bedidx.c

   1 #include <stdlib.h>
   2 #include <stdint.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <stdio.h>
   5 #include <zlib.h>
   6
   7 #ifdef _WIN32
   8 #define drand48() ((double)rand() / RAND_MAX)
   9 #endif
  10
  11 #include "ksort.h"
  12 KSORT_INIT_GENERIC(uint64_t)
  13
  14 #include "kseq.h"
  15 KSTREAM_INIT(gzFile, gzread, 8192)
  16
  17 typedef struct {
  18         int n, m;
  19         uint64_t *a;
  20         int *idx;
  21 } bed_reglist_t;
  22
  23 #include "khash.h"
  24 KHASH_MAP_INIT_STR(reg, bed_reglist_t)
  25
  26 #define LIDX_SHIFT 13
  27
  28 typedef kh_reg_t reghash_t;
  29
  30 int *bed_index_core(int n, uint64_t *a, int *n_idx)
  31 {
  32         int i, j, m, *idx;
  33         m = *n_idx = 0; idx = 0;
  34         for (i = 0; i < n; ++i) {
  35                 int beg, end;
  36                 beg = a[i]>>32 >> LIDX_SHIFT; end = ((uint32_t)a[i]) >> LIDX_SHIFT;
  37                 if (m < end + 1) {
  38                         int oldm = m;
  39                         m = end + 1;
  40                         kroundup32(m);
  41                         idx = realloc(idx, m * sizeof(int));
  42                         for (j = oldm; j < m; ++j) idx[j] = -1;
  43                 }
  44                 if (beg == end) {
  45                         if (idx[beg] < 0) idx[beg] = i;
  46                 } else {
  47                         for (j = beg; j <= end; ++j)
  48                                 if (idx[j] < 0) idx[j] = i;
  49                 }
  50                 *n_idx = end + 1;
  51         }
  52         return idx;
  53 }
  54
  55 void bed_index(void *_h)
  56 {
  57         reghash_t *h = (reghash_t*)_h;
  58         khint_t k;
  59         for (k = 0; k < kh_end(h); ++k) {
  60                 if (kh_exist(h, k)) {
  61                         bed_reglist_t *p = &kh_val(h, k);
  62                         if (p->idx) free(p->idx);
  63                         ks_introsort(uint64_t, p->n, p->a);
  64                         p->idx = bed_index_core(p->n, p->a, &p->m);
  65                 }
  66         }
  67 }
  68
  69 int bed_overlap_core(const bed_reglist_t *p, int beg, int end)
  70 {
  71         int i, min_off;
  72         if (p->n == 0) return 0;
  73         min_off = (beg>>LIDX_SHIFT >= p->n)? p->idx[p->n-1] : p->idx[beg>>LIDX_SHIFT];
  74         if (min_off < 0) { // TODO: this block can be improved, but speed should not matter too much here
  75                 int n = beg>>LIDX_SHIFT;
  76                 if (n > p->n) n = p->n;
  77                 for (i = n - 1; i >= 0; --i)
  78                         if (p->idx[i] >= 0) break;
  79                 min_off = i >= 0? p->idx[i] : 0;
  80         }
  81         for (i = min_off; i < p->n; ++i) {
  82                 if ((int)(p->a[i]>>32) >= end) break; // out of range; no need to proceed
  83                 if ((int32_t)p->a[i] > beg && (int32_t)(p->a[i]>>32) < end)
  84                         return 1; // find the overlap; return
  85         }
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 int bed_overlap(const void *_h, const char *chr, int beg, int end)
  90 {
  91         const reghash_t *h = (const reghash_t*)_h;
  92         khint_t k;
  93         if (!h) return 0;
  94         k = kh_get(reg, h, chr);
  95         if (k == kh_end(h)) return 0;
  96         return bed_overlap_core(&kh_val(h, k), beg, end);
  97 }
  98
  99 void *bed_read(const char *fn)
 100 {
 101         reghash_t *h = kh_init(reg);
 102         gzFile fp;
 103         kstream_t *ks;
 104         int dret;
 105         kstring_t *str;
 106         // read the list
 107         fp = strcmp(fn, "-")? gzopen(fn, "r") : gzdopen(fileno(stdin), "r");
 108         if (fp == 0) return 0;
 109         str = calloc(1, sizeof(kstring_t));
 110         ks = ks_init(fp);
 111         while (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) >= 0) { // read the chr name
 112                 int beg = -1, end = -1;
 113                 bed_reglist_t *p;
 114                 khint_t k = kh_get(reg, h, str->s);
 115                 if (k == kh_end(h)) { // absent from the hash table
 116                         int ret;
 117                         char *s = strdup(str->s);
 118                         k = kh_put(reg, h, s, &ret);
 119                         memset(&kh_val(h, k), 0, sizeof(bed_reglist_t));
 120                 }
 121                 p = &kh_val(h, k);
 122                 if (dret != '\n') { // if the lines has other characters
 123                         if (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) > 0 && isdigit(str->s[0])) {
 124                                 beg = atoi(str->s); // begin
 125                                 if (dret != '\n') {
 126                                         if (ks_getuntil(ks, 0, str, &dret) > 0 && isdigit(str->s[0])) {
 127                                                 end = atoi(str->s); // end
 128                                                 if (end < beg) end = -1;
 129                                         }
 130                                 }
 131                         }
 132                 }
 133                 if (dret != '\n') while ((dret = ks_getc(ks)) > 0 && dret != '\n'); // skip the rest of the line
 134                 if (end < 0 && beg > 0) end = beg, beg = beg - 1; // if there is only one column
 135                 if (beg >= 0 && end > beg) {
 136                         if (p->n == p->m) {
 137                                 p->m = p->m? p->m<<1 : 4;
 138                                 p->a = realloc(p->a, p->m * 8);
 139                         }
 140                         p->a[p->n++] = (uint64_t)beg<<32 | end;
 141                 }
 142         }
 143         ks_destroy(ks);
 144         gzclose(fp);
 145         free(str->s); free(str);
 146         bed_index(h);
 147         return h;
 148 }
 149
 150 void bed_destroy(void *_h)
 151 {
 152         reghash_t *h = (reghash_t*)_h;
 153         khint_t k;
 154         for (k = 0; k < kh_end(h); ++k) {
 155                 if (kh_exist(h, k)) {
 156                         free(kh_val(h, k).a);
 157                         free(kh_val(h, k).idx);
 158                         free((char*)kh_key(h, k));
 159                 }
 160         }
 161         kh_destroy(reg, h);
 162 }