src/edu/berkeley/sbp/Forest.java

   1 package edu.berkeley.sbp;
   2 import edu.berkeley.sbp.*;
   3 import edu.berkeley.sbp.Sequence.Position;
   4 import edu.berkeley.sbp.util.*;
   5 import java.io.*;
   6 import java.util.*;
   7 import java.lang.reflect.*;
   8
   9 /** an efficient representation of a collection of trees (Tomita's shared packed parse forest) */
  10 public abstract class Forest<T> /*extends PrintableTree<Forest.MyBody<T>>*/ implements Visitable<Forest.Body<T>>, IntegerMappable, GraphViz.ToGraphViz {
  11
  12     private static int master_idx = 0;
  13     private final int idx = master_idx++;
  14     public int toInt() { return idx; }
  15
  16     /** assume that this forest contains exactly one tree and return it; otherwise throw an exception */
  17     public final Tree<T> expand1() throws Ambiguous, ParseFailed {
  18         try {
  19             Iterator<Tree<T>> it = expand(true).iterator();
  20             if (!it.hasNext()) throw new ParseFailed();
  21             return it.next();
  22         } catch (InnerAmbiguous ia) { throw new Ambiguous(ia.f); }
  23     }
  24
  25     /** expand this forest into a set of trees */
  26     public HashSet<Tree<T>> expand(boolean toss) {
  27         final HashSetTreeConsumer<T> ret = new HashSetTreeConsumer<T>();
  28         visit(new TreeMaker2<T>(toss, ret), null, null);
  29         if (toss && ret.size() > 1) throw new InnerAmbiguous(this);
  30         return ret;
  31     }
  32
  33     private static class InnerAmbiguous extends RuntimeException {
  34         public final Forest<?> f;
  35         public InnerAmbiguous(Forest<?> f) { this.f = f; }
  36     }
  37
  38     static interface TreeConsumer<T> {
  39         public void addTree(Tree<T> t);
  40     }
  41     static class HashSetTreeConsumer<T> extends HashSet<Tree<T>> implements TreeConsumer<T> {
  42         public void addTree(Tree<T> t) {
  43             super.add(t);
  44         }
  45     }
  46
  47     static        <T> Forest<T> singleton(Input.Location loc, Position p) {
  48         return create(loc, null, new Forest[] { }, new Object[0], false, true, p); }
  49     static        <T> Forest<T> singleton(Input.Location loc, Forest<T> body, Position p) {
  50         //return create(loc, null, new Forest[] { body },  false, true, p);
  51         return body;
  52     }
  53     static        <T> Forest<T> leaf(Input.Location loc, T tag, Position p) { return create(loc, tag, null, null, false, false, p); }
  54     public static <T> Forest<T> create(Input.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, Object[] labels, boolean unwrap, boolean singleton, Position p) {
  55         return new MyBody<T>(loc, tag, tokens, labels, unwrap, singleton, p);
  56     }
  57     // Body //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  58
  59     protected static interface Body<T> extends GraphViz.ToGraphViz {
  60         void expand(int i, TreeMaker<T> h);
  61     }
  62     public abstract void edges(GraphViz.Node n);
  63     public boolean ambiguous() { return false; }
  64     protected static class MyBody<T> extends Forest<T> implements Body<T> /* extends PrintableTree<Forest<T>> implements */ {
  65
  66         public boolean isTransparent() { return false; }
  67         public boolean isHidden() { return false; }
  68         public GraphViz.Node toGraphViz(GraphViz gv) {
  69             if (gv.hasNode(this)) return gv.createNode(this);
  70             GraphViz.Node n = gv.createNode(this);
  71             n.label = headToString()==null?"":headToString();
  72             n.directed = true;
  73             n.comment = reduction==null?null:reduction+"";
  74             edges(n);
  75             return n;
  76         }
  77         boolean edges = false;
  78         public void edges(GraphViz.Node n) {
  79             if (edges) return;
  80             edges = true;
  81             for(int i=0; i<tokens.length; i++) {
  82                 if (i==tokens.length-1 && unwrap && !tokens[i].ambiguous()) {
  83                     tokens[i].edges(n);
  84                 } else {
  85                     n.edge(tokens[i], labels==null?null:labels[i]);
  86                 }
  87             }
  88         }
  89
  90         public <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c) {
  91             ivbc.invoke(this, b, c);
  92         }
  93
  94         private final Input.Location    location;
  95         private final T                 tag;
  96         private final Forest<T>[]       tokens;
  97         private final Object[]          labels;
  98         private final boolean           unwrap;
  99         private final boolean           singleton;
 100         private final Sequence.Position reduction;
 101
 102         private MyBody(Input.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, Object[] labels, boolean unwrap, boolean singleton, Position reduction) {
 103             this.location = loc;
 104             this.tag = tag;
 105             this.tokens = tokens==null ? emptyForestArray : new Forest[tokens.length];
 106             if (tokens != null) System.arraycopy(tokens, 0, this.tokens, 0, tokens.length);
 107             if (tokens != null) for(int i=0; i<tokens.length; i++) if (tokens[i]==null) throw new Error(i+"");
 108             this.unwrap = unwrap;
 109             this.singleton = singleton;
 110             this.reduction = reduction;
 111             this.labels = labels;
 112         }
 113
 114         public void expand(final int i, final TreeMaker<T> h) {
 115             if (singleton) {
 116                 tokens[0].visit(h, null, i);
 117                 return;
 118             }
 119             if (i==0) h.start(tag, location);
 120
 121             if (i==tokens.length) {
 122                 h.finish(tag, location);
 123
 124             } else if (unwrap && i==tokens.length-1) {
 125                 if (tokens[i] != null)
 126                     tokens[i].visit(h, null, 0);
 127
 128             } else {
 129                 tokens[i].visit(new TreeMaker<T>(h.toss) {
 130                     public void start(T head, Input.Location loc) { }
 131                     public void addTree(Tree<T> t, Object label) { toks.add(t); labs.add(label); }
 132                     public void finish(T head, Input.Location loc) {
 133                         int old = h.toks.size();
 134                         h.addTree(new Tree<T>(loc, head, toks.toArray(tree_hint), labs.toArray(string_hint)), labels==null?null:labels[i]);
 135                         expand(i+1, h);
 136                         while(h.toks.size() > old) h.toks.remove(h.toks.size()-1);
 137                         while(h.labs.size() > old) h.labs.remove(h.labs.size()-1);
 138                     }
 139                 }, null, null);
 140             }
 141         }
 142
 143         protected String  headToString()         { return tag==null?null:tag.toString(); }
 144         protected String  headToJava()           { return null; }
 145         protected String  left()                 { return "{"; }
 146         protected String  right()                { return "}"; }
 147         protected boolean ignoreSingleton()      { return false; }
 148     }
 149
 150
 151     // Ref //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 152
 153     /**
 154      *  This class represents a partially complete collection of
 155      *  forests to be viewed as a forest at some later date; once
 156      *  viewed, it becomes immutable
 157      */
 158     static class Ref<T> extends Forest<T> {
 159         public boolean ambiguous() {
 160             if (hp.size()==0) return false;
 161             if (hp.size()==1) return hp.iterator().next().ambiguous();
 162             return true;
 163         }
 164         private FastSet<Forest<T>> hp = new FastSet<Forest<T>>();
 165         public Ref() { }
 166         public int toInt() {
 167             if (hp.size()==1) return hp.iterator().next().toInt();
 168             return super.toInt();
 169         }
 170         public void merge(Forest p) { if (p!=this) hp.add(p, true); }
 171
 172         public boolean isTransparent() { return hp.size()==1; }
 173         public boolean isHidden() { return hp.size()==0; }
 174         public void edges(GraphViz.Node n) {
 175             if (hp.size()==1) { hp.iterator().next().edges(n); return; }
 176             for(Forest f : hp) f.edges(n);
 177         }
 178         public GraphViz.Node toGraphViz(GraphViz gv) {
 179             //if (hp.size()==0) return null;
 180             if (hp.size()==1) return hp.iterator().next().toGraphViz(gv);
 181             if (gv.hasNode(this)) return gv.createNode(this);
 182             GraphViz.Node n = gv.createNode(this);
 183             n.label = "?";
 184             n.color = "red";
 185             for(Forest f : hp) n.edge(f, null);
 186             return n;
 187         }
 188
 189         public <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c) {
 190             if (hp==null) return;
 191             for(Forest<T> f : hp)
 192                 f.visit(ivbc, b, c);
 193         }
 194         public Forest resolve() { return this; }
 195     }
 196
 197     public abstract <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c);
 198     private static class TreeMaker2<T> extends TreeMaker<T> {
 199         private TreeConsumer<T> tc;
 200         public TreeMaker2(boolean toss, TreeConsumer<T> tc) { super(toss); this.tc = tc; }
 201         public void finish(T head, Input.Location loc) { tc.addTree(new Tree<T>(loc, head, toks.toArray(tree_hint), labs.toArray(string_hint)));; }
 202         public void start(T head, Input.Location loc) { }
 203         public void addTree(Tree<T> t, Object label) { toks.add(t); labs.add(label); }
 204     }
 205     private static abstract class TreeMaker<T> implements Invokable<Forest.Body<T>,Boolean,Integer>/*, TreeConsumer<T>*/ {
 206         public ArrayList<Tree<T>> toks = new ArrayList<Tree<T>>();
 207         public ArrayList<Object>  labs = new ArrayList<Object>();
 208         private boolean toss;
 209         protected T head;
 210         public TreeMaker(boolean toss) { this.toss = toss; }
 211         public abstract void start(T head, Input.Location loc);
 212         public abstract void finish(T head, Input.Location loc);
 213         public abstract void addTree(Tree<T> t, Object label);
 214         public void invoke(Forest.Body<T> bod, Boolean o, Integer i) {
 215             if (i==null) {
 216                 ArrayList<Tree<T>> toks = this.toks;
 217                 this.toks = new ArrayList<Tree<T>>();
 218                 ArrayList<Object> labs = this.labs;
 219                 this.labs = new ArrayList<Object>();
 220                 bod.expand(0, this);
 221                 this.toks = toks;
 222                 this.labs = labs;
 223             } else {
 224                 bod.expand(i, this);
 225             }
 226         }
 227     }
 228
 229     // Statics //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 230
 231     private static Tree[] tree_hint = new Tree[0];
 232     private static String[] string_hint = new String[0];
 233     private static final Forest[] emptyForestArray = new Forest[0];
 234
 235     protected String  headToString()    { return null; }
 236     protected String  headToJava()      { return null; }
 237     protected String  left()            { return "<?"; }
 238     protected String  right()           { return "?>"; }
 239     protected boolean ignoreSingleton() { return true; }
 240 }