primerdesigncommand.cpp

   1 //
   2 //  primerdesigncommand.cpp
   3 //  Mothur
   4 //
   5 //  Created by Sarah Westcott on 1/18/13.
   6 //  Copyright (c) 2013 Schloss Lab. All rights reserved.
   7 //
   8
   9 #include "primerdesigncommand.h"
  10
  11 //**********************************************************************************************************************
  12 vector<string> PrimerDesignCommand::setParameters(){
  13         try {
  14                 CommandParameter plabel("label", "String", "", "", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(plabel);
  15         CommandParameter plist("list", "InputTypes", "", "", "none", "none", "none","summary-list",false,true,true); parameters.push_back(plist);
  16                 CommandParameter pfasta("fasta", "InputTypes", "", "", "none", "none", "none","",false,true, true); parameters.push_back(pfasta);
  17                 CommandParameter pname("name", "InputTypes", "", "", "NameCount", "none", "none","",false,false,true); parameters.push_back(pname);
  18         CommandParameter pcount("count", "InputTypes", "", "", "NameCount", "none", "none","",false,false,true); parameters.push_back(pcount);
  19         CommandParameter plength("length", "Number", "", "18", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(plength);
  20         CommandParameter pmintm("mintm", "Number", "", "-1", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(pmintm);
  21         CommandParameter pmaxtm("maxtm", "Number", "", "-1", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(pmaxtm);
  22         CommandParameter pprocessors("processors", "Number", "", "1", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(pprocessors);
  23         CommandParameter potunumber("otunumber", "Number", "", "-1", "", "", "","",false,true,true); parameters.push_back(potunumber);
  24         CommandParameter ppdiffs("pdiffs", "Number", "", "0", "", "", "","",false,false,true); parameters.push_back(ppdiffs);
  25         CommandParameter pcutoff("cutoff", "Number", "", "100", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(pcutoff);
  26                 CommandParameter pinputdir("inputdir", "String", "", "", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(pinputdir);
  27                 CommandParameter poutputdir("outputdir", "String", "", "", "", "", "","",false,false); parameters.push_back(poutputdir);
  28
  29                 vector<string> myArray;
  30                 for (int i = 0; i < parameters.size(); i++) {   myArray.push_back(parameters[i].name);          }
  31                 return myArray;
  32         }
  33         catch(exception& e) {
  34                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "setParameters");
  35                 exit(1);
  36         }
  37 }
  38 //**********************************************************************************************************************
  39 string PrimerDesignCommand::getHelpString(){
  40         try {
  41                 string helpString = "";
  42                 helpString += "The primer.design allows you to identify sequence fragments that are specific to particular OTUs.\n";
  43                 helpString += "The primer.design command parameters are: list, fasta, name, count, otunumber, cutoff, length, pdiffs, mintm, maxtm, processors and label.\n";
  44                 helpString += "The list parameter allows you to provide a list file and is required.\n";
  45         helpString += "The fasta parameter allows you to provide a fasta file and is required.\n";
  46         helpString += "The name parameter allows you to provide a name file associated with your fasta file.\n";
  47         helpString += "The count parameter allows you to provide a count file associated with your fasta file.\n";
  48         helpString += "The label parameter is used to indicate the label you want to use from your list file.\n";
  49         helpString += "The otunumber parameter is used to indicate the otu you want to use from your list file. It is required.\n";
  50         helpString += "The pdiffs parameter is used to specify the number of differences allowed in the primer. The default is 0.\n";
  51         helpString += "The length parameter is used to indicate the length of the primer. The default is 18.\n";
  52         helpString += "The mintm parameter is used to indicate minimum melting temperature.\n";
  53         helpString += "The maxtm parameter is used to indicate maximum melting temperature.\n";
  54         helpString += "The processors parameter allows you to indicate the number of processors you want to use. Default=1.\n";
  55         helpString += "The cutoff parameter allows you set a percentage of sequences that support the base. For example: cutoff=97 would only return a sequence that only showed ambiguities for bases that were not supported by at least 97% of sequences.\n";
  56                 helpString += "The primer.desing command should be in the following format: primer.design(list=yourListFile, fasta=yourFastaFile, name=yourNameFile)\n";
  57                 helpString += "primer.design(list=final.an.list, fasta=final.fasta, name=final.names, label=0.03)\n";
  58                 return helpString;
  59         }
  60         catch(exception& e) {
  61                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "getHelpString");
  62                 exit(1);
  63         }
  64 }
  65 //**********************************************************************************************************************
  66 string PrimerDesignCommand::getOutputPattern(string type) {
  67     try {
  68         string pattern = "";
  69
  70         if (type == "fasta") {  pattern = "[filename],[distance],otu.cons.fasta"; }
  71         else if (type == "summary") {  pattern = "[filename],[distance],primer.summary"; }
  72         else if (type == "list") {  pattern = "[filename],pick,[extension]"; }
  73         else { m->mothurOut("[ERROR]: No definition for type " + type + " output pattern.\n"); m->control_pressed = true;  }
  74
  75         return pattern;
  76     }
  77     catch(exception& e) {
  78         m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "getOutputPattern");
  79         exit(1);
  80     }
  81 }
  82 //**********************************************************************************************************************
  83 PrimerDesignCommand::PrimerDesignCommand(){
  84         try {
  85                 abort = true; calledHelp = true;
  86                 setParameters();
  87         vector<string> tempOutNames;
  88                 outputTypes["summary"] = tempOutNames;
  89         outputTypes["fasta"] = tempOutNames;
  90         outputTypes["list"] = tempOutNames;
  91
  92         }
  93         catch(exception& e) {
  94                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "PrimerDesignCommand");
  95                 exit(1);
  96         }
  97 }
  98 //**********************************************************************************************************************
  99 PrimerDesignCommand::PrimerDesignCommand(string option)  {
 100         try {
 101                 abort = false; calledHelp = false;
 102
 103                 //allow user to run help
 104                 if(option == "help") { help(); abort = true; calledHelp = true; }
 105                 else if(option == "citation") { citation(); abort = true; calledHelp = true;}
 106
 107                 else {
 108                         //valid paramters for this command
 109                         vector<string> myArray = setParameters();
 110
 111                         OptionParser parser(option);
 112                         map<string,string> parameters = parser.getParameters();
 113
 114                         ValidParameters validParameter;
 115                         map<string,string>::iterator it;
 116                         //check to make sure all parameters are valid for command
 117                         for (it = parameters.begin(); it != parameters.end(); it++) {
 118                                 if (validParameter.isValidParameter(it->first, myArray, it->second) != true) {  abort = true;  }
 119                         }
 120
 121             vector<string> tempOutNames;
 122             outputTypes["summary"] = tempOutNames;
 123             outputTypes["fasta"] = tempOutNames;
 124             outputTypes["list"] = tempOutNames;
 125
 126                         //if the user changes the input directory command factory will send this info to us in the output parameter
 127                         string inputDir = validParameter.validFile(parameters, "inputdir", false);
 128                         if (inputDir == "not found"){   inputDir = "";          }
 129                         else {
 130                                 string path;
 131                                 it = parameters.find("count");
 132                                 //user has given a template file
 133                                 if(it != parameters.end()){
 134                                         path = m->hasPath(it->second);
 135                                         //if the user has not given a path then, add inputdir. else leave path alone.
 136                                         if (path == "") {       parameters["count"] = inputDir + it->second;            }
 137                                 }
 138
 139                                 it = parameters.find("fasta");
 140                                 //user has given a template file
 141                                 if(it != parameters.end()){
 142                                         path = m->hasPath(it->second);
 143                                         //if the user has not given a path then, add inputdir. else leave path alone.
 144                                         if (path == "") {       parameters["fasta"] = inputDir + it->second;            }
 145                                 }
 146
 147                                 it = parameters.find("name");
 148                                 //user has given a template file
 149                                 if(it != parameters.end()){
 150                                         path = m->hasPath(it->second);
 151                                         //if the user has not given a path then, add inputdir. else leave path alone.
 152                                         if (path == "") {       parameters["name"] = inputDir + it->second;             }
 153                                 }
 154
 155                 it = parameters.find("list");
 156                                 //user has given a template file
 157                                 if(it != parameters.end()){
 158                                         path = m->hasPath(it->second);
 159                                         //if the user has not given a path then, add inputdir. else leave path alone.
 160                                         if (path == "") {       parameters["list"] = inputDir + it->second;             }
 161                                 }
 162             }
 163
 164                         //check for parameters
 165                         namefile = validParameter.validFile(parameters, "name", true);
 166                         if (namefile == "not open") { abort = true; }
 167                         else if (namefile == "not found") { namefile = ""; }
 168                         else { m->setNameFile(namefile); }
 169
 170             countfile = validParameter.validFile(parameters, "count", true);
 171                         if (countfile == "not open") { countfile = ""; abort = true; }
 172                         else if (countfile == "not found") { countfile = "";  }
 173                         else { m->setCountTableFile(countfile); }
 174
 175             //get fastafile - it is required
 176             fastafile = validParameter.validFile(parameters, "fasta", true);
 177                         if (fastafile == "not open") { fastafile = ""; abort=true;  }
 178                         else if (fastafile == "not found") {
 179                 fastafile = m->getFastaFile();
 180                                 if (fastafile != "") { m->mothurOut("Using " + fastafile + " as input file for the fasta parameter."); m->mothurOutEndLine(); }
 181                                 else {  m->mothurOut("You have no current fastafile and the fasta parameter is required."); m->mothurOutEndLine(); abort = true; }
 182             }else  { m->setFastaFile(fastafile); }
 183
 184             //get listfile - it is required
 185             listfile = validParameter.validFile(parameters, "list", true);
 186                         if (listfile == "not open") { listfile = ""; abort=true;  }
 187                         else if (listfile == "not found") {
 188                 listfile = m->getListFile();
 189                                 if (listfile != "") { m->mothurOut("Using " + listfile + " as input file for the list parameter."); m->mothurOutEndLine(); }
 190                                 else {  m->mothurOut("You have no current listfile and the list parameter is required."); m->mothurOutEndLine(); abort = true; }
 191             }else  { m->setListFile(listfile); }
 192
 193
 194                         if ((namefile != "") && (countfile != "")) {
 195                 m->mothurOut("[ERROR]: you may only use one of the following: name or count."); m->mothurOutEndLine(); abort = true;
 196             }
 197
 198
 199             //if the user changes the output directory command factory will send this info to us in the output parameter
 200                         outputDir = validParameter.validFile(parameters, "outputdir", false);           if (outputDir == "not found"){
 201                                 outputDir = m->hasPath(listfile); //if user entered a file with a path then preserve it
 202                         }
 203
 204             string temp = validParameter.validFile(parameters, "cutoff", false);  if (temp == "not found") { temp = "100"; }
 205                         m->mothurConvert(temp, cutoff);
 206
 207             temp = validParameter.validFile(parameters, "pdiffs", false);  if (temp == "not found") { temp = "0"; }
 208                         m->mothurConvert(temp, pdiffs);
 209
 210             temp = validParameter.validFile(parameters, "length", false);  if (temp == "not found") { temp = "18"; }
 211                         m->mothurConvert(temp, length);
 212
 213             temp = validParameter.validFile(parameters, "mintm", false);  if (temp == "not found") { temp = "-1"; }
 214                         m->mothurConvert(temp, minTM);
 215
 216             temp = validParameter.validFile(parameters, "maxtm", false);  if (temp == "not found") { temp = "-1"; }
 217                         m->mothurConvert(temp, maxTM);
 218
 219             temp = validParameter.validFile(parameters, "otunumber", false);  if (temp == "not found") { temp = "-1"; }
 220                         m->mothurConvert(temp, otunumber);
 221             if (otunumber < 1) {  m->mothurOut("[ERROR]: You must provide an OTU number, aborting.\n"); abort = true; }
 222
 223             temp = validParameter.validFile(parameters, "processors", false);   if (temp == "not found"){       temp = m->getProcessors();      }
 224                         m->setProcessors(temp);
 225                         m->mothurConvert(temp, processors);
 226
 227             label = validParameter.validFile(parameters, "label", false);
 228                         if (label == "not found") { label = ""; m->mothurOut("You did not provide a label, I will use the first label in your inputfile."); m->mothurOutEndLine(); label=""; }
 229
 230             if (countfile == "") {
 231                 if (namefile == "") {
 232                     vector<string> files; files.push_back(fastafile);
 233                     parser.getNameFile(files);
 234                 }
 235             }
 236                 }
 237         }
 238         catch(exception& e) {
 239                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "PrimerDesignCommand");
 240                 exit(1);
 241         }
 242 }
 243 //**********************************************************************************************************************
 244 int PrimerDesignCommand::execute(){
 245         try {
 246
 247                 if (abort == true) { if (calledHelp) { return 0; }  return 2;   }
 248
 249         int start = time(NULL);
 250         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 251         //              get file inputs                                             //
 252         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 253
 254         //reads list file and selects the label the users specified or the first label
 255         getListVector();
 256         if (otunumber > list->getNumBins()) { m->mothurOut("[ERROR]: You selected an OTU number larger than the number of OTUs you have in your list file, quitting.\n"); return 0; }
 257
 258         map<string, int> nameMap;
 259         unsigned long int numSeqs;  //used to sanity check the files. numSeqs = total seqs for namefile and uniques for count.
 260                                     //list file should have all seqs if namefile was used to create it and only uniques in count file was used.
 261
 262         if (namefile != "")         {  nameMap = m->readNames(namefile, numSeqs);       }
 263         else if (countfile != "")   {  nameMap = readCount(numSeqs);                    }
 264         else { numSeqs = list->getNumSeqs();  }
 265
 266         //sanity check
 267         if (numSeqs != list->getNumSeqs()) {
 268             if (namefile != "")         {  m->mothurOut("[ERROR]: Your list file contains " + toString(list->getNumSeqs()) + " sequences, and your name file contains " + toString(numSeqs) + " sequences, aborting. Do you have the correct files? Perhaps you forgot to include the name file when you clustered? \n");   }
 269             else if (countfile != "") {
 270                 m->mothurOut("[ERROR]: Your list file contains " + toString(list->getNumSeqs()) + " sequences, and your count file contains " + toString(numSeqs) + " unique sequences, aborting. Do you have the correct files? Perhaps you forgot to include the count file when you clustered? \n");
 271             }
 272             m->control_pressed = true;
 273         }
 274
 275         if (m->control_pressed) { delete list; return 0; }
 276
 277         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 278         //              process data                                                //
 279         //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 280         m->mothurOut("\nFinding consensus sequences for each otu..."); cout.flush();
 281
 282         vector<Sequence> conSeqs = createProcessesConSeqs(nameMap, numSeqs);
 283
 284         map<string, string> variables;
 285         variables["[filename]"] = outputDir + m->getRootName(m->getSimpleName(listfile));
 286         variables["[distance]"] = list->getLabel();
 287         string consFastaFile = getOutputFileName("fasta", variables);
 288         outputNames.push_back(consFastaFile); outputTypes["fasta"].push_back(consFastaFile);
 289         ofstream out;
 290         m->openOutputFile(consFastaFile, out);
 291         for (int i = 0; i < conSeqs.size(); i++) {  conSeqs[i].printSequence(out);  }
 292         out.close();
 293
 294         m->mothurOut("Done.\n\n");
 295
 296         set<string> primers = getPrimer(conSeqs[otunumber-1]);
 297
 298         if (m->control_pressed) { delete list; for (int i = 0; i < outputNames.size(); i++) {   m->mothurRemove(outputNames[i]); } return 0; }
 299
 300         string consSummaryFile = getOutputFileName("summary", variables);
 301         outputNames.push_back(consSummaryFile); outputTypes["summary"].push_back(consSummaryFile);
 302         ofstream outSum;
 303         m->openOutputFile(consSummaryFile, outSum);
 304
 305         outSum << "PrimerOtu: " << otunumber << " Members: " << list->get(otunumber-1) << endl << "Primers\tminTm\tmaxTm" << endl;
 306
 307         //find min and max melting points
 308         vector<double> minTms;
 309         vector<double> maxTms;
 310         string primerString = "";
 311         for (set<string>::iterator it = primers.begin(); it != primers.end();) {
 312
 313             double minTm, maxTm;
 314             findMeltingPoint(*it, minTm, maxTm);
 315             if ((minTM == -1) && (maxTM == -1)) { //user did not set min or max Tm so save this primer
 316                 minTms.push_back(minTm);
 317                 maxTms.push_back(maxTm);
 318                 outSum << *it << '\t' << minTm << '\t' << maxTm << endl;
 319                 it++;
 320             }else if ((minTM == -1) && (maxTm <= maxTM)){ //user set max and no min, keep if below max
 321                 minTms.push_back(minTm);
 322                 maxTms.push_back(maxTm);
 323                 outSum << *it << '\t' << minTm << '\t' << maxTm << endl;
 324                 it++;
 325             }else if ((maxTM == -1) && (minTm >= minTM)){ //user set min and no max, keep if above min
 326                 minTms.push_back(minTm);
 327                 maxTms.push_back(maxTm);
 328                 outSum << *it << '\t' << minTm << '\t' << maxTm << endl;
 329                 it++;
 330             }else if ((maxTm <= maxTM) && (minTm >= minTM)) { //keep if above min and below max
 331                 minTms.push_back(minTm);
 332                 maxTms.push_back(maxTm);
 333                 outSum << *it << '\t' << minTm << '\t' << maxTm << endl;
 334                 it++;
 335             }else { primers.erase(it++);  } //erase because it didn't qualify
 336         }
 337
 338         outSum << "\nOTUNumber\tPrimer\tStart\tEnd\tLength\tMismatches\tminTm\tmaxTm\n";
 339         outSum.close();
 340
 341         //check each otu's conseq for each primer in otunumber
 342         set<int> otuToRemove = createProcesses(consSummaryFile, minTms, maxTms, primers, conSeqs);
 343
 344         if (m->control_pressed) { delete list; for (int i = 0; i < outputNames.size(); i++) {   m->mothurRemove(outputNames[i]); } return 0; }
 345
 346         //print new list file
 347         map<string, string> mvariables;
 348         mvariables["[filename]"] = outputDir + m->getRootName(m->getSimpleName(listfile));
 349         mvariables["[extension]"] = m->getExtension(listfile);
 350         string newListFile = getOutputFileName("list", mvariables);
 351         outputNames.push_back(newListFile); outputTypes["list"].push_back(newListFile);
 352         ofstream outList;
 353         m->openOutputFile(newListFile, outList);
 354
 355         outList << list->getLabel() << '\t' << (list->getNumBins()-otuToRemove.size()) << '\t';
 356         for (int j = 0; j < list->getNumBins(); j++) {
 357             if (m->control_pressed) { break; }
 358             //good otus
 359             if (otuToRemove.count(j) == 0) {
 360                 string bin = list->get(j);
 361                 if (bin != "") {  outList << bin << '\t';  }
 362             }
 363         }
 364         outList << endl;
 365         outList.close();
 366
 367         if (m->control_pressed) { delete list; for (int i = 0; i < outputNames.size(); i++) {   m->mothurRemove(outputNames[i]); } return 0; }
 368
 369         delete list;
 370
 371         m->mothurOut("It took " + toString(time(NULL) - start) + " secs to process " + toString(list->getNumBins()) + " OTUs.\n");
 372
 373
 374         //output files created by command
 375                 m->mothurOutEndLine();
 376                 m->mothurOut("Output File Names: "); m->mothurOutEndLine();
 377                 for (int i = 0; i < outputNames.size(); i++) {  m->mothurOut(outputNames[i]); m->mothurOutEndLine();    }
 378                 m->mothurOutEndLine();
 379
 380         return 0;
 381
 382     }
 383         catch(exception& e) {
 384                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "execute");
 385                 exit(1);
 386         }
 387 }
 388 //********************************************************************/
 389 //used http://www.biophp.org/minitools/melting_temperature/ as a reference to substitute degenerate bases
 390 // in order to find the min and max Tm values.
 391 //Tm =  64.9°C + 41°C x (number of G’s and C’s in the primer – 16.4)/N
 392
 393 /* A = adenine
 394  * C = cytosine
 395  * G = guanine
 396  * T = thymine
 397  * R = G A (purine)
 398  * Y = T C (pyrimidine)
 399  * K = G T (keto)
 400  * M = A C (amino)
 401  * S = G C (strong bonds)
 402  * W = A T (weak bonds)
 403  * B = G T C (all but A)
 404  * D = G A T (all but C)
 405  * H = A C T (all but G)
 406  * V = G C A (all but T)
 407  * N = A G C T (any) */
 408
 409 int PrimerDesignCommand::findMeltingPoint(string primer, double& minTm, double& maxTm){
 410     try {
 411         string minTmprimer = primer;
 412         string maxTmprimer = primer;
 413
 414         //find minimum Tm string substituting for degenerate bases
 415         for (int i = 0; i < minTmprimer.length(); i++) {
 416             minTmprimer[i] = toupper(minTmprimer[i]);
 417
 418             if (minTmprimer[i] == 'Y') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 419             else if (minTmprimer[i] == 'R') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 420             else if (minTmprimer[i] == 'W') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 421             else if (minTmprimer[i] == 'K') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 422             else if (minTmprimer[i] == 'M') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 423             else if (minTmprimer[i] == 'D') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 424             else if (minTmprimer[i] == 'V') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 425             else if (minTmprimer[i] == 'H') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 426             else if (minTmprimer[i] == 'B') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 427             else if (minTmprimer[i] == 'N') { minTmprimer[i] = 'A'; }
 428             else if (minTmprimer[i] == 'S') { minTmprimer[i] = 'G'; }
 429         }
 430
 431         //find maximum Tm string substituting for degenerate bases
 432         for (int i = 0; i < maxTmprimer.length(); i++) {
 433             maxTmprimer[i] = toupper(maxTmprimer[i]);
 434
 435             if (maxTmprimer[i] == 'Y') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 436             else if (maxTmprimer[i] == 'R') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 437             else if (maxTmprimer[i] == 'W') { maxTmprimer[i] = 'A'; }
 438             else if (maxTmprimer[i] == 'K') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 439             else if (maxTmprimer[i] == 'M') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 440             else if (maxTmprimer[i] == 'D') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 441             else if (maxTmprimer[i] == 'V') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 442             else if (maxTmprimer[i] == 'H') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 443             else if (maxTmprimer[i] == 'B') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 444             else if (maxTmprimer[i] == 'N') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 445             else if (maxTmprimer[i] == 'S') { maxTmprimer[i] = 'G'; }
 446         }
 447
 448         int numGC = 0;
 449         for (int i = 0; i < minTmprimer.length(); i++) {
 450             if (minTmprimer[i] == 'G')       { numGC++; }
 451             else if (minTmprimer[i] == 'C')  { numGC++; }
 452         }
 453
 454         minTm = 64.9 + 41 * (numGC - 16.4) / (double) minTmprimer.length();
 455
 456         numGC = 0;
 457         for (int i = 0; i < maxTmprimer.length(); i++) {
 458             if (maxTmprimer[i] == 'G')       { numGC++; }
 459             else if (maxTmprimer[i] == 'C')  { numGC++; }
 460         }
 461
 462         maxTm = 64.9 + 41 * (numGC - 16.4) / (double) maxTmprimer.length();
 463
 464         return 0;
 465     }
 466         catch(exception& e) {
 467                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "findMeltingPoint");
 468                 exit(1);
 469         }
 470 }
 471 //********************************************************************/
 472 //search for a primer over the sequence string
 473 bool PrimerDesignCommand::findPrimer(string rawSequence, string primer, vector<int>& primerStart, vector<int>& primerEnd, vector<int>& mismatches){
 474         try {
 475         bool foundAtLeastOne = false;  //innocent til proven guilty
 476
 477         //look for exact match
 478         if(rawSequence.length() < primer.length()) {  return false;  }
 479
 480         //search for primer
 481         for (int j = 0; j < rawSequence.length()-length; j++){
 482
 483             if (m->control_pressed) {  return foundAtLeastOne; }
 484
 485             string rawChunk = rawSequence.substr(j, length);
 486
 487             int numDiff = countDiffs(primer, rawChunk);
 488
 489             if(numDiff <= pdiffs){
 490                 primerStart.push_back(j);
 491                 primerEnd.push_back(j+length);
 492                 mismatches.push_back(numDiff);
 493                 foundAtLeastOne = true;
 494             }
 495         }
 496
 497                 return foundAtLeastOne;
 498
 499         }
 500         catch(exception& e) {
 501                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "findPrimer");
 502                 exit(1);
 503         }
 504 }
 505 //********************************************************************/
 506 //find all primers for the given sequence
 507 set<string> PrimerDesignCommand::getPrimer(Sequence primerSeq){
 508         try {
 509         set<string> primers;
 510
 511         string rawSequence = primerSeq.getUnaligned();
 512
 513         for (int j = 0; j < rawSequence.length()-length; j++){
 514             if (m->control_pressed) { break; }
 515
 516             string primer = rawSequence.substr(j, length);
 517             primers.insert(primer);
 518         }
 519
 520         return primers;
 521         }
 522         catch(exception& e) {
 523                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "getPrimer");
 524                 exit(1);
 525         }
 526 }
 527 /**************************************************************************************************/
 528 set<int> PrimerDesignCommand::createProcesses(string newSummaryFile, vector<double>& minTms, vector<double>& maxTms, set<string>& primers, vector<Sequence>& conSeqs) {
 529         try {
 530
 531                 vector<int> processIDS;
 532                 int process = 1;
 533         set<int> otusToRemove;
 534         int numBinsProcessed = 0;
 535
 536                 //sanity check
 537         int numBins = conSeqs.size();
 538                 if (numBins < processors) { processors = numBins; }
 539
 540                 //divide the otus between the processors
 541                 vector<linePair> lines;
 542                 int numOtusPerProcessor = numBins / processors;
 543                 for (int i = 0; i < processors; i++) {
 544                         int startIndex =  i * numOtusPerProcessor;
 545                         int endIndex = (i+1) * numOtusPerProcessor;
 546                         if(i == (processors - 1)){      endIndex = numBins;     }
 547                         lines.push_back(linePair(startIndex, endIndex));
 548                 }
 549
 550 #if defined (__APPLE__) || (__MACH__) || (linux) || (__linux) || (__linux__) || (__unix__) || (__unix)
 551
 552                 //loop through and create all the processes you want
 553                 while (process != processors) {
 554                         int pid = fork();
 555
 556                         if (pid > 0) {
 557                                 processIDS.push_back(pid);  //create map from line number to pid so you can append files in correct order later
 558                                 process++;
 559                         }else if (pid == 0){
 560                 //clear old file because we append in driver
 561                 m->mothurRemove(newSummaryFile + toString(getpid()) + ".temp");
 562
 563                                 otusToRemove = driver(newSummaryFile + toString(getpid()) + ".temp", minTms, maxTms, primers, conSeqs, lines[process].start, lines[process].end, numBinsProcessed);
 564
 565                 string tempFile = toString(getpid()) + ".otus2Remove.temp";
 566                 ofstream outTemp;
 567                 m->openOutputFile(tempFile, outTemp);
 568
 569                 outTemp << numBinsProcessed << endl;
 570                 outTemp << otusToRemove.size() << endl;
 571                 for (set<int>::iterator it = otusToRemove.begin(); it != otusToRemove.end(); it++) { outTemp << *it << endl; }
 572                 outTemp.close();
 573
 574                                 exit(0);
 575                         }else {
 576                                 m->mothurOut("[ERROR]: unable to spawn the necessary processes."); m->mothurOutEndLine();
 577                                 for (int i = 0; i < processIDS.size(); i++) { kill (processIDS[i], SIGINT); }
 578                                 exit(0);
 579                         }
 580                 }
 581
 582                 //do my part
 583                 otusToRemove = driver(newSummaryFile, minTms, maxTms, primers, conSeqs, lines[0].start, lines[0].end, numBinsProcessed);
 584
 585                 //force parent to wait until all the processes are done
 586                 for (int i=0;i<processIDS.size();i++) {
 587                         int temp = processIDS[i];
 588                         wait(&temp);
 589                 }
 590
 591         for (int i = 0; i < processIDS.size(); i++) {
 592             string tempFile = toString(processIDS[i]) +  ".otus2Remove.temp";
 593             ifstream intemp;
 594             m->openInputFile(tempFile, intemp);
 595
 596             int num;
 597             intemp >> num; m->gobble(intemp);
 598             if (num != (lines[i+1].end - lines[i+1].start)) { m->mothurOut("[ERROR]: process " + toString(processIDS[i]) + " did not complete processing all OTUs assigned to it, quitting.\n"); m->control_pressed = true; }
 599             intemp >> num; m->gobble(intemp);
 600             for (int k = 0; k < num; k++) {
 601                 int otu;
 602                 intemp >> otu; m->gobble(intemp);
 603                 otusToRemove.insert(otu);
 604             }
 605             intemp.close();
 606             m->mothurRemove(tempFile);
 607         }
 608
 609
 610     #else
 611
 612                 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 613                 //Windows version shared memory, so be careful when passing variables through the primerDesignData struct.
 614                 //Above fork() will clone, so memory is separate, but that's not the case with windows,
 615                 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 616
 617                 vector<primerDesignData*> pDataArray;
 618                 DWORD   dwThreadIdArray[processors-1];
 619                 HANDLE  hThreadArray[processors-1];
 620
 621                 //Create processor worker threads.
 622                 for( int i=1; i<processors; i++ ){
 623                         // Allocate memory for thread data.
 624                         string extension = toString(i) + ".temp";
 625                         m->mothurRemove(newSummaryFile+extension);
 626
 627                         primerDesignData* tempPrimer = new primerDesignData((newSummaryFile+extension), m, lines[i].start, lines[i].end, minTms, maxTms, primers, conSeqs, pdiffs, otunumber, length, i);
 628                         pDataArray.push_back(tempPrimer);
 629                         processIDS.push_back(i);
 630
 631                         //MySeqSumThreadFunction is in header. It must be global or static to work with the threads.
 632                         //default security attributes, thread function name, argument to thread function, use default creation flags, returns the thread identifier
 633                         hThreadArray[i-1] = CreateThread(NULL, 0, MyPrimerThreadFunction, pDataArray[i-1], 0, &dwThreadIdArray[i-1]);
 634                 }
 635
 636
 637                 //using the main process as a worker saves time and memory
 638                 otusToRemove = driver(newSummaryFile, minTms, maxTms, primers, conSeqs, lines[0].start, lines[0].end, numBinsProcessed);
 639
 640                 //Wait until all threads have terminated.
 641                 WaitForMultipleObjects(processors-1, hThreadArray, TRUE, INFINITE);
 642
 643                 //Close all thread handles and free memory allocations.
 644                 for(int i=0; i < pDataArray.size(); i++){
 645             for (set<int>::iterator it = pDataArray[i]->otusToRemove.begin(); it != pDataArray[i]->otusToRemove.end(); it++) {
 646                                 otusToRemove.insert(*it);
 647                         }
 648             int num = pDataArray[i]->numBinsProcessed;
 649             if (num != (lines[processIDS[i]].end - lines[processIDS[i]].start)) { m->mothurOut("[ERROR]: process " + toString(processIDS[i]) + " did not complete processing all OTUs assigned to it, quitting.\n"); m->control_pressed = true; }
 650                         CloseHandle(hThreadArray[i]);
 651                         delete pDataArray[i];
 652                 }
 653
 654 #endif
 655
 656                 //append output files
 657                 for(int i=0;i<processIDS.size();i++){
 658                         m->appendFiles((newSummaryFile + toString(processIDS[i]) + ".temp"), newSummaryFile);
 659                         m->mothurRemove((newSummaryFile + toString(processIDS[i]) + ".temp"));
 660                 }
 661
 662                 return otusToRemove;
 663
 664         }
 665         catch(exception& e) {
 666                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "createProcesses");
 667                 exit(1);
 668         }
 669 }
 670 //**********************************************************************************************************************
 671 set<int> PrimerDesignCommand::driver(string summaryFileName, vector<double>& minTms, vector<double>& maxTms, set<string>& primers, vector<Sequence>& conSeqs, int start, int end, int& numBinsProcessed){
 672         try {
 673         set<int> otuToRemove;
 674
 675         ofstream outSum;
 676         m->openOutputFileAppend(summaryFileName, outSum);
 677
 678         for (int i = start; i < end; i++) {
 679
 680             if (m->control_pressed) { break; }
 681
 682             if (i != (otunumber-1)) {
 683                 int primerIndex = 0;
 684                 for (set<string>::iterator it = primers.begin(); it != primers.end(); it++) {
 685                     vector<int> primerStarts;
 686                     vector<int> primerEnds;
 687                     vector<int> mismatches;
 688
 689                     bool found = findPrimer(conSeqs[i].getUnaligned(), (*it), primerStarts, primerEnds, mismatches);
 690
 691                     //if we found it report to the table
 692                     if (found) {
 693                         for (int j = 0; j < primerStarts.size(); j++) {
 694                             outSum << (i+1) << '\t' << *it << '\t' << primerStarts[j] << '\t' << primerEnds[j] << '\t' << length << '\t' << mismatches[j] << '\t' << minTms[primerIndex] << '\t' << maxTms[primerIndex] << endl;
 695                         }
 696                         otuToRemove.insert(i);
 697                     }
 698                     primerIndex++;
 699                 }
 700             }
 701             numBinsProcessed++;
 702         }
 703         outSum.close();
 704
 705
 706         return otuToRemove;
 707     }
 708         catch(exception& e) {
 709                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "driver");
 710                 exit(1);
 711         }
 712 }
 713 /**************************************************************************************************/
 714 vector< vector< vector<unsigned int> > > PrimerDesignCommand::driverGetCounts(map<string, int>& nameMap, unsigned long int& fastaCount, vector<unsigned int>& otuCounts, unsigned long long& start, unsigned long long& end){
 715     try {
 716         vector< vector< vector<unsigned int> > > counts;
 717         map<string, int> seq2Bin;
 718         alignedLength = 0;
 719
 720         ifstream in;
 721                 m->openInputFile(fastafile, in);
 722
 723                 in.seekg(start);
 724
 725                 bool done = false;
 726                 fastaCount = 0;
 727
 728                 while (!done) {
 729             if (m->control_pressed) { in.close(); return counts; }
 730
 731                         Sequence seq(in); m->gobble(in);
 732
 733                         if (seq.getName() != "") {
 734                 if (fastaCount == 0) { alignedLength = seq.getAligned().length(); initializeCounts(counts, alignedLength, seq2Bin, nameMap, otuCounts); }
 735                 else if (alignedLength != seq.getAligned().length()) {
 736                     m->mothurOut("[ERROR]: your sequences are not all the same length. primer.design requires sequences to be aligned."); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; break;
 737                 }
 738
 739                 int num = 1;
 740                 map<string, int>::iterator itCount;
 741                 if (namefile != "") {
 742                     itCount = nameMap.find(seq.getName());
 743                     if (itCount == nameMap.end()) {  m->mothurOut("[ERROR]: " + seq.getName() + " is in your fasta file and not in your name file, aborting."); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; break; }
 744                     else { num = itCount->second; }
 745                     fastaCount+=num;
 746                 }else if (countfile != "") {
 747                     itCount = nameMap.find(seq.getName());
 748                     if (itCount == nameMap.end()) {  m->mothurOut("[ERROR]: " + seq.getName() + " is in your fasta file and not in your count file, aborting."); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; break; }
 749                     else { num = itCount->second; }
 750                     fastaCount++;
 751                 }else {
 752                     fastaCount++;
 753                 }
 754
 755                 //increment counts
 756                 itCount = seq2Bin.find(seq.getName());
 757                 if (itCount == seq2Bin.end()) {
 758                     if ((namefile != "") || (countfile != "")) {
 759                         m->mothurOut("[ERROR]: " + seq.getName() + " is in your fasta file and not in your list file, aborting. Perhaps you forgot to include your name or count file while clustering.\n"); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; break;
 760                     }else{
 761                         m->mothurOut("[ERROR]: " + seq.getName() + " is in your fasta file and not in your list file, aborting."); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; break;
 762                     }
 763                 }else {
 764                     otuCounts[itCount->second] += num;
 765                     string aligned = seq.getAligned();
 766                     for (int i = 0; i < alignedLength; i++) {
 767                         char base = toupper(aligned[i]);
 768                         if (base == 'A') { counts[itCount->second][i][0]+=num; }
 769                         else if (base == 'T') { counts[itCount->second][i][1]+=num; }
 770                         else if (base == 'G') { counts[itCount->second][i][2]+=num; }
 771                         else if (base == 'C') { counts[itCount->second][i][3]+=num; }
 772                         else { counts[itCount->second][i][4]+=num; }
 773                     }
 774                 }
 775
 776             }
 777
 778 #if defined (__APPLE__) || (__MACH__) || (linux) || (__linux) || (__linux__) || (__unix__) || (__unix)
 779             unsigned long long pos = in.tellg();
 780             if ((pos == -1) || (pos >= end)) { break; }
 781 #else
 782             if (in.eof()) { break; }
 783 #endif
 784                 }
 785
 786                 in.close();
 787
 788         return counts;
 789     }
 790         catch(exception& e) {
 791                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "driverGetCounts");
 792                 exit(1);
 793         }
 794 }
 795 /**************************************************************************************************/
 796 vector<Sequence> PrimerDesignCommand::createProcessesConSeqs(map<string, int>& nameMap, unsigned long int& numSeqs) {
 797         try {
 798         vector< vector< vector<unsigned int> > > counts;
 799         vector<unsigned int> otuCounts;
 800                 vector<int> processIDS;
 801                 int process = 1;
 802         unsigned long int fastaCount = 0;
 803
 804 #if defined (__APPLE__) || (__MACH__) || (linux) || (__linux) || (__linux__) || (__unix__) || (__unix)
 805
 806         vector<unsigned long long> positions;
 807         vector<fastaLinePair> lines;
 808         positions = m->divideFile(fastafile, processors);
 809         for (int i = 0; i < (positions.size()-1); i++) {        lines.push_back(fastaLinePair(positions[i], positions[(i+1)])); }
 810
 811                 //loop through and create all the processes you want
 812                 while (process != processors) {
 813                         int pid = fork();
 814
 815                         if (pid > 0) {
 816                                 processIDS.push_back(pid);  //create map from line number to pid so you can append files in correct order later
 817                                 process++;
 818                         }else if (pid == 0){
 819                                 counts = driverGetCounts(nameMap, fastaCount, otuCounts, lines[process].start, lines[process].end);
 820
 821                 string tempFile = toString(getpid()) + ".cons_counts.temp";
 822                 ofstream outTemp;
 823                 m->openOutputFile(tempFile, outTemp);
 824
 825                 outTemp << fastaCount << endl;
 826                 //pass counts
 827                 outTemp << counts.size() << endl;
 828                 for (int i = 0; i < counts.size(); i++) {
 829                     outTemp << counts[i].size() << endl;
 830                     for (int j = 0; j < counts[i].size(); j++) {
 831                         for (int k = 0; k < 5; k++) {  outTemp << counts[i][j][k] << '\t'; }
 832                         outTemp << endl;
 833                     }
 834                 }
 835                 //pass otuCounts
 836                 outTemp << otuCounts.size() << endl;
 837                 for (int i = 0; i < otuCounts.size(); i++) { outTemp << otuCounts[i] << '\t'; }
 838                 outTemp << endl;
 839                 outTemp.close();
 840
 841                                 exit(0);
 842                         }else {
 843                                 m->mothurOut("[ERROR]: unable to spawn the necessary processes."); m->mothurOutEndLine();
 844                                 for (int i = 0; i < processIDS.size(); i++) { kill (processIDS[i], SIGINT); }
 845                                 exit(0);
 846                         }
 847                 }
 848
 849                 //do my part
 850                 counts = driverGetCounts(nameMap, fastaCount, otuCounts, lines[0].start, lines[0].end);
 851
 852                 //force parent to wait until all the processes are done
 853                 for (int i=0;i<processIDS.size();i++) {
 854                         int temp = processIDS[i];
 855                         wait(&temp);
 856                 }
 857
 858         for (int i = 0; i < processIDS.size(); i++) {
 859             string tempFile = toString(processIDS[i]) +  ".cons_counts.temp";
 860             ifstream intemp;
 861             m->openInputFile(tempFile, intemp);
 862
 863             unsigned long int num;
 864             intemp >> num; m->gobble(intemp); fastaCount += num;
 865             intemp >> num; m->gobble(intemp);
 866             if (num != counts.size()) { m->mothurOut("[ERROR]: " + tempFile + " was not built correctly by the child process, quitting.\n"); m->control_pressed = true; }
 867             else {
 868                 //read counts
 869                 for (int k = 0; k < num; k++) {
 870                     int alength;
 871                     intemp >> alength; m->gobble(intemp);
 872                     if (alength != alignedLength) {  m->mothurOut("[ERROR]: your sequences are not all the same length. primer.design requires sequences to be aligned."); m->mothurOutEndLine(); m->control_pressed = true; }
 873                     else {
 874                         for (int j = 0; j < alength; j++) {
 875                             for (int l = 0; l < 5; l++) {  unsigned int numTemp; intemp >> numTemp; m->gobble(intemp); counts[k][j][l] += numTemp;  }
 876                         }
 877                     }
 878                 }
 879                 //read otuCounts
 880                 intemp >> num; m->gobble(intemp);
 881                 for (int k = 0; k < num; k++) {
 882                     unsigned int numTemp; intemp >> numTemp; m->gobble(intemp);
 883                     otuCounts[k] += numTemp;
 884                 }
 885             }
 886             intemp.close();
 887             m->mothurRemove(tempFile);
 888         }
 889
 890
 891 #else
 892         unsigned long long start = 0;
 893         unsigned long long end = 1000;
 894                 counts = driverGetCounts(nameMap, fastaCount, otuCounts, start, end);
 895 #endif
 896
 897         //you will have a nameMap error if there is a namefile or countfile, but if those aren't given we want to make sure the fasta and list file match.
 898         if (fastaCount != numSeqs) {
 899             if ((namefile == "") && (countfile == ""))   {  m->mothurOut("[ERROR]: Your list file contains " + toString(list->getNumSeqs()) + " sequences, and your fasta file contains " + toString(fastaCount) + " sequences, aborting. Do you have the correct files? Perhaps you forgot to include the name or count file? \n");   }
 900             m->control_pressed = true;
 901         }
 902
 903                 vector<Sequence> conSeqs;
 904
 905         if (m->control_pressed) { return conSeqs; }
 906
 907                 //build consensus seqs
 908         string snumBins = toString(counts.size());
 909         for (int i = 0; i < counts.size(); i++) {
 910             if (m->control_pressed) { break; }
 911
 912             string otuLabel = "Otu";
 913             string sbinNumber = toString(i+1);
 914             if (sbinNumber.length() < snumBins.length()) {
 915                 int diff = snumBins.length() - sbinNumber.length();
 916                 for (int h = 0; h < diff; h++) { otuLabel += "0"; }
 917             }
 918             otuLabel += sbinNumber;
 919
 920             string cons = "";
 921             for (int j = 0; j < counts[i].size(); j++) {
 922                 cons += getBase(counts[i][j], otuCounts[i]);
 923             }
 924             Sequence consSeq(otuLabel, cons);
 925             conSeqs.push_back(consSeq);
 926         }
 927
 928         if (m->control_pressed) { conSeqs.clear(); return conSeqs; }
 929
 930         return conSeqs;
 931
 932
 933         }
 934         catch(exception& e) {
 935                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "createProcessesConSeqs");
 936                 exit(1);
 937         }
 938 }
 939 //***************************************************************************************************************
 940
 941 char PrimerDesignCommand::getBase(vector<unsigned int> counts, int size){  //A,T,G,C,Gap
 942         try{
 943                 /* A = adenine
 944          * C = cytosine
 945          * G = guanine
 946          * T = thymine
 947          * R = G A (purine)
 948          * Y = T C (pyrimidine)
 949          * K = G T (keto)
 950          * M = A C (amino)
 951          * S = G C (strong bonds)
 952          * W = A T (weak bonds)
 953          * B = G T C (all but A)
 954          * D = G A T (all but C)
 955          * H = A C T (all but G)
 956          * V = G C A (all but T)
 957          * N = A G C T (any) */
 958
 959                 char conBase = 'N';
 960
 961                 //zero out counts that don't make the cutoff
 962                 float percentage = (100.0 - cutoff) / 100.0;
 963
 964                 for (int i = 0; i < counts.size(); i++) {
 965             float countPercentage = counts[i] / (float) size;
 966                         if (countPercentage < percentage) { counts[i] = 0; }
 967                 }
 968
 969                 //any
 970                 if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'n'; }
 971                 //any no gap
 972                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'N'; }
 973                 //all but T
 974                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'v'; }
 975                 //all but T no gap
 976                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'V'; }
 977                 //all but G
 978                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'h'; }
 979                 //all but G no gap
 980                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'H'; }
 981                 //all but C
 982                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'd'; }
 983                 //all but C no gap
 984                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'D'; }
 985                 //all but A
 986                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'b'; }
 987                 //all but A no gap
 988                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'B'; }
 989                 //W = A T (weak bonds)
 990                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'w'; }
 991                 //W = A T (weak bonds) no gap
 992                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'W'; }
 993                 //S = G C (strong bonds)
 994                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 's'; }
 995                 //S = G C (strong bonds) no gap
 996                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'S'; }
 997                 //M = A C (amino)
 998                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'm'; }
 999                 //M = A C (amino) no gap
1000                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'M'; }
1001                 //K = G T (keto)
1002                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'k'; }
1003                 //K = G T (keto) no gap
1004                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'K'; }
1005                 //Y = T C (pyrimidine)
1006                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'y'; }
1007                 //Y = T C (pyrimidine) no gap
1008                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'Y'; }
1009                 //R = G A (purine)
1010                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'r'; }
1011                 //R = G A (purine) no gap
1012                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'R'; }
1013                 //only A
1014                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'a'; }
1015                 //only A no gap
1016                 else if ((counts[0] != 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'A'; }
1017                 //only T
1018                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 't'; }
1019                 //only T no gap
1020                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] != 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'T'; }
1021                 //only G
1022                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'g'; }
1023                 //only G no gap
1024                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] != 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'G'; }
1025                 //only C
1026                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = 'c'; }
1027                 //only C no gap
1028                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] != 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'C'; }
1029                 //only gap
1030                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] != 0)) {  conBase = '-'; }
1031                 //cutoff removed all counts
1032                 else if ((counts[0] == 0) && (counts[1] == 0) && (counts[2] == 0) && (counts[3] == 0) && (counts[4] == 0)) {  conBase = 'N'; }
1033                 else{ m->mothurOut("[ERROR]: cannot find consensus base."); m->mothurOutEndLine(); }
1034
1035                 return conBase;
1036
1037         }
1038         catch(exception& e) {
1039                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "getBase");
1040                 exit(1);
1041         }
1042 }
1043
1044 //**********************************************************************************************************************
1045 int PrimerDesignCommand::initializeCounts(vector< vector< vector<unsigned int> > >& counts, int length, map<string, int>& seq2Bin, map<string, int>& nameMap, vector<unsigned int>& otuCounts){
1046         try {
1047         counts.clear();
1048         otuCounts.clear();
1049         seq2Bin.clear();
1050
1051         //vector< vector< vector<unsigned int> > > counts - otu < spot_in_alignment < counts_for_A,T,G,C,Gap > > >
1052         for (int i = 0; i < list->getNumBins(); i++) {
1053             string binNames = list->get(i);
1054             vector<string> names;
1055             m->splitAtComma(binNames, names);
1056             otuCounts.push_back(0);
1057
1058             //lets be smart and only map the unique names if a name or count file was given to save search time and memory
1059             if ((namefile != "") || (countfile != "")) {
1060                 for (int j = 0; j < names.size(); j++) {
1061                     map<string, int>::iterator itNames = nameMap.find(names[j]);
1062                     if (itNames != nameMap.end()) { //add name because its a unique one
1063                         seq2Bin[names[j]] = i;
1064                     }
1065                 }
1066             }else { //map everyone
1067                 for (int j = 0; j < names.size(); j++) { seq2Bin[names[j]] = i;  }
1068             }
1069
1070             vector<unsigned int> temp; temp.resize(5, 0); //A,T,G,C,Gap
1071             vector< vector<unsigned int> > temp2;
1072             for (int j = 0; j < length; j++) {
1073                 temp2.push_back(temp);
1074             }
1075             counts.push_back(temp2);
1076         }
1077
1078         return 0;
1079     }
1080         catch(exception& e) {
1081                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "initializeCounts");
1082                 exit(1);
1083         }
1084 }
1085 //**********************************************************************************************************************
1086 map<string, int> PrimerDesignCommand::readCount(unsigned long int& numSeqs){
1087         try {
1088         map<string, int> nameMap;
1089
1090         CountTable ct;
1091         ct.readTable(countfile, false);
1092         vector<string> namesOfSeqs = ct.getNamesOfSeqs();
1093         numSeqs = ct.getNumUniqueSeqs();
1094
1095         for (int i = 0; i < namesOfSeqs.size(); i++) {
1096             if (m->control_pressed) { break; }
1097
1098             nameMap[namesOfSeqs[i]] = ct.getNumSeqs(namesOfSeqs[i]);
1099         }
1100
1101         return nameMap;
1102     }
1103         catch(exception& e) {
1104                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "readCount");
1105                 exit(1);
1106         }
1107 }
1108 //**********************************************************************************************************************
1109 int PrimerDesignCommand::getListVector(){
1110         try {
1111                 InputData input(listfile, "list");
1112                 list = input.getListVector();
1113                 string lastLabel = list->getLabel();
1114
1115                 if (label == "") { label = lastLabel;  return 0; }
1116
1117                 //if the users enters label "0.06" and there is no "0.06" in their file use the next lowest label.
1118                 set<string> labels; labels.insert(label);
1119                 set<string> processedLabels;
1120                 set<string> userLabels = labels;
1121
1122                 //as long as you are not at the end of the file or done wih the lines you want
1123                 while((list != NULL) && (userLabels.size() != 0)) {
1124                         if (m->control_pressed) {  return 0;  }
1125
1126                         if(labels.count(list->getLabel()) == 1){
1127                                 processedLabels.insert(list->getLabel());
1128                                 userLabels.erase(list->getLabel());
1129                                 break;
1130                         }
1131
1132                         if ((m->anyLabelsToProcess(list->getLabel(), userLabels, "") == true) && (processedLabels.count(lastLabel) != 1)) {
1133                                 string saveLabel = list->getLabel();
1134
1135                                 delete list;
1136                                 list = input.getListVector(lastLabel);
1137
1138                                 processedLabels.insert(list->getLabel());
1139                                 userLabels.erase(list->getLabel());
1140
1141                                 //restore real lastlabel to save below
1142                                 list->setLabel(saveLabel);
1143                                 break;
1144                         }
1145
1146                         lastLabel = list->getLabel();
1147
1148                         //get next line to process
1149                         //prevent memory leak
1150                         delete list;
1151                         list = input.getListVector();
1152                 }
1153
1154
1155                 if (m->control_pressed) {  return 0;  }
1156
1157                 //output error messages about any remaining user labels
1158                 set<string>::iterator it;
1159                 bool needToRun = false;
1160                 for (it = userLabels.begin(); it != userLabels.end(); it++) {
1161                         m->mothurOut("Your file does not include the label " + *it);
1162                         if (processedLabels.count(lastLabel) != 1) {
1163                                 m->mothurOut(". I will use " + lastLabel + "."); m->mothurOutEndLine();
1164                                 needToRun = true;
1165                         }else {
1166                                 m->mothurOut(". Please refer to " + lastLabel + "."); m->mothurOutEndLine();
1167                         }
1168                 }
1169
1170                 //run last label if you need to
1171                 if (needToRun == true)  {
1172                         delete list;
1173                         list = input.getListVector(lastLabel);
1174                 }
1175
1176                 return 0;
1177         }
1178         catch(exception& e) {
1179                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "getListVector");
1180                 exit(1);
1181         }
1182 }
1183 //********************************************************************/
1184 /* A = adenine
1185  * C = cytosine
1186  * G = guanine
1187  * T = thymine
1188  * R = G A (purine)
1189  * Y = T C (pyrimidine)
1190  * K = G T (keto)
1191  * M = A C (amino)
1192  * S = G C (strong bonds)
1193  * W = A T (weak bonds)
1194  * B = G T C (all but A)
1195  * D = G A T (all but C)
1196  * H = A C T (all but G)
1197  * V = G C A (all but T)
1198  * N = A G C T (any) */
1199 int PrimerDesignCommand::countDiffs(string oligo, string seq){
1200         try {
1201
1202                 int length = oligo.length();
1203                 int countDiffs = 0;
1204
1205                 for(int i=0;i<length;i++){
1206
1207                         oligo[i] = toupper(oligo[i]);
1208             seq[i] = toupper(seq[i]);
1209
1210                         if(oligo[i] != seq[i]){
1211                 if(oligo[i] == 'A' && (seq[i] != 'A' && seq[i] != 'M' && seq[i] != 'R' && seq[i] != 'W' && seq[i] != 'D' && seq[i] != 'H' && seq[i] != 'V'))       {    countDiffs++;   }
1212                 else if(oligo[i] == 'C' && (seq[i] != 'C' && seq[i] != 'Y' && seq[i] != 'M' && seq[i] != 'S' && seq[i] != 'B' && seq[i] != 'H' && seq[i] != 'V'))       {       countDiffs++;   }
1213                 else if(oligo[i] == 'G' && (seq[i] != 'G' && seq[i] != 'R' && seq[i] != 'K' && seq[i] != 'S' && seq[i] != 'B' && seq[i] != 'D' && seq[i] != 'V'))       {       countDiffs++;   }
1214                 else if(oligo[i] == 'T' && (seq[i] != 'T' && seq[i] != 'Y' && seq[i] != 'K' && seq[i] != 'W' && seq[i] != 'B' && seq[i] != 'D' && seq[i] != 'H'))       {       countDiffs++;   }
1215                 else if((oligo[i] == '.' || oligo[i] == '-'))           {       countDiffs++;   }
1216                                 else if((oligo[i] == 'N' || oligo[i] == 'I') && (seq[i] == 'N'))                         {      countDiffs++;   }
1217                                 else if(oligo[i] == 'R' && (seq[i] != 'A' && seq[i] != 'G'))                        {   countDiffs++;   }
1218                                 else if(oligo[i] == 'Y' && (seq[i] != 'C' && seq[i] != 'T'))                        {   countDiffs++;   }
1219                                 else if(oligo[i] == 'M' && (seq[i] != 'C' && seq[i] != 'A'))                        {   countDiffs++;   }
1220                                 else if(oligo[i] == 'K' && (seq[i] != 'T' && seq[i] != 'G'))                        {   countDiffs++;   }
1221                                 else if(oligo[i] == 'W' && (seq[i] != 'T' && seq[i] != 'A'))                        {   countDiffs++;   }
1222                                 else if(oligo[i] == 'S' && (seq[i] != 'C' && seq[i] != 'G'))                        {   countDiffs++;   }
1223                                 else if(oligo[i] == 'B' && (seq[i] != 'C' && seq[i] != 'T' && seq[i] != 'G'))       {   countDiffs++;   }
1224                                 else if(oligo[i] == 'D' && (seq[i] != 'A' && seq[i] != 'T' && seq[i] != 'G'))       {   countDiffs++;   }
1225                                 else if(oligo[i] == 'H' && (seq[i] != 'A' && seq[i] != 'T' && seq[i] != 'C'))       {   countDiffs++;   }
1226                                 else if(oligo[i] == 'V' && (seq[i] != 'A' && seq[i] != 'C' && seq[i] != 'G'))       {   countDiffs++;   }
1227             }
1228
1229                 }
1230
1231                 return countDiffs;
1232         }
1233         catch(exception& e) {
1234                 m->errorOut(e, "PrimerDesignCommand", "countDiffs");
1235                 exit(1);
1236         }
1237 }
1238 //**********************************************************************************************************************
1239
1240
1241