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