Collapse some coalescence into polytomies

[hyanwong]

There are some times when we might want to deliberately collapse some nodes into polytomies, e.g. by removing nodes and replacing edges so that the non-removed nodes are still joined up. This would allow us e.g. to create tree sequences in which only nodes supported by at least one mutation are present.

I think the example below is the naive way of doing it, so I put it here for future reference. Not urgently, I'm wondering how to code up a more efficient way, e.g. using edge_diffs?

import numpy as np
import tskit
import msprime
ts = msprime.simulate(10, mutation_rate=1, recombination_rate=1, random_seed=4)
print(ts.draw_text())
keep_nodes = np.unique(np.concatenate((ts.mutations_node, ts.samples(), [tree.root for tree in ts.trees()])))
print("Keeping", keep_nodes)

def naive_polytomy_maker(ts, keep_nodes):
    delete_nodes = set([u for u in keep_nodes])
    tables = ts.dump_tables()
    tables.edges.clear()
    for tree in ts.trees():
        for node in tree.nodes():
            if node in keep_nodes:
                parent = tree.parent(node)
                while parent != tskit.NULL:
                    if parent in keep_nodes:
                        tables.edges.add_row(tree.interval.left, tree.interval.right, parent, node)
                        break
                    parent = tree.parent(parent)
    # TODO: for generality, we should also transfer mutations from deleted nodes here
    # and error out if we cannot place a single mutation to recreate the genotype distribution
    tables.sort()
    tables.edges.squash()
    tables.sort()
    return tables.tree_sequence()

ts_polytomy = naive_polytomy_maker(ts, keep_nodes)
print(ts_polytomy.draw_text())

gives:

3.60┊                     ┊                     ┊                     ┊                     ┊         24          ┊        24           ┊        24           ┊  
    ┊                     ┊                     ┊                     ┊                     ┊     ┏━━━━┻━━━━┓     ┊   ┏━━━━━┻━━━━┓      ┊     ┏━━━┻━━━━┓      ┊  
2.73┊                     ┊                     ┊              23     ┊           23        ┊     ┃        23     ┊   ┃         23      ┊     ┃       23      ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┏━━┻━━━┓ ┊       ┏━━━━┻━━━━┓   ┊     ┃       ┏━┻━━┓  ┊   ┃       ┏━━┻━━┓   ┊     ┃     ┏━━┻━━┓   ┊  
2.63┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃         ┃   ┊     ┃       ┃    ┃  ┊   ┃       ┃     ┃   ┊    22     ┃     ┃   ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃         ┃   ┊     ┃       ┃    ┃  ┊   ┃       ┃     ┃   ┊   ┏━┻━┓   ┃     ┃   ┊  
2.30┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃        21   ┊     ┃      21    ┃  ┊   ┃      21     ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃       ┏━┻━┓ ┊     ┃     ┏━┻━┓  ┃  ┊   ┃     ┏━┻━┓   ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
2.24┊            20       ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃       ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃   ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
    ┊         ┏━━━┻━━━━┓  ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃       ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃   ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
2.11┊         ┃        ┃  ┊            19       ┊           19      ┃ ┊      19       ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃   ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
    ┊         ┃        ┃  ┊         ┏━━━┻━━━━┓  ┊        ┏━━━┻━━━┓  ┃ ┊     ┏━┻━━┓    ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃   ┃   ┊   ┃   ┃   ┃     ┃   ┊  
1.85┊         ┃        ┃  ┊         ┃        ┃  ┊        ┃       ┃  ┃ ┊     ┃    ┃    ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃  18   ┊   ┃   ┃   ┃    18   ┊  
    ┊         ┃        ┃  ┊         ┃        ┃  ┊        ┃       ┃  ┃ ┊     ┃    ┃    ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃  ┃  ┊   ┃     ┃   ┃  ┏┻━┓ ┊   ┃   ┃   ┃    ┏┻━┓ ┊  
1.65┊         ┃       17  ┊         ┃       17  ┊        ┃      17  ┃ ┊     ┃   17    ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃ 17  ┊   ┃     ┃   ┃ 17  ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   17  ┃ ┊  
    ┊         ┃       ┏┻┓ ┊         ┃       ┏┻┓ ┊        ┃      ┏┻┓ ┃ ┊     ┃   ┏┻┓   ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃ ┏┻┓ ┊   ┃     ┃   ┃ ┏┻┓ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┏┻┓ ┃ ┊  
0.99┊        16       ┃ ┃ ┊        16       ┃ ┃ ┊       16      ┃ ┃ ┃ ┊     ┃   ┃ ┃   ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊     ┏━━━┻━━━┓   ┃ ┃ ┊     ┏━━━┻━━━┓   ┃ ┃ ┊     ┏━━┻━━┓   ┃ ┃ ┃ ┊     ┃   ┃ ┃   ┃   ┃ ┊     ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
0.74┊    15       ┃   ┃ ┃ ┊    15       ┃   ┃ ┃ ┊    15     ┃   ┃ ┃ ┃ ┊    15   ┃ ┃   ┃   ┃ ┊    15     ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊   ┏━┻━┓     ┃   ┃ ┃ ┊   ┏━┻━┓     ┃   ┃ ┃ ┊   ┏━┻━┓   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┏━┻━┓ ┃ ┃   ┃   ┃ ┊   ┏━┻━┓   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
0.49┊   ┃   ┃    14   ┃ ┃ ┊   ┃   ┃    14   ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃   ┃   ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊   ┃   ┃   ┏━┻━┓ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┏━┻━┓ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃   ┃   ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃     ┃   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃   ┃   ┃ ┃ ┃ ┊  
0.30┊   ┃   ┃  13   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃  13   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃  13   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃  13   ┃ ┊   ┃   ┃  13   ┃ ┃ ┃ ┊   ┃    13   ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃  13   ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊   ┃   ┃ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┏━┻┓  ┃ ┊   ┃   ┃ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┊  
0.28┊  12   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  12   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  12   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  12   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊  12   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  12   ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ ┊  12   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┏━┻┓  ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
0.21┊ ┃  ┃  ┃ ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ 11  ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ 11  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃  ┃  ┃ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┊  
0.10┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ 10  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊ ┃ ┏┻┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊  
0.00┊ 0 4 8 7 1 2 5 6 3 9 ┊ 0 4 8 7 1 2 5 6 3 9 ┊ 0 4 8 7 1 2 5 3 9 6 ┊ 0 4 8 7 3 9 1 2 5 6 ┊ 0 4 8 7 1 2 5 6 3 9 ┊ 0 4 8 1 2 5 6 3 9 7 ┊ 0 4 8 6 1 2 5 3 9 7 ┊  
  0.00                  0.28                  0.61                  0.65                  0.86                  0.95                  0.97                  1.00 

Keeping [ 0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 12 14 16 17 19 20 21 23 24]
3.60┊                     ┊                     ┊                     ┊                     ┊          24         ┊        24           ┊          24         ┊  
    ┊                     ┊                     ┊                     ┊                     ┊   ┏━━━━━━━┻━┳━━━━━┓ ┊   ┏━━━━━┻━━━━━┓     ┊   ┏━━━━━━━┻┳━━━━━━┓ ┊  
2.73┊                     ┊                     ┊              23     ┊          23         ┊   ┃        23     ┃ ┊   ┃          23     ┊   ┃       23      ┃ ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┏━━┻━━━┓ ┊       ┏━━━┻━━━━┓    ┊   ┃      ┏━━┻━━┓  ┃ ┊   ┃      ┏━━━━┻┳━━┓ ┊   ┃   ┏━┳━━╋━━┳━┓ ┃ ┊  
2.63┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃        ┃    ┊   ┃      ┃     ┃  ┃ ┊   ┃      ┃     ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃        ┃    ┊   ┃      ┃     ┃  ┃ ┊   ┃      ┃     ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
2.30┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃       21    ┊   ┃     21     ┃  ┃ ┊   ┃     21     ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊                     ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃     ┏━┳┻┳━┓ ┊   ┃   ┏━┳┻┳━┓  ┃  ┃ ┊   ┃   ┏━┳┻┳━┓  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
2.24┊            20       ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃     ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊         ┏━━━┻━━━━┓  ┊                     ┊            ┃      ┃ ┊       ┃     ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
2.11┊         ┃        ┃  ┊            19       ┊           19      ┃ ┊      19     ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊         ┃        ┃  ┊         ┏━━━┻━━━━┓  ┊        ┏━━━┻━━━┓  ┃ ┊   ┏━━━┻┳━━┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
1.85┊         ┃        ┃  ┊         ┃        ┃  ┊        ┃       ┃  ┃ ┊   ┃    ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
    ┊         ┃        ┃  ┊         ┃        ┃  ┊        ┃       ┃  ┃ ┊   ┃    ┃  ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃ ┃ ┃  ┃  ┃ ┊   ┃   ┃ ┃  ┃  ┃ ┃ ┃ ┊  
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[hyanwong]

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