Backport changes from the grammar branch
[SXSI/XMLTree.git] / XMLTree.h
index ba01941..6d11d78 100644 (file)
--- a/XMLTree.h
+++ b/XMLTree.h
@@ -1,4 +1,3 @@
-\r
 /******************************************************************************\r
  *   Copyright (C) 2008 by Diego Arroyuelo                                    *\r
  *   Interface for the in-memory XQuery/XPath engine                          *\r
  *   along with this program; if not, write to the                            *\r
  *   Free Software Foundation, Inc.,                                          *\r
  *   59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.                *\r
- ******************************************************************************/ \r
+ ******************************************************************************/\r
 \r
 #ifndef XMLTREE_H_\r
 #define XMLTREE_H_\r
-#include "TextCollection/TextCollection.h"\r
-#include <stdio.h>\r
-#include <stdlib.h>\r
-#include <cstring>\r
+\r
+\r
+#include <unordered_set>\r
+#include <unordered_map>\r
+#include <sstream>\r
+#include "TextCollection/TextCollectionBuilder.h"\r
+\r
+#undef W\r
+#undef WW\r
+#undef Wminusone\r
+\r
 #include "bp.h"\r
+#include <libcds/includes/basics.h>\r
 #include <static_bitsequence.h>\r
 #include <alphabet_mapper.h>\r
 #include <static_sequence.h>\r
 using SXSI::TextCollection;\r
+using SXSI::TextCollectionBuilder;\r
 \r
 \r
 // this constant is used to efficiently compute the child operation in the tree\r
@@ -37,10 +45,7 @@ using SXSI::TextCollection;
 \r
 #define NULLT -1\r
 \r
-        // sets bit p in e\r
-#define bitset(e,p) ((e)[(p)/W] |= (1<<((p)%W)))\r
-        // cleans bit p in e\r
-#define bitclean(e,p) ((e)[(p)/W] &= ~(1<<((p)%W)))\r
+#define PERM_SAMPLE 10\r
 \r
 \r
 typedef int treeNode;\r
@@ -52,78 +57,169 @@ typedef struct {
    int max;\r
 } range;\r
 \r
+// Encoding of the XML Document :\r
+// The following TAGs and IDs are fixed, "" is the tag of the root.\r
+// a TextNode is represented by a leaf <<$>></<$>> The DocId in the TextCollection\r
+// of that leaf is kept in a bit sequence.\r
+// a TextNode below an attribute is likewise represented by a leaf <<@$>><</@$>>\r
+// An element <e a1="v1" a2="v2" ... an="vn" > ...</e> the representation is:\r
+// <e><<@>> <<@>a1> <<$@>>DocID(v1)</<$@>></<@>a1> ... </<@>> .... </e>\r
+// Hence the attributes (if any) are always below the first child of their element,\r
+// as the children of a fake node <@>.\r
+\r
+\r
+#define DOCUMENT_OPEN_TAG ""\r
+#define DOCUMENT_TAG_ID 0\r
+#define ATTRIBUTE_OPEN_TAG "<@>"\r
+#define ATTRIBUTE_TAG_ID 1\r
+#define PCDATA_OPEN_TAG "<$>"\r
+#define PCDATA_TAG_ID 2\r
+#define ATTRIBUTE_DATA_OPEN_TAG "<@$>"\r
+#define ATTRIBUTE_DATA_TAG_ID 3\r
+#define CLOSING_TAG   "</>"\r
+#define CLOSING_TAG_ID 4\r
+#define DOCUMENT_CLOSE_TAG "/"\r
+#define ATTRIBUTE_CLOSE_TAG "/<@>"\r
+#define PCDATA_CLOSE_TAG "/<$>"\r
+#define ATTRIBUTE_DATA_CLOSE_TAG "/<@$>"\r
+\r
+\r
+typedef std::unordered_set<int> TagIdSet;\r
+typedef std::unordered_map<std::string,int> TagIdMap;\r
+typedef TagIdMap::const_iterator TagIdMapIT;\r
+\r
+#define REGISTER_TAG(v,h,t) do { (h)->insert(std::make_pair((t),(v)->size()));\\r
+    (v)->push_back(t); } while (false)\r
+\r
+\r
+// returns NULLT if the test is true\r
+#define NULLT_IF(x)  do { if (x) return NULLT; } while (0)\r
+\r
+\r
+\r
+\r
+\r
+\r
+class XMLTreeBuilder;\r
 \r
 class XMLTree {\r
+\r
+  // Only the builder can access the constructor\r
+  friend class XMLTreeBuilder;\r
+\r
+ private:\r
    /** Balanced parentheses representation of the tree */\r
    bp *Par;\r
  \r
    /** Mapping from tag identifer to tag name */  \r
-   unsigned char **TagName;\r
+   std::vector<std::string> *TagName;\r
+   TagIdMap * tIdMap;\r
   \r
-   /** boolean flag indicating whether we are indexing empty texts or not */\r
-   bool indexing_empty_texts; \r
-   \r
    /** Bit vector indicating with a 1 the positions of the non-empty texts. */\r
-   static_bitsequence_rrr02 *EBVector;  \r
+   static_bitsequence *EBVector;  \r
                      \r
    /** Tag sequence represented with a data structure for rank and select */\r
-   static_sequence_wvtree *Tags;\r
+   static_sequence *Tags;\r
+   uint * tags_fix;\r
+   uint tags_blen, tags_len;\r
 \r
    /** The texts in the XML document */\r
    TextCollection *Text;\r
-   \r
-   /** Flag indicating whether the whole data structure has been constructed or \r
-    * not. If the value is true, you cannot add more texts, nodes, etc. */\r
-   bool finished;\r
-\r
-   /** Flag indicating whether the construction of the data structure has been\r
-    * initialized or not (by calling method OpenDocument()). If this is true,\r
-    * you cannot insert new tags or texts. */\r
-   bool initialized;\r
-   \r
-   /* the following components are used for construction purposes */\r
-   pb *par_aux;\r
-   TagType *tags_aux;\r
-   int npar;\r
-   int ntagnames;\r
-   unsigned int *empty_texts_aux;\r
-   \r
-public:\r
 \r
-   /** Data structure constructor */\r
-   XMLTree() {finished = false; initialized = false;}; \r
\r
+   // Allows to disable the TextCollection for benchmarkin purposes\r
+   bool disable_tc;\r
+   \r
+   FILE* stream;\r
+   int   stream_fd; \r
+   std::string * buffer;\r
+   void myfputs(const char* s, FILE * fp){\r
+     buffer->append(s);\r
+     if (buffer->size() >= 100000){\r
+       fputs(buffer->c_str(),fp);\r
+       buffer->clear();\r
+     };\r
+\r
+   }\r
+   void myfputc(const char c, FILE*fp){\r
+     buffer->append(1,c);\r
+     if (buffer->size() >= 100000){\r
+       fputs(buffer->c_str(),fp);\r
+       buffer->clear();\r
+     };\r
+   }\r
+   void mybufferflush(FILE* fp){\r
+     fputs(buffer->c_str(), fp);\r
+     buffer->clear();\r
+   }\r
+\r
+   size_t myfprintf(const char* s, FILE * fp){\r
+     if (s == NULL)\r
+       return 0;\r
+     size_t i = buffer->size();\r
+     buffer->append(s);\r
+     size_t j = buffer->size();\r
+     if (buffer->size() >= 100000){\r
+       fputs(buffer->c_str(),fp);\r
+       buffer->clear();\r
+     };\r
+     return (j-i);\r
+   }\r
+\r
+   void PrintNode(treeNode n, int fd);\r
+   /** Data structure constructors */\r
+   XMLTree(){ buffer = 0;};\r
+\r
+   // non const pointer are freed by this method.\r
+   XMLTree( pb * const par, uint npar,  std::vector<std::string> * const TN,  TagIdMap * const tim, uint *empty_texts_bmp, TagType *tags,\r
+          TextCollection * const TC, bool dis_tc);\r
+\r
+public: \r
    /** Data structure destructor */\r
    ~XMLTree();\r
    \r
    /** root(): returns the tree root. */\r
-   treeNode Root();\r
-   \r
+   treeNode Root() { return 0; }\r
+\r
+   /** Size() :  Number of parenthesis */\r
+   unsigned int Size(){\r
+     return tags_len/2;\r
+   }\r
+\r
    /** SubtreeSize(x): the number of nodes (and attributes) in the subtree of \r
     * node x. */\r
    int SubtreeSize(treeNode x);\r
-   \r
+  \r
    /** SubtreeTags(x,tag): the number of occurrences of tag within the subtree \r
     * of node x. */\r
    int SubtreeTags(treeNode x, TagType tag);\r
    \r
+   /** SubtreeElements(x) of element nodes in the subtree of x\r
+    */\r
+   int SubtreeElements(treeNode x);\r
+\r
    /** IsLeaf(x): returns whether node x is leaf or not. In the succinct \r
     * representation this is just a bit inspection. */\r
+\r
    bool IsLeaf(treeNode x);\r
-    \r
+\r
    /** IsAncestor(x,y): returns whether node x is ancestor of node y. */\r
+\r
    bool IsAncestor(treeNode x, treeNode y);\r
   \r
    /** IsChild(x,y): returns whether node x is parent of node y. */\r
    bool IsChild(treeNode x, treeNode y);\r
-   \r
+\r
+   /** IsFirstChild(x): returns whether node x is the first child of its parent. */\r
+   /* OCAML */\r
+   bool IsFirstChild(treeNode x);\r
+     \r
    /** NumChildren(x): number of children of node x. Constant time with the \r
     * data structure of Sadakane. */\r
    int NumChildren(treeNode x);\r
-   \r
+\r
    /** ChildNumber(x): returns i if node x is the i-th children of its \r
     * parent. */\r
-   inline int ChildNumber(treeNode x);\r
+   int ChildNumber(treeNode x);\r
 \r
    /** Depth(x): depth of node x, a simple binary rank on the parentheses \r
     * sequence. */\r
@@ -136,53 +232,96 @@ public:
    /** Postorder(x): returns the postorder number of node x, just regarding \r
     * tree nodes (and not texts). */\r
    int Postorder(treeNode x);\r
-   \r
+      \r
    /** Tag(x): returns the tag identifier of node x. */\r
-   TagType Tag(treeNode x);\r
-   \r
+   TagType Tag(treeNode x) {\r
+     if (tags_blen == 8)\r
+       return  (TagType) (((uchar*)tags_fix)[(int) x]);\r
+     else\r
+       return (TagType) get_field(tags_fix,tags_blen, (int) x);\r
+   }\r
+\r
    /** DocIds(x): returns the range (i.e., a pair of integers) of document \r
     * identifiers that descend from node x. */\r
    range DocIds(treeNode x);\r
-   \r
+\r
    /** Parent(x): returns the parent node of node x. */\r
    treeNode Parent(treeNode x);\r
+   /* Assumes x is neither 0 nor -1 */\r
    \r
    /** Child(x,i): returns the i-th child of node x, assuming it exists. */   \r
    treeNode Child(treeNode x, int i);\r
-   \r
-   /** FirstChild(x): returns the first child of node x, assuming it exists. \r
-    * Very fast in BP. */\r
+\r
+   /** FirstChild(x): returns the first child of node x, or NULLT if the node is a leaf\r
+    */\r
    treeNode FirstChild(treeNode x);\r
+\r
+   /** FirstElement(x): returns the first non text, non attribute child of node x, or NULLT\r
+    *    if none.\r
+    */\r
+   treeNode FirstElement(treeNode x);\r
+\r
+   /** LastChild(x): returns the last child of node x.  */\r
+   treeNode LastChild(treeNode x);\r
    \r
-   /** NextSibling(x): returns the next sibling of node x, assuming it \r
+   /** NextSibling(x): returns the next sibling of node x, or NULLT if none \r
     * exists. */\r
+\r
    treeNode NextSibling(treeNode x);\r
-   \r
+\r
+   /** NextElement(x): returns the first non text, non attribute sibling of node x, or NULLT\r
+    *    if none.\r
+    */\r
+   treeNode NextElement(treeNode x);\r
+\r
    /** PrevSibling(x): returns the previous sibling of node x, assuming it \r
     * exists. */\r
+\r
    treeNode PrevSibling(treeNode x);\r
    \r
-   /** TaggedChild(x,i,tag): returns the i-th child of node x tagged tag, or \r
+   /** TaggedChild(x,tag): returns the first child of node x tagged tag, or \r
     * NULLT if there is none. Because of the balanced-parentheses representation \r
     * of the tree, this operation is not supported efficiently, just iterating \r
     * among the children of node x until finding the desired child. */\r
-   treeNode TaggedChild(treeNode x, int i, TagType tag);\r
+   treeNode TaggedChild(treeNode x, TagType tag);\r
    \r
+   treeNode SelectChild(treeNode x, TagIdSet * tags);\r
+\r
+   /** TaggedFollowingSibling(x,tag): returns the first sibling of node x tagged tag, or \r
+    *  NULLT if there is none. */\r
+   treeNode TaggedFollowingSibling(treeNode x, TagType tag);\r
+   \r
+   treeNode SelectFollowingSibling(treeNode x, TagIdSet * tags);\r
+\r
    /** TaggedDesc(x,tag): returns the first node tagged tag with larger \r
     * preorder than x and within the subtree of x. Returns NULT if there \r
     * is none. */\r
-   treeNode TaggedDesc(treeNode x, TagType tag);\r
+   treeNode TaggedDescendant(treeNode x, TagType tag);\r
+\r
+   treeNode SelectDescendant(treeNode x, TagIdSet * tags);\r
 \r
    /** TaggedPrec(x,tag): returns the first node tagged tag with smaller \r
     * preorder than x and not an ancestor of x. Returns NULLT if there \r
     * is none. */\r
-   treeNode TaggedPrec(treeNode x, TagType tag);\r
+   treeNode TaggedPreceding(treeNode x, TagType tag);\r
   \r
    /** TaggedFoll(x,tag): returns the first node tagged tag with larger \r
     * preorder than x and not in the subtree of x. Returns NULLT if there \r
     * is none. */\r
-   treeNode TaggedFoll(treeNode x, TagType tag);\r
-   \r
+   treeNode TaggedFollowing(treeNode x, TagType tag);\r
+\r
+   treeNode TaggedFollowingBelow(treeNode x, TagType tag,treeNode ancestor);     \r
+\r
+   treeNode SelectFollowingBelow(treeNode x, TagIdSet * tags, treeNode ancestor);\r
+\r
+   treeNode TaggedFollowingBefore(treeNode x, TagType tag,treeNode closing);\r
+\r
+   treeNode SelectFollowingBefore(treeNode x, TagIdSet * tags, treeNode closing);\r
+\r
+   /** TaggedAncestor(x, tag): returns the closest ancestor of x tagged \r
+     * tag. Return NULLT is there is none. */\r
+   treeNode TaggedAncestor(treeNode x, TagType tag);\r
\r
    /** PrevText(x): returns the document identifier of the text to the left of \r
     * node x, or NULLT if x is the root node. */\r
    DocID PrevText(treeNode x);\r
@@ -194,7 +333,8 @@ public:
    /** MyText(x): returns the document identifier of the text below node x, or \r
     * NULLT if x is not a leaf node. */\r
    DocID MyText(treeNode x);\r
-   \r
+   DocID MyTextUnsafe(treeNode x);\r
+\r
    /** TextXMLId(d): returns the preorder of document with identifier d in the \r
     * tree consisting of all tree nodes and all text nodes. */\r
    int TextXMLId(DocID d);\r
@@ -205,43 +345,8 @@ public:
    \r
    /** ParentNode(d): returns the parent node of document identifier d. */\r
    treeNode ParentNode(DocID d);\r
-\r
-   /** OpenDocument(empty_texts,sample_rate_text): initilizes the construction\r
-    * of the data structure for the XML document. Parameter empty_texts \r
-    * indicates whether we index empty texts in document or not. Parameter \r
-    * sample_rate_text indicates the sampling rate for the text searching data\r
-    * structures (small values get faster searching but a bigger space \r
-    * requirement). Returns a non-zero value upon success, NULLT in case of \r
-    * error. */\r
-   int OpenDocument(bool empty_texts, int sample_rate_text);\r
-\r
-   /** CloseDocument(): finishes the construction of the data structure for \r
-    * the XML document. Tree and tags are represented in the final form, \r
-    * dynamic data structures are made static, and the flag "finished" is set \r
-    * to true. After that, the data structure can be queried. */\r
-   int CloseDocument();\r
-\r
-   /** NewOpenTag(tagname): indicates the event of finding a new opening tag \r
-    * in the document. Tag name is given. Returns a non-zero value upon \r
-    * success, and returns NULLT in case of error. */\r
-   int NewOpenTag(unsigned char *tagname);\r
    \r
-   /** NewClosingTag(tagname): indicates the event of finding a new closing tag\r
-    *  in the document. Tag name is given. Returns a non-zero value upon \r
-    *  success, and returns NULLT in case of error. */\r
-   int NewClosingTag(unsigned char *tagname);\r
\r
-   /** NewText(s): indicates the event of finding a new (non-empty) text s in \r
-    * the document. The new text is inserted within the text collection. \r
-    * Returns a non-zero value upon success, NULLT in case of error. */\r
-   int NewText(unsigned char *s);\r
-\r
-   /** NewEmptyText(): indicates the event of finding a new empty text in the \r
-    * document. In case of indexing empty and non-empty texts, we insert the \r
-    * empty texts into the text collection. In case of indexing only non-empty\r
-    * texts, it just indicates an empty text in the bit vector of empty texts. \r
-    * Returns a non-zero value upon success, NULLT in case of error. */\r
-   int NewEmptyText();\r
+   treeNode PrevNode(DocID d);\r
 \r
    /** GetTagId(tagname): returns the tag identifier corresponding to a given \r
     * tag name. Returns NULLT in case that the tag name does not exists. */\r
@@ -251,6 +356,23 @@ public:
     * Returns NULL in case that the tag identifier is not valid.*/\r
    unsigned char *GetTagName(TagType tagid);\r
 \r
+   /** GetTagName(tagid): returns the tag name of a given tag identifier.     \r
+    *  The result is just a reference and should not be freed by the caller.\r
+    */\r
+   const unsigned char *GetTagNameByRef(TagType tagid);\r
+\r
+   /** RegisterTag adds a new tag to the tag collection this is needed\r
+    * if the query contains a tag which is not in the document, we need\r
+    * to give this new tag a fresh id and store it somewhere. A logical\r
+    * choice is here.\r
+    * We might want to use a hashtable instead of an array though.\r
+    */\r
+   TagType RegisterTag(unsigned char *tagname);\r
+\r
+   bool EmptyText(DocID i) {\r
+       return Text->EmptyText(i);\r
+   }\r
+\r
    /** Prefix(s): search for texts prefixed by string s. */\r
    TextCollection::document_result Prefix(uchar const *s) {\r
       return Text->Prefix(s);\r
@@ -262,7 +384,7 @@ public:
    }\r
 \r
    /** Equal(s): search for texts equal to string s. */\r
-   TextCollection::document_result Equal(uchar const *s) {\r
+   TextCollection::document_result Equals(uchar const *s) {\r
       return Text->Equal(s);\r
    }\r
 \r
@@ -304,6 +426,11 @@ public:
    bool IsLessThan(uchar const *s) {\r
       return Text->IsLessThan(s);\r
    }\r
+   \r
+   /** Count(s): Global counting  */\r
+   unsigned Count(uchar const *s) {\r
+      return Text->Count(s);\r
+   }\r
 \r
    /** CountPrefix(s): counting version of Prefix(s). */\r
    unsigned CountPrefix(uchar const *s) {\r
@@ -327,20 +454,54 @@ public:
    \r
    /** CountLessThan(s): counting version of LessThan(s). */\r
    unsigned CountLessThan(uchar const *s) {\r
-      return CountLessThan(s);\r
+      return Text->CountLessThan(s);\r
    }\r
    \r
    /** GetText(d): returns the text corresponding to document with\r
     * id d. */\r
    uchar* GetText(DocID d) {\r
-      return Text->GetText(d);\r
+     \r
+       uchar * s = Text->GetText(d);\r
+       return (s[0] == 1 ? (s+1) : s);\r
+   }\r
+\r
+   /** GetText(i, j): returns the texts corresponding to documents with\r
+    * ids i, i+1, ..., j. Texts are separated by '\0' character.  */\r
+   //   uchar* GetText(DocID i, DocID j) {\r
+   //  uchar * s = Text->GetText(i, j);\r
+   // return (s[0] == 1 ? (uchar*)"" : s);\r
+   //}\r
+\r
+   TextCollection *getTextCollection() {\r
+      return Text;\r
    }\r
    \r
    /** Save: saves XML tree data structure to file. */\r
-   void Save(unsigned char *filename);\r
+   void Save(int fd);\r
       \r
    /** Load: loads XML tree data structure from file. sample_rate_text \r
     * indicates the sample rate for the text search data structure. */\r
-   static XMLTree *Load(unsigned char *filename, int sample_rate_text);   \r
+   static XMLTree *Load(int fd,bool load_tc, int sample_factor);   \r
+\r
+   void insertTag(TagType tag, uint position);\r
+   \r
+   void print_stats();\r
+\r
+   \r
+   /** Parenthesis functions */\r
+   treeNode Closing(treeNode x);\r
+\r
+   bool IsOpen(treeNode x);\r
+\r
+\r
+   /** Print procedure */\r
+   void Print(int fd,treeNode x, bool no_text);\r
+   void Print(int fd,treeNode x) { Print(fd,x,false); }\r
+\r
 };\r
+\r
+\r
+\r
+\r
 #endif\r
+\r