Approx pattern matching functions
[SXSI/XMLTree.git] / XMLTree.h
index 8fc6596..ee44d32 100644 (file)
--- a/XMLTree.h
+++ b/XMLTree.h
  *   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 <unordered_set>\r
+#include <unordered_map>\r
+#include "TextCollection/TextCollectionBuilder.h"\r
 #include <stdio.h>\r
 #include <stdlib.h>\r
+#include <cstring>\r
+\r
+\r
+#undef W\r
+#undef WW\r
+#undef Wminusone\r
+\r
 #include "bp.h"\r
-#include "libcds/includes/static_bitsequence.h"\r
-#include "libcds/includes/alphabet_mapper.h"\r
-#include "libcds/includes/static_sequence.h"\r
 \r
-//#include "TextCollection/TextCollection.h"\r
-//using SXSI::TextCollection;\r
+#include <static_bitsequence.h>\r
+#include <alphabet_mapper.h>\r
+#include <static_sequence.h>\r
+using SXSI::TextCollection;\r
+using SXSI::TextCollectionBuilder;\r
+using SXSI::TextStorage;\r
 \r
 // this constant is used to efficiently compute the child operation in the tree\r
 #define OPTD 10\r
 \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
@@ -49,47 +59,77 @@ 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 DOCUMENT_CLOSE_TAG "/"\r
+#define ATTRIBUTE_CLOSE_TAG "/<@>"\r
+#define PCDATA_CLOSE_TAG "/<$>"\r
+#define ATTRIBUTE_DATA_CLOSE_TAG "/<@$>"\r
+\r
+\r
+\r
+typedef std::unordered_map<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
+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
+   vector<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
+   TextCollection *Text;\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
+   // Allows to disable the TextCollection for benchmarkin purposes\r
+   bool disable_tc;\r
    \r
-public:\r
 \r
-   /** Data structure constructor */\r
-   XMLTree() {finished = false; initialized = false;}; \r
\r
+   /** Data structure constructors */\r
+   XMLTree(){;};\r
+\r
+   // non const pointer are freed by this method.\r
+  XMLTree( pb * const par, uint npar,  vector<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
@@ -113,7 +153,10 @@ public:
   \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
+   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
@@ -150,26 +193,42 @@ public:
    /** FirstChild(x): returns the first child of node x, assuming it exists. \r
     * Very fast in BP. */\r
    treeNode FirstChild(treeNode x);\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
     * exists. */\r
    treeNode NextSibling(treeNode x);\r
+   treeNode NextElement(treeNode x);\r
    \r
    /** PrevSibling(x): returns the previous sibling of node x, assuming it \r
     * exists. */\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, std::unordered_set<int> * tags);\r
+\r
+   /** TaggedFollSibling(x,tag): returns the first sibling of node x tagged tag, or \r
+    *  NULLT if there is none. */\r
+   treeNode TaggedFollSibling(treeNode x, TagType tag);\r
    \r
+   treeNode SelectFollSibling(treeNode x, std::unordered_set<int> * 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
 \r
+   treeNode SelectDesc(treeNode x, std::unordered_set<int> * tags);\r
+\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
@@ -179,7 +238,18 @@ public:
     * 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 TaggedFollBelow(treeNode x, TagType tag,treeNode root);     \r
    \r
+   treeNode SelectFollBelow(treeNode x, std::unordered_set<int> * tags, treeNode root);\r
+\r
+   /** TaggedFollowingSibling(x,tag) */\r
+   treeNode TaggedFollowingSibling(treeNode x, TagType tag);\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
@@ -202,43 +272,8 @@ 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
+   \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
@@ -248,13 +283,165 @@ public:
     * Returns NULL in case that the tag identifier is not valid.*/\r
    unsigned char *GetTagName(TagType tagid);\r
 \r
-   /** saveXMLTree: saves XML tree data structure to file. Every component of \r
-    * the collection is stored in different files (same name, different file \r
-    * extensions). */\r
-   void Save(unsigned char *filename);\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
+   }\r
+\r
+   /** Suffix(s): search for texts having string s as a suffix. */\r
+   TextCollection::document_result Suffix(uchar const *s) {\r
+      return Text->Suffix(s);\r
+   }\r
+\r
+   /** Equal(s): search for texts equal to string s. */\r
+   TextCollection::document_result Equal(uchar const *s) {\r
+      return Text->Equal(s);\r
+   }\r
+\r
+   /** Contains(s): search for texts containing string s.  */\r
+   TextCollection::document_result Contains(uchar const *s) {\r
+      return Text->Contains(s);\r
+   }\r
+\r
+   /** LessThan(s): returns document identifiers for the texts that\r
+    * are lexicographically smaller than string s. */\r
+   TextCollection::document_result LessThan(uchar const *s) {\r
+      return Text->LessThan(s);\r
+   }\r
+\r
+   /** KMismatches (s): returns document identifiers for the texts that\r
+    * contain occurrence of string s with at most K mismatches. */\r
+   TextCollection::document_result KMismatches(uchar const *s, unsigned K) {\r
+       return Text->KMismatches(s, K);\r
+   }\r
+\r
+   /** KErrors (s): returns document identifiers for the texts that\r
+    * contain occurrence of string s with at most K errors. \r
+    * The accepted "errors" are insertions, deletions and mutations of chars.\r
+    */\r
+   TextCollection::document_result KErrors(uchar const *s, unsigned K) {\r
+       return Text->KErrors(s, K);\r
+   }\r
+   \r
+   /** IsPrefix(x): returns true if there is a text prefixed by string s. */\r
+   bool IsPrefix(uchar const *s) {\r
+      return Text->IsPrefix(s);\r
+   }          \r
+   \r
+   /** IsSuffix(s): returns true if there is a text having string s as a \r
+    * suffix.*/\r
+   bool IsSuffix(uchar const *s) {\r
+      return Text->IsSuffix(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** IsEqual(s): returns true if there is a text that equals given \r
+    * string s. */\r
+   bool IsEqual(uchar const *s) {\r
+      return Text->IsEqual(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** IsContains(s): returns true if there is a text containing string s. */\r
+   bool IsContains(uchar const *s) {\r
+      return Text->IsContains(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** IsLessThan(s): returns true if there is at least a text that is \r
+    * lexicographically smaller than string s. */\r
+   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
+      return Text->CountPrefix(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** CountSuffix(s): counting version of Suffix(s). */\r
+   unsigned CountSuffix(uchar const *s) {\r
+      return Text->CountSuffix(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** CountEqual(s): counting version of Equal(s). */\r
+   unsigned CountEqual(uchar const *s) {\r
+      return Text->CountEqual(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** CountContains(s): counting version of Contains(s). */\r
+   unsigned CountContains(uchar const *s) {\r
+      return Text->CountContains(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** CountLessThan(s): counting version of LessThan(s). */\r
+   unsigned CountLessThan(uchar const *s) {\r
+      return Text->CountLessThan(s);\r
+   }\r
+   \r
+   /** GetText(d): returns the text corresponding to document with\r
+    * id d. \r
+    *\r
+    * Implementation of GetText() may or may NOT \r
+    * require you to free() the pointer that is returned.\r
+    * Call DeleteText() for each pointer returned by GetText()\r
+    * to avoid possible memory leaks.\r
+    */\r
+   uchar* GetText(DocID d) const {\r
+     return Text->GetText(d);\r
+   }\r
+\r
+   /**\r
+    * Free the pointer returned by GetText().\r
+    */\r
+   void DeleteText(uchar *text) const {\r
+       Text->DeleteText(text);\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
+    *\r
+    * Call DeleteText() for each pointer returned by GetText()\r
+    * to avoid possible memory leaks.\r
+    */\r
+   uchar* GetText(DocID i, DocID j) const {\r
+     return Text->GetText(i, j);\r
+   }\r
+\r
+\r
+   TextCollection *getTextCollection() {\r
+      return Text;\r
+   }\r
+   \r
+   /** Save: saves XML tree data structure to file. */\r
+   void Save(int fd);\r
       \r
-   /** load: loads XML tree data structure from file. */\r
-   static XMLTree *Load(unsigned char *filename, int sample_rate_text);   \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(int fd);   \r
 \r
+   void insertTag(TagType tag, uint position);\r
+   \r
+   void print_stats();\r
+};\r
+#endif\r
 \r