;
1194     if( $old_state && $old_state eq $rname ) {
1195         # Turn off the node. We turn on no others by default.
1196         push( @readings_off, $reading );
1197     } else {
1198         # Turn on the node.
1199         $self->lemmata->{$pos->reference} = $rname;
1200         # Any other 'on' readings in the same position should be off
1201         # if we have a fixed position.
1202         push( @readings_off, $self->same_position_as( $reading, 1 ) )
1203             if $pos->fixed;
1204         # Any node that is an identical transposed one should be off.
1205         push( @readings_off, $reading->identical_readings );
1206     }
1207     @readings_off = unique_list( @readings_off );
1208         
1209     # Turn off the readings that need to be turned off.
1210     my @readings_delemmatized;
1211     foreach my $n ( @readings_off ) {
1212         my $npos = $n->position;
1213         my $state = undef;
1214         $state = $self->lemmata->{$npos->reference}
1215             if defined $self->lemmata->{$npos->reference};
1216         if( $state && $state eq $n->name ) { 
1217             # this reading is still on, so turn it off
1218             push( @readings_delemmatized, $n );
1219             my $new_state = undef;
1220             if( $npos->fixed && $n eq $reading ) {
1221                 # This is the reading that was clicked, so if there are no
1222                 # other readings there and this is a fixed position, turn off 
1223                 # the position.  In all other cases, restore the ellipsis.
1224                 my @other_n = $self->same_position_as( $n ); # TODO do we need strict?
1225                 $new_state = 0 unless @other_n;
1226             }
1227             $self->lemmata->{$npos->reference} = $new_state;
1228         } elsif( $old_state && $old_state eq $n->name ) { 
1229             # another reading has already been turned on here
1230             push( @readings_delemmatized, $n );
1231         } # else some other reading was on anyway, so pass.
1232     }
1233     return @readings_delemmatized;
1234 }
1235
1236 sub same_position_as {
1237     my( $self, $reading, $strict ) = @_;
1238     my $pos = $reading->position;
1239     my %onpath = ( $reading->name => 1 );
1240     # TODO This might not always be sufficient.  We really want to
1241     # exclude all readings on this one's path between its two
1242     # common points.
1243     map { $onpath{$_->name} = 1 } $reading->neighbor_readings;
1244     my @same = grep { !$onpath{$_->name} } 
1245         $self->readings_at_position( $reading->position, $strict );
1246     return @same;
1247 }
1248
1249 # Return the string that joins together a list of witnesses for
1250 # display on a single path.
1251 sub path_label {
1252     my $self = shift;
1253     return join( $self->wit_list_separator, @_ );
1254 }
1255
1256 sub witnesses_of_label {
1257     my( $self, $label ) = @_;
1258     my $regex = $self->wit_list_separator;
1259     my @answer = split( /\Q$regex\E/, $label );
1260     return @answer;
1261 }    
1262
1263 sub unique_list {
1264     my( @list ) = @_;
1265     my %h;
1266     map { $h{$_->name} = $_ } @list;
1267     return values( %h );
1268 }
1269
1270 sub add_hash_entry {
1271     my( $hash, $key, $entry ) = @_;
1272     if( exists $hash->{$key} ) {
1273         push( @{$hash->{$key}}, $entry );
1274     } else {
1275         $hash->{$key} = [ $entry ];
1276     }
1277 }
1278
1279 no Moose;
1280 __PACKAGE__->meta->make_immutable;
1281
1282 =head1 BUGS / TODO
1283
1284 =over
1285
1286 =item * Rationalize edge classes
1287
1288 =item * Port the internal graph from Graph::Easy to Graph
1289
1290 =back