聚类分析:将所有的POSCAR结构进行聚类,以便发现相似的结构和C原子的分布规律。。具体代码

时间: 2024-03-17 10:42:44 浏览: 69
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聚类分析代码

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聚类分析是机器学习中的一种无监督学习算法,可以将数据分成若干个类别,每个类别内部的数据相似度较高,不同类别之间的相似度较低。在材料科学中,聚类分析可以用于分析材料的结构,包括原子组成、晶体结构等等。以下是一个基于Python的聚类分析代码示例,可以用于分析POSCAR结构中C原子的分布规律: ```python import numpy as np from sklearn.cluster import KMeans # 读取POSCAR结构数据 data = np.loadtxt('POSCAR.txt', skiprows=8) X = data[:, 0:3] # 取前三列(表示原子的坐标) # 聚类分析 kmeans = KMeans(n_clusters=5, random_state=0).fit(X) # 聚成5类 labels = kmeans.labels_ # 每个样本所属的类别标签 # 输出每个类别中C原子的数量 for i in range(5): pos = np.where(labels == i)[0] c_num = np.count_nonzero(data[pos, 4] == 'C') # 判断第5列是否为C print('Class %d: %d C atoms' % (i, c_num)) ``` 上述代码中,`POSCAR.txt`是原始的POSCAR文件,其中第9行开始是原子坐标,每行前三列为x、y、z坐标,第4列为原子种类,第5列为原子的名称。代码中采用`KMeans`算法对所有原子进行聚类,将所有原子分成5类,并统计每个类别中C原子的数量。可以根据实际需求修改聚类的类别数、相似度的度量方法等参数。
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Traceback (most recent call last): File "symmetry.py", line 17, in <module> centers = C_coords[np.random.choice(C_coords.shape[0], size=n_clusters, replace=False)] File "mtrand.pyx", line 903, in numpy.random.mtrand.RandomState.choice ValueError: a must be greater than 0 unless no samples are taken。import numpy as np from scipy.spatial.distance import cdist # 读取POSCAR文件 with open('69_POSCAR', 'r') as f: lines = f.readlines() # 提取晶格矢量和C原子坐标 lattice = np.array([list(map(float, lines[i].split())) for i in range(2, 5)]) coords = np.array([list(map(float, line.split())) for line in lines[8:]]) # 提取C原子的坐标 C_coords = coords[coords[:, 2] == 6][:, :3] # 初始化聚类中心 n_clusters = 3 centers = C_coords[np.random.choice(C_coords.shape[0], size=n_clusters, replace=False)] # 迭代聚类 max_iter = 100 for i in range(max_iter): # 计算每个C原子到聚类中心的距离 distances = cdist(C_coords, centers) # 分配聚类标签 labels = np.argmin(distances, axis=1) # 更新聚类中心 for j in range(n_clusters): centers[j] = np.mean(C_coords[labels == j], axis=0) # 输出聚类结果和聚类中心 print('C原子聚类结果:') for i in range(len(C_coords)): print('C{}: ({:.3f}, {:.3f}, {:.3f}),聚类标签:{}'.format( i+1, C_coords[i][0], C_coords[i][1], C_coords[i][2], labels[i]+1)) print('聚类中心:') for i in range(len(centers)): print('聚类{}中心:({:.3f}, {:.3f}, {:.3f})'.format(i+1, centers[i][0], centers[i][1], centers[i][2]))。修改代码。

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