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     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     }
  44
  45     static        <T> Forest<T> singleton(Input.Location loc, Position p) {
  46         return create(loc, null, new Forest[] { }, 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, false, false, p); }
  52     public static <T> Forest<T> create(Input.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, boolean unwrap, boolean singleton, Position p) {
  53         return new MyBody<T>(loc, tag, tokens, unwrap, singleton, p);
  54     }
  55     // Body //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  56
  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         public void edges(GraphViz.Node n) {
  74             for(int i=0; i<tokens.length; i++) {
  75                 if (i==tokens.length-1 && unwrap) {
  76                     tokens[i].edges(n);
  77                 } else {
  78                     n.edge(tokens[i]);
  79                 }
  80             }
  81         }
  82
  83         public <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c) {
  84             ivbc.invoke(this, b, c);
  85         }
  86
  87         private final Input.Location    location;
  88         private final T                 tag;
  89         private final Forest<T>[]       tokens;
  90         private final boolean           unwrap;
  91         private final boolean           singleton;
  92         private final Sequence.Position reduction;
  93
  94         private MyBody(Input.Location loc, T tag, Forest<T>[] tokens, boolean unwrap, boolean singleton, Position reduction) {
  95             this.location = loc;
  96             this.tag = tag;
  97             this.tokens = tokens==null ? emptyForestArray : new Forest[tokens.length];
  98             if (tokens != null) System.arraycopy(tokens, 0, this.tokens, 0, tokens.length);
  99             if (tokens != null) for(int i=0; i<tokens.length; i++) if (tokens[i]==null) throw new Error(i+"");
 100             this.unwrap = unwrap;
 101             this.singleton = singleton;
 102             this.reduction = reduction;
 103         }
 104
 105         public void expand(final int i, final TreeMaker<T> h) {
 106             if (singleton) {
 107                 tokens[0].visit(h, null, i);
 108                 return;
 109             }
 110             if (i==0) h.start(tag, location);
 111
 112             if (i==tokens.length) {
 113                 h.finish(tag, location);
 114
 115             } else if (unwrap && i==tokens.length-1) {
 116                 if (tokens[i] != null)
 117                     tokens[i].visit(h, null, 0);
 118
 119             } else {
 120                 tokens[i].visit(new TreeMaker<T>(h.toss) {
 121                     public void start(T head, Input.Location loc) { }
 122                     public void addTree(Tree<T> t) { toks.add(t); }
 123                     public void finish(T head, Input.Location loc) {
 124                         int old = h.toks.size();
 125                         h.addTree(new Tree<T>(loc, head, toks.toArray(tree_hint)));
 126                         expand(i+1, h);
 127                         while(h.toks.size() > old) h.toks.remove(h.toks.size()-1);
 128                     }
 129                 }, null, null);
 130             }
 131         }
 132
 133         protected String  headToString()         { return tag==null?null:tag.toString(); }
 134         protected String  headToJava()           { return null; }
 135         protected String  left()                 { return "{"; }
 136         protected String  right()                { return "}"; }
 137         protected boolean ignoreSingleton()      { return false; }
 138     }
 139
 140
 141     // Ref //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 142
 143     /**
 144      *  This class represents a partially complete collection of
 145      *  forests to be viewed as a forest at some later date; once
 146      *  viewed, it becomes immutable
 147      */
 148     static class Ref<T> extends Forest<T> {
 149         private FastSet<Forest<T>> hp = new FastSet<Forest<T>>();
 150         public Ref() { }
 151         public int toInt() {
 152             if (hp.size()==1) return hp.iterator().next().toInt();
 153             return super.toInt();
 154         }
 155         public void merge(Forest p) { if (p!=this) hp.add(p, true); }
 156
 157         public boolean isTransparent() { return hp.size()==1; }
 158         public boolean isHidden() { return hp.size()==0; }
 159         public void edges(GraphViz.Node n) { for(Forest f : hp) f.edges(n); }
 160         public GraphViz.Node toGraphViz(GraphViz gv) {
 161             if (hp.size()==0) return null;
 162             if (hp.size()==1) return hp.iterator().next().toGraphViz(gv);
 163             if (gv.hasNode(this)) return gv.createNode(this);
 164             GraphViz.Node n = gv.createNode(this);
 165             n.label = "?";
 166             n.color = "red";
 167             for(Forest f : hp) n.edge(f);
 168             return n;
 169         }
 170
 171         public <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c) {
 172             if (hp==null) return;
 173             for(Forest<T> f : hp)
 174                 f.visit(ivbc, b, c);
 175         }
 176         public Forest resolve() { return this; }
 177     }
 178
 179     public abstract <B,C> void visit(Invokable<Forest.Body<T>,B,C> ivbc, B b, C c);
 180     private static class TreeMaker2<T> extends TreeMaker<T> {
 181         private TreeConsumer<T> tc;
 182         public TreeMaker2(boolean toss, TreeConsumer<T> tc) { super(toss); this.tc = tc; }
 183         public void finish(T head, Input.Location loc) { tc.addTree(new Tree<T>(loc, head, toks.toArray(tree_hint)));; }
 184         public void start(T head, Input.Location loc) { }
 185         public void addTree(Tree<T> t) { toks.add(t); }
 186     }
 187     private static abstract class TreeMaker<T> implements Invokable<Forest.Body<T>,Boolean,Integer>, TreeConsumer<T> {
 188         public ArrayList<Tree<T>> toks = new ArrayList<Tree<T>>();
 189         private boolean toss;
 190         protected T head;
 191         public TreeMaker(boolean toss) { this.toss = toss; }
 192         public abstract void start(T head, Input.Location loc);
 193         public abstract void finish(T head, Input.Location loc);
 194         public abstract void addTree(Tree<T> t);
 195         public void invoke(Forest.Body<T> bod, Boolean o, Integer i) {
 196             if (i==null) {
 197                 ArrayList<Tree<T>> toks = this.toks;
 198                 this.toks = new ArrayList<Tree<T>>();
 199                 bod.expand(0, this);
 200                 this.toks = toks;
 201             } else {
 202                 bod.expand(i, this);
 203             }
 204         }
 205     }
 206
 207     // Statics //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 208
 209     private static Tree[] tree_hint = new Tree[0];
 210     private static final Forest[] emptyForestArray = new Forest[0];
 211
 212     protected String  headToString()    { return null; }
 213     protected String  headToJava()      { return null; }
 214     protected String  left()            { return "<?"; }
 215     protected String  right()           { return "?>"; }
 216     protected boolean ignoreSingleton() { return true; }
 217 }