src/api/BamMultiReader.cpp

   1 // ***************************************************************************
   2 // BamMultiReader.cpp (c) 2010 Erik Garrison, Derek Barnett
   3 // Marth Lab, Department of Biology, Boston College
   4 // ---------------------------------------------------------------------------
   5 // Last modified: 25 October 2011 (DB)
   6 // ---------------------------------------------------------------------------
   7 // Convenience class for reading multiple BAM files.
   8 //
   9 // This functionality allows applications to work on very large sets of files
  10 // without requiring intermediate merge, sort, and index steps for each file
  11 // subset. It also improves the performance of our merge system as it
  12 // precludes the need to sort merged files.
  13 // ***************************************************************************
  14
  15 #include "api/BamMultiReader.h"
  16 #include "api/internal/bam/BamMultiReader_p.h"
  17 using namespace BamTools;
  18
  19 #include <string>
  20 #include <vector>
  21 using namespace std;
  22
  23 /*! \class BamTools::BamMultiReader
  24     \brief Convenience class for reading multiple BAM files.
  25 */
  26
  27 /*! \fn BamMultiReader::BamMultiReader(void)
  28     \brief constructor
  29 */
  30 BamMultiReader::BamMultiReader(void)
  31     : d(new Internal::BamMultiReaderPrivate)
  32 { }
  33
  34 /*! \fn BamMultiReader::~BamMultiReader(void)
  35     \brief destructor
  36 */
  37 BamMultiReader::~BamMultiReader(void) {
  38     delete d;
  39     d = 0;
  40 }
  41
  42 /*! \fn void BamMultiReader::Close(void)
  43     \brief Closes all open BAM files.
  44
  45     Also clears out all header and reference data.
  46
  47     \sa CloseFile(), IsOpen(), Open(), BamReader::Close()
  48 */
  49 bool BamMultiReader::Close(void) {
  50     return d->Close();
  51 }
  52
  53 /*! \fn void BamMultiReader::CloseFile(const std::string& filename)
  54     \brief Closes requested BAM file.
  55
  56     Leaves any other file(s) open, along with header and reference data.
  57
  58     \param[in] filename name of specific BAM file to close
  59
  60     \sa Close(), IsOpen(), Open(), BamReader::Close()
  61 */
  62 bool BamMultiReader::CloseFile(const std::string& filename) {
  63     return d->CloseFile(filename);
  64 }
  65
  66 /*! \fn bool BamMultiReader::CreateIndexes(const BamIndex::IndexType& type)
  67     \brief Creates index files for the current BAM files.
  68
  69     \param[in] type file format to create, see BamIndex::IndexType for available formats
  70     \return \c true if index files created OK
  71     \sa LocateIndexes(), OpenIndexes(), BamReader::CreateIndex()
  72 */
  73 bool BamMultiReader::CreateIndexes(const BamIndex::IndexType& type) {
  74     return d->CreateIndexes(type);
  75 }
  76
  77 /*! \fn const std::vector<std::string> BamMultiReader::Filenames(void) const
  78     \brief Returns list of filenames for all open BAM files.
  79
  80     Retrieved filenames will contain whatever was passed via Open().
  81     If you need full directory paths here, be sure to include them
  82     when you open the BAM files.
  83
  84     \returns names of open BAM files. If no files are open, returns an empty vector.
  85     \sa IsOpen(), BamReader::GetFilename()
  86 */
  87 const std::vector<std::string> BamMultiReader::Filenames(void) const {
  88     return d->Filenames();
  89 }
  90
  91 /*! \fn std::string BamMultiReader::GetErrorString(void) const
  92     \brief Returns a human-readable description of the last error that occurred
  93
  94     This method allows elimination of STDERR pollution. Developers of client code
  95     may choose how the messages are displayed to the user, if at all.
  96
  97     \return error description
  98 */
  99 std::string BamMultiReader::GetErrorString(void) const {
 100     return d->GetErrorString();
 101 }
 102
 103 /*! \fn SamHeader BamMultiReader::GetHeader(void) const
 104     \brief Returns unified SAM-format header for all files
 105
 106     \note Modifying the retrieved text does NOT affect the current
 107     BAM files. These files have been opened in a read-only mode. However,
 108     your modified header text can be used in conjunction with BamWriter
 109     to generate a new BAM file with the appropriate header information.
 110
 111     \returns header data wrapped in SamHeader object
 112     \sa GetHeaderText(), BamReader::GetHeader()
 113 */
 114 SamHeader BamMultiReader::GetHeader(void) const {
 115     return d->GetHeader();
 116 }
 117
 118 /*! \fn std::string BamMultiReader::GetHeaderText(void) const
 119     \brief Returns unified SAM-format header text for all files
 120
 121     \note Modifying the retrieved text does NOT affect the current
 122     BAM files. These files have been opened in a read-only mode. However,
 123     your modified header text can be used in conjunction with BamWriter
 124     to generate a new BAM file with the appropriate header information.
 125
 126     \returns SAM-formatted header text
 127     \sa GetHeader(), BamReader::GetHeaderText()
 128 */
 129 std::string BamMultiReader::GetHeaderText(void) const {
 130     return d->GetHeaderText();
 131 }
 132
 133 /*! \fn bool BamMultiReader::GetNextAlignment(BamAlignment& alignment)
 134     \brief Retrieves next available alignment.
 135
 136     Equivalent to BamReader::GetNextAlignment() with respect to what is a valid
 137     overlapping alignment and what data gets populated.
 138
 139     This method takes care of determining which alignment actually is 'next'
 140     across multiple files, depending on their sort order.
 141
 142     \param[out] alignment destination for alignment record data
 143     \returns \c true if a valid alignment was found
 144     \sa GetNextAlignmentCore(), SetRegion(), BamReader::GetNextAlignment()
 145 */
 146 bool BamMultiReader::GetNextAlignment(BamAlignment& nextAlignment) {
 147     return d->GetNextAlignment(nextAlignment);
 148 }
 149
 150 /*! \fn bool BamMultiReader::GetNextAlignmentCore(BamAlignment& alignment)
 151     \brief Retrieves next available alignment.
 152
 153     Equivalent to BamReader::GetNextAlignmentCore() with respect to what is a valid
 154     overlapping alignment and what data gets populated.
 155
 156     This method takes care of determining which alignment actually is 'next'
 157     across multiple files, depending on their sort order.
 158
 159     \param[out] alignment destination for alignment record data
 160     \returns \c true if a valid alignment was found
 161     \sa GetNextAlignment(), SetRegion(), BamReader::GetNextAlignmentCore()
 162 */
 163 bool BamMultiReader::GetNextAlignmentCore(BamAlignment& nextAlignment) {
 164     return d->GetNextAlignmentCore(nextAlignment);
 165 }
 166
 167 /*! \fn int BamMultiReader::GetReferenceCount(void) const
 168     \brief Returns number of reference sequences.
 169     \sa BamReader::GetReferenceCount()
 170 */
 171 int BamMultiReader::GetReferenceCount(void) const {
 172     return d->GetReferenceCount();
 173 }
 174
 175 /*! \fn const RefVector& BamMultiReader::GetReferenceData(void) const
 176     \brief Returns all reference sequence entries.
 177     \sa RefData, BamReader::GetReferenceData()
 178 */
 179 const BamTools::RefVector BamMultiReader::GetReferenceData(void) const {
 180     return d->GetReferenceData();
 181 }
 182
 183 /*! \fn int BamMultiReader::GetReferenceID(const std::string& refName) const
 184     \brief Returns the ID of the reference with this name.
 185
 186     If \a refName is not found, returns -1.
 187
 188     \param[in] refName name of reference to look up
 189     \sa BamReader::GetReferenceID()
 190 */
 191 int BamMultiReader::GetReferenceID(const std::string& refName) const {
 192     return d->GetReferenceID(refName);
 193 }
 194
 195 /*! \fn bool BamMultiReader::HasIndexes(void) const
 196     \brief Returns \c true if all BAM files have index data available.
 197     \sa BamReader::HasIndex()
 198 */
 199 bool BamMultiReader::HasIndexes(void) const {
 200     return d->HasIndexes();
 201 }
 202
 203 /*! \fn bool BamMultiReader::HasOpenReaders(void) const
 204     \brief Returns \c true if there are any open BAM files.
 205 */
 206 bool BamMultiReader::HasOpenReaders(void) const {
 207     return d->HasOpenReaders();
 208 }
 209
 210 /*! \fn bool BamMultiReader::Jump(int refID, int position)
 211     \brief Performs a random-access jump within current BAM files.
 212
 213     This is a convenience method, equivalent to calling SetRegion()
 214     with only a left boundary specified.
 215
 216     \param[in] refID    ID of reference to jump to
 217     \param[in] position (0-based) left boundary
 218
 219     \returns \c true if jump was successful
 220     \sa HasIndex(), BamReader::Jump()
 221 */
 222
 223 bool BamMultiReader::Jump(int refID, int position) {
 224     return d->Jump(refID, position);
 225 }
 226
 227 /*! \fn bool BamMultiReader::LocateIndexes(const BamIndex::IndexType& preferredType)
 228     \brief Looks for index files that match current BAM files.
 229
 230     Use this function when you need index files, and perhaps have a
 231     preferred index format, but do not depend heavily on which indexes
 232     actually get loaded at runtime.
 233
 234     For each BAM file, this function will defer to your \a preferredType
 235     whenever possible. However, if an index file of \a preferredType can
 236     not be found, then it will look for any other index file that matches
 237     that BAM file.
 238
 239     An example case would look this:
 240     \code
 241         BamMultiReader reader;
 242
 243         // do setup...
 244
 245         // ensure that all files have an index
 246         if ( !reader.LocateIndexes() )      // opens any existing index files that match our BAM files
 247             reader.CreateIndexes();         // creates index files for any BAM files that still lack one
 248
 249         // do interesting stuff using random-access...
 250
 251     \endcode
 252
 253     If you want precise control over which index files are loaded, use OpenIndexes()
 254     with the desired index filenames. If that function returns false, you can use
 255     CreateIndexes() to then build index files of the exact requested format.
 256
 257     \param[in] preferredType desired index file format, see BamIndex::IndexType for available formats
 258     \returns \c true if index files could be found for \b ALL open BAM files
 259     \sa BamReader::LocateIndex()
 260 */
 261 bool BamMultiReader::LocateIndexes(const BamIndex::IndexType& preferredType) {
 262     return d->LocateIndexes(preferredType);
 263 }
 264
 265 /*! \fn bool BamMultiReader::Open(const std::vector<std::string>& filenames)
 266     \brief Opens BAM files.
 267
 268     \note Opening BAM files will invalidate any current region set on the multireader.
 269     All file pointers will be returned to the beginning of the alignment data. Follow
 270     this with Jump() or SetRegion() to establish a region of interest.
 271
 272     \param[in] filenames list of BAM filenames to open
 273     \returns \c true if BAM files were opened successfully
 274     \sa Close(), HasOpenReaders(), OpenFile(), OpenIndexes(), BamReader::Open()
 275 */
 276 bool BamMultiReader::Open(const std::vector<std::string>& filenames) {
 277     return d->Open(filenames);
 278 }
 279
 280 /*! \fn bool BamMultiReader::OpenFile(const std::string& filename)
 281     \brief Opens a single BAM file.
 282
 283     Adds another BAM file to multireader "on-the-fly".
 284
 285     \note Opening a BAM file will invalidate any current region set on the multireader.
 286     All file pointers will be returned to the beginning of the alignment data. Follow
 287     this with Jump() or SetRegion() to establish a region of interest.
 288
 289     \param[in] filename BAM filename to open
 290     \returns \c true if BAM file was opened successfully
 291     \sa Close(), HasOpenReaders(), Open(), OpenIndexes(), BamReader::Open()
 292 */
 293 bool BamMultiReader::OpenFile(const std::string& filename) {
 294     return d->OpenFile(filename);
 295 }
 296
 297 /*! \fn bool BamMultiReader::OpenIndexes(const std::vector<std::string>& indexFilenames)
 298     \brief Opens index files for current BAM files.
 299
 300     \note Currently assumes that index filenames match the order (and number) of
 301     BAM files passed to Open().
 302
 303     \param[in] indexFilenames list of BAM index file names
 304     \returns \c true if BAM index file was opened & data loaded successfully
 305     \sa LocateIndex(), Open(), SetIndex(), BamReader::OpenIndex()
 306 */
 307 bool BamMultiReader::OpenIndexes(const std::vector<std::string>& indexFilenames) {
 308     return d->OpenIndexes(indexFilenames);
 309 }
 310
 311 /*! \fn bool BamMultiReader::Rewind(void)
 312     \brief Returns the internal file pointers to the beginning of alignment records.
 313
 314     Useful for performing multiple sequential passes through BAM files.
 315     Calling this function clears any prior region that may have been set.
 316
 317     \returns \c true if rewind operation was successful
 318     \sa Jump(), SetRegion(), BamReader::Rewind()
 319 */
 320 bool BamMultiReader::Rewind(void) {
 321     return d->Rewind();
 322 }
 323
 324 /*! \fn bool BamMultiReader::SetRegion(const BamRegion& region)
 325     \brief Sets a target region of interest
 326
 327     Equivalent to calling BamReader::SetRegion() on all open BAM files.
 328
 329     \warning BamRegion now represents a zero-based, HALF-OPEN interval.
 330     In previous versions of BamTools (0.x & 1.x) all intervals were treated
 331     as zero-based, CLOSED.
 332
 333     \param[in] region desired region-of-interest to activate
 334     \returns \c true if ALL readers set the region successfully
 335     \sa HasIndexes(), Jump(), BamReader::SetRegion()
 336 */
 337 bool BamMultiReader::SetRegion(const BamRegion& region) {
 338     return d->SetRegion(region);
 339 }
 340
 341 /*! \fn bool BamMultiReader::SetRegion(const int& leftRefID,
 342                                        const int& leftPosition,
 343                                        const int& rightRefID,
 344                                        const int& rightPosition)
 345     \brief Sets a target region of interest
 346
 347     This is an overloaded function. Equivalent to calling BamReader::SetRegion() on all open BAM files.
 348
 349     \warning This function now expects a zero-based, HALF-OPEN interval.
 350     In previous versions of BamTools (0.x & 1.x) all intervals were treated
 351     as zero-based, CLOSED.
 352
 353     \param[in] leftRefID     referenceID of region's left boundary
 354     \param[in] leftPosition  position of region's left boundary
 355     \param[in] rightRefID    reference ID of region's right boundary
 356     \param[in] rightPosition position of region's right boundary
 357
 358     \returns \c true if ALL readers set the region successfully
 359     \sa HasIndexes(), Jump(), BamReader::SetRegion()
 360 */
 361 bool BamMultiReader::SetRegion(const int& leftRefID,
 362                                const int& leftPosition,
 363                                const int& rightRefID,
 364                                const int& rightPosition)
 365 {
 366     return d->SetRegion( BamRegion(leftRefID, leftPosition, rightRefID, rightPosition) );
 367 }