不用Scikit-learn库,应用K-Means聚类算法描述多个C原子在晶胞空间中的分布情况,如排列方式这种,具体代码
时间: 2024-03-10 17:45:46 浏览: 130
以下是一个基于Python和Numpy库的K-Means聚类算法示例代码,用于描述多个C原子在晶胞空间中的分布情况:
```python
import numpy as np
from scipy.spatial.distance import cdist
# 读取POSCAR文件
with open('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[:, 3] == 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]))
```
以上代码将POSCAR文件中的C原子坐标作为输入,使用K-Means聚类算法将它们分成3组,并输出聚类结果和聚类中心。需要根据具体情况设置n_clusters参数和max_iter参数,以确定聚类的数量和最大迭代次数。
需要注意的是,由于K-Means算法对于初始聚类中心的选择比较敏感,因此可以使用多次随机初始化的方法来提高聚类结果的稳定性。可以在迭代前随机初始化聚类中心,并多次迭代以寻找最优解。
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