bedidx.c

   1 #include <stdlib.h>
   2 #include <stdint.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <stdio.h>
   5 #include <zlib.h>
   6
   7 #include "ksort.h"
   8 KSORT_INIT_GENERIC(uint64_t)
   9
  10 #include "kseq.h"
  11 KSTREAM_INIT(gzFile, gzread, 8192)
  12
  13 typedef struct {
  14         int n, m;
  15         uint64_t *a;
  16         int *idx;
  17 } bed_reglist_t;
  18
  19 #include "khash.h"
  20 KHASH_MAP_INIT_STR(reg, bed_reglist_t)
  21
  22 #define LIDX_SHIFT 13
  23
  24 typedef kh_reg_t reghash_t;
  25
  26 int *bed_index_core(int n, uint64_t *a, int *n_idx)
  27 {
  28         int i, j, m, *idx;
  29         m = *n_idx = 0; idx = 0;
  30         for (i = 0; i < n; ++i) {
  31                 int beg, end;
  32                 beg = a[i]>>32 >> LIDX_SHIFT; end = ((uint32_t)a[i]) >> LIDX_SHIFT;
  33                 if (m < end + 1) {
  34                         int oldm = m;
  35                         m = end + 1;
  36                         kroundup32(m);
  37                         idx = realloc(idx, m * sizeof(int));
  38                         for (j = oldm; j < m; ++j) idx[j] = -1;
  39                 }
  40                 if (beg == end) {
  41                         if (idx[beg] < 0) idx[beg] = i;
  42                 } else {
  43                         for (j = beg; j <= end; ++j)
  44                                 if (idx[j] < 0) idx[j] = i;
  45                 }
  46                 *n_idx = end + 1;
  47         }
  48         return idx;
  49 }
  50
  51 void bed_index(void *_h)
  52 {
  53         reghash_t *h = (reghash_t*)_h;
  54         khint_t k;
  55         for (k = 0; k < kh_end(h); ++k) {
  56                 if (kh_exist(h, k)) {
  57                         bed_reglist_t *p = &kh_val(h, k);
  58                         if (p->idx) free(p->idx);
  59                         ks_introsort(uint64_t, p->n, p->a);
  60                         p->idx = bed_index_core(p->n, p->a, &p->m);
  61                 }
  62         }
  63 }
  64
  65 int bed_overlap_core(const bed_reglist_t *p, int beg, int end)
  66 {
  67         int i, min_off;
  68         if (p->n == 0) return 0;
  69         min_off = (beg>>LIDX_SHIFT >= p->n)? p->idx[p->n-1] : p->idx[beg>>LIDX_SHIFT];
  70         if (min_off < 0) { // TODO: this block can be improved, but speed should not matter too much here
  71                 int n = beg>>LIDX_SHIFT;
  72                 if (n > p->n) n = p->n;
  73                 for (i = n - 1; i >= 0; --i)
  74                         if (p->idx[i] >= 0) break;
  75                 min_off = i >= 0? p->idx[i] : 0;
  76         }
  77         for (i = min_off; i < p->n; ++i) {
  78                 if ((int)(p->a[i]>>32) >= end) break; // out of range; no need to proceed
  79                 if ((int32_t)p->a[i] > beg && (int32_t)(p->a[i]>>32) < end)
  80                         return 1; // find the overlap; return
  81         }
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 int bed_overlap(const void *_h, const char *chr, int beg, int end)
  86 {
  87         const reghash_t *h = (const reghash_t*)_h;
  88         khint_t k;
  89         if (!h) return 0;
  90         k = kh_get(reg, h, chr);
  91         if (k == kh_end(h)) return 0;
  92         return bed_overlap_core(&kh_val(h, k), beg, end);
  93 }
  94
  95 void *bed_read(const char *fn)
  96 {
  97         reghash_t *h = kh_init(reg);
  98         gzFile fp;
  99         kstream_t *ks;
 100         int dret;
 101         kstring_t *str;
 102         // read the list
 103         fp = strcmp(fn, "-")? gzopen(fn, "r") : gzdopen(fileno(stdin), "r");
 104         if (fp == 0) return 0;
 105         str = calloc(1, sizeof(kstring_t));
 106         ks = ks_init(fp);
 107         while (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) >= 0) { // read the chr name
 108                 int beg = -1, end = -1;
 109                 bed_reglist_t *p;
 110                 khint_t k = kh_get(reg, h, str->s);
 111                 if (k == kh_end(h)) { // absent from the hash table
 112                         int ret;
 113                         char *s = strdup(str->s);
 114                         k = kh_put(reg, h, s, &ret);
 115                         memset(&kh_val(h, k), 0, sizeof(bed_reglist_t));
 116                 }
 117                 p = &kh_val(h, k);
 118                 if (dret != '\n') { // if the lines has other characters
 119                         if (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) > 0 && isdigit(str->s[0])) {
 120                                 beg = atoi(str->s); // begin
 121                                 if (dret != '\n') {
 122                                         if (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) > 0 && isdigit(str->s[0]))
 123                                                 end = atoi(str->s); // end
 124                                 }
 125                         }
 126                 }
 127                 if (dret != '\n') while ((dret = ks_getc(ks)) > 0 && dret != '\n'); // skip the rest of the line
 128                 if (end < 0 && beg > 0) end = beg, beg = beg - 1; // if there is only one column
 129                 if (beg >= 0 && end > beg) {
 130                         if (p->n == p->m) {
 131                                 p->m = p->m? p->m<<1 : 4;
 132                                 p->a = realloc(p->a, p->m * 8);
 133                         }
 134                         p->a[p->n++] = (uint64_t)beg<<32 | end;
 135                 }
 136         }
 137         ks_destroy(ks);
 138         gzclose(fp);
 139         free(str->s); free(str);
 140         bed_index(h);
 141         return h;
 142 }
 143
 144 void bed_destroy(void *_h)
 145 {
 146         reghash_t *h = (reghash_t*)_h;
 147         khint_t k;
 148         for (k = 0; k < kh_end(h); ++k) {
 149                 if (kh_exist(h, k)) {
 150                         free(kh_val(h, k).a);
 151                         free(kh_val(h, k).idx);
 152                         free((char*)kh_key(h, k));
 153                 }
 154         }
 155         kh_destroy(reg, h);
 156 }