python利用ASE写代码:要求1:读取同一目录下多个POSCAR中C原子的坐标和原子数目,定义特征向量长度,将每个原子的坐标添加到特征向量中,定义一个feature函数;要求2.计算特征向量之间的距离矩阵;要求3.使用层次聚类算法进行聚类,并输出每个聚类下的结构文件;要求4.要求输入文件是n_POSCAR这种形式
时间: 2024-03-17 20:47:57 浏览: 119
好的,这个问题比较复杂,需要写一个完整的脚本来实现。下面是一个利用ASE模块,读取同一目录下多个POSCAR文件,提取C原子坐标并进行层次聚类的代码:
```python
import os
import numpy as np
from ase.io import read, write
from scipy.cluster.hierarchy import linkage, fcluster
def feature(poscar_file):
# 读取POSCAR文件
atoms = read(poscar_file)
coords = atoms.get_positions()
symbols = atoms.get_chemical_symbols()
# 提取C原子坐标
C_coords = []
for i in range(len(symbols)):
if symbols[i] == 'C':
C_coords.append(coords[i])
# 定义特征向量长度为3
feature_length = 3
# 将每个原子的坐标添加到特征向量中
feature_vecs = []
for coord in C_coords:
feature_vec = np.zeros(feature_length)
feature_vec[:3] = coord
feature_vecs.append(feature_vec)
return feature_vecs
def distance_matrix(feature_vecs):
# 计算特征向量之间的距离矩阵
n_vecs = len(feature_vecs)
dist_matrix = np.zeros((n_vecs, n_vecs))
for i in range(n_vecs):
for j in range(i+1, n_vecs):
dist = np.linalg.norm(feature_vecs[i]-feature_vecs[j])
dist_matrix[i][j] = dist
dist_matrix[j][i] = dist
return dist_matrix
def cluster(poscar_path):
# 读取所有的POSCAR文件
poscar_files = []
for filename in os.listdir(poscar_path):
if filename.endswith('POSCAR'):
poscar_files.append(os.path.join(poscar_path, filename))
# 将所有POSCAR文件的特征向量合并
all_feature_vecs = []
for poscar_file in poscar_files:
feature_vecs = feature(poscar_file)
all_feature_vecs.extend(feature_vecs)
# 计算所有特征向量之间的距离矩阵
dist_matrix = distance_matrix(all_feature_vecs)
# 对距离矩阵进行层次聚类
linkage_matrix = linkage(dist_matrix, 'ward')
clusters = fcluster(linkage_matrix, 2, criterion='maxclust')
# 将结构文件按照聚类结果输出到不同的文件夹中
for i in range(1, max(clusters)+1):
cluster_dir = os.path.join(poscar_path, f'cluster_{i}')
if not os.path.exists(cluster_dir):
os.makedirs(cluster_dir)
for j in range(len(clusters)):
if clusters[j] == i:
poscar_file = poscar_files[j]
new_poscar_file = os.path.join(cluster_dir, os.path.basename(poscar_file))
atoms = read(poscar_file)
write(new_poscar_file, atoms, format='vasp')
if __name__ == '__main__':
poscar_path = input("请输入POSCAR文件所在目录:")
cluster(poscar_path)
```
这个脚本实现了读取同一目录下多个POSCAR文件,提取C原子坐标并进行层次聚类的功能。你可以将代码保存到一个Python文件中,并在命令行中运行该脚本,输入POSCAR文件所在目录即可。聚类结果会按照不同的簇输出到不同的文件夹中。
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