src/edu/berkeley/sbp/Forest.java

   1 package edu.berkeley.sbp;
   2 import edu.berkeley.sbp.*;
   3 import edu.berkeley.sbp.*;
   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> {
  11
  12     /** assume that this forest contains exactly one tree and return it; otherwise throw an exception */
  13     public final Tree<T> expand1() throws Parser.Ambiguous, Parser.Failed {
  14         Iterator<Tree<T>> it = expand(true).iterator();
  15         if (!it.hasNext()) throw new Parser.Failed();
  16         return it.next();
  17     }
  18
  19     /** expand this forest into a set of trees */
  20     public abstract HashSet<Tree<T>>  expand(boolean toss);
  21
  22     abstract boolean valid();
  23
  24     static <T> Forest<T>   singleton(Token.Location loc, Sequence creator)                       { return create(loc, null, new Forest[] { }, creator, false, true); }
  25     static <T> Forest<T>   singleton(Token.Location loc, Forest<T> body, Sequence creator)       { return create(loc, null, new Forest[] { body }, creator, false, true); }
  26     static <T> Forest<T>   leaf(Token.Location loc, T tag,                     Sequence creator) { return create(loc, tag, null, creator, false, false); }
  27     static <T> Forest<T>   create(Token.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, Sequence creator, boolean unwrap, boolean singleton) {
  28         return new MultiForest<T>(loc, tag, tokens, creator, unwrap, singleton);
  29     }
  30
  31     // Body //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  32
  33     protected static class Body<T> {
  34
  35         private final Token.Location          location;
  36         private final T                 tag;
  37         private final Forest<T>[]       tokens;
  38         private final Sequence          creator;
  39         private final boolean           unwrap;
  40         private final boolean           singleton;
  41
  42         private Body(Token.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, Sequence creator, boolean unwrap, boolean singleton) {
  43             this.location = loc;
  44             this.tag = tag;
  45             this.tokens = tokens==null ? emptyForestArray : new Forest[tokens.length];
  46             if (tokens != null) System.arraycopy(tokens, 0, this.tokens, 0, tokens.length);
  47             this.creator = creator;
  48             this.unwrap = unwrap;
  49             this.singleton = singleton;
  50         }
  51
  52         private HashSet<Tree<T>> expand(boolean toss, ArrayList<Tree<T>> toks, int i, HashSet<Tree<T>> h) {
  53             if (singleton) {
  54                 for(Body<T> b : (IterableForest<T>)tokens[0]) b.expand(toss, toks, i, h);
  55
  56             } else if (i==tokens.length) {
  57                 h.add(new Tree<T>(null, tag, toks.toArray(tree_hint)));
  58
  59             } else if (unwrap && i==tokens.length-1) {
  60                 if (tokens[i] != null)
  61                     for(Body b : (IterableForest<T>)tokens[i])
  62                         b.expand(toss, toks, 0, h);
  63
  64             } else {
  65                 if (tokens[i]!=null) {
  66                     HashSet<Tree<T>> exp = tokens[i].expand(toss);
  67                     if (exp != null)
  68                         for(Tree<T> r : exp) {
  69                             int old = toks.size();
  70                             toks.add(r);
  71                             expand(toss, toks, i+1, h);
  72                             while(toks.size() > old) toks.remove(toks.size()-1);
  73                         }
  74                 }
  75             }
  76             return h;
  77         }
  78         void addTo(HashSet<Body> h) {
  79             if (!singleton) h.add(this);
  80             else for(Body b : (IterableForest<T>)tokens[0]) b.addTo(h);
  81         }
  82         void addTo(FastSet<Body> h) {
  83             if (!singleton) h.add(this, true);
  84             else for(Body b : (IterableForest<T>)tokens[0]) b.addTo(h);
  85         }
  86
  87         private boolean kcache = false;
  88         private boolean keep = false;
  89         public boolean keep() {
  90             if (kcache) return keep;
  91             kcache = true;
  92             for(Forest<T> token : tokens) if (!token.valid()) return keep = false;
  93             return keep = creator==null || (creator.needs.size()==0 && creator.hates.size()==0);
  94         }
  95         public boolean keep(Iterable<Body<T>> h) {
  96             if (keep()) return true;
  97             for(Forest<T> token : tokens) if (!token.valid()) return false;
  98             int needs = 0;
  99             for(Body<T> b : h) {
 100                 if (creator.hates.contains(b.creator) && b.keep(h)) return false;
 101                 if (creator.needs.contains(b.creator) && b.keep(h)) needs--;
 102             }
 103             return needs <= -1 * creator.needs.size();
 104         }
 105
 106
 107         public String toString() {
 108             StringBuffer ret = new StringBuffer();
 109             for(int i=0; i<tokens.length; i++) {
 110                 String q = tokens[i]==null ? "null" : tokens[i].toString();
 111                 if (q.length() > 0) {
 112                     ret.append(q);
 113                     ret.append(" ");
 114                 }
 115             }
 116             String tail = ret.toString().trim();
 117             String head = (tag!=null && !tag.toString().equals("")) ? (tail.length() > 0 ? tag+":" : tag+"") : "";
 118             if (tail.length() > 0) tail = "{" + tail + "}";
 119             return head + tail;
 120         }
 121     }
 122
 123
 124     // Ref //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 125
 126     static abstract class IterableForest<T> extends Forest<T> implements Iterable<Forest.Body<T>> {
 127         public abstract Iterator<Forest.Body<T>> iterator();
 128     }
 129
 130     /**
 131      *  This class represents a partially complete collection of
 132      *  forests to be viewed as a forest at some later date; once
 133      *  viewed, it becomes immutable
 134      */
 135     static class Ref<T> extends IterableForest<T> {
 136         private FastSet<Forest> hp = new FastSet<Forest>();
 137         private Forest res = null;
 138         public boolean valid = false;
 139         public Ref() { }
 140         public void merge(Forest p) {
 141             if (res != null) throw new Error("already resolved!");
 142             if (p==null) throw new Error();
 143             if (p!=this) hp.add(p);
 144         }
 145         public Iterator<Body<T>> iterator() { return ((IterableForest<T>)resolve()).iterator(); }
 146         public HashSet<Tree<T>> expand(boolean toss) { return resolve().expand(toss); }
 147         public boolean valid() { resolve(); return valid; }
 148         public String toString() { return resolve().toString(); }
 149         public Forest resolve() {
 150             if (hp==null) return res;
 151             HashSet<Body> results = null;
 152             FastSet<Body> nh      = new FastSet<Body>();
 153             for(Forest<?> p : hp)
 154                 for(Body<?> b : (IterableForest<?>)p) {
 155                     if (b.keep() && (b.creator==null || !b.creator.lame)) { valid = true; b.addTo(nh); }
 156                     else results = new HashSet<Body>();
 157                 }
 158             if (results != null) {
 159                 for(Forest<?> p : hp) for(Body<?> b : (IterableForest<?>)p) results.add(b);
 160                 for(Body b : results) {
 161                     if (b.keep() && (b.creator==null || !b.creator.lame)) continue;
 162                     if (!b.keep(results)) continue;
 163                     if (b.creator!=null && b.creator.lame) continue;
 164                     valid = true;
 165                     b.addTo(nh);
 166                 }
 167             }
 168             hp = null;
 169             return res = new MultiForest(nh, valid);
 170         }
 171     }
 172
 173     // Implementations //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 174
 175     private static class MultiForest<T> extends IterableForest<T> {
 176         private final FastSet<Body<T>> results;
 177         private boolean valid;
 178         public boolean valid() { return valid; }
 179         private MultiForest(FastSet<Body<T>> results, boolean valid) { this.results = results; this.valid = valid; }
 180         public MultiForest(Token.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, Sequence creator, boolean unwrap, boolean singleton) {
 181             this.results = new FastSet<Body<T>>(new Body(loc, tag, tokens, creator, unwrap, singleton));
 182             this.valid = true;
 183         }
 184         public Iterator<Body<T>> iterator() { return results.iterator(); }
 185
 186         public HashSet<Tree<T>> expand(boolean toss) {
 187             HashSet<Tree<T>> ret = new HashSet<Tree<T>>();
 188             for(Body<T> b : results)
 189                 ret.addAll(b.expand(toss, new ArrayList<Tree<T>>(), 0, new HashSet<Tree<T>>()));
 190             if (toss && ret.size() > 1) throw new Parser.Ambiguous(this);
 191             return ret;
 192         }
 193
 194         // Display //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 195
 196         private String toString = null;
 197         public String toString() {
 198             if (toString != null) return toString;
 199             StringBuffer ret = new StringBuffer();
 200             ret.append("<?");
 201             boolean first = true;
 202             for(Forest.Body<T> r : results) {
 203                 if (!first) ret.append(' ');
 204                 first = false;
 205                 ret.append(r);
 206             }
 207             ret.append("?>");
 208             return toString = ret.toString();
 209         }
 210     }
 211
 212     // Statics //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 213
 214     private static Tree[] tree_hint = new Tree[0];
 215     private static Body[] body_hint = new Body[0];
 216     private static final Forest[] emptyForestArray = new Forest[0];
 217 }