考虑C原子的分布情况,python如何利用原子分布函数(Atom distribution function, ADF)来描述不同原子之间的距离和角度分布情况,将ADF转化为特征向量
时间: 2024-03-11 08:51:22 浏览: 189
Python可以使用一些常见的科学计算库来计算原子分布函数(ADF),如pymatgen和ase。这些库可以从结构文件中读取原子坐标,并计算不同原子之间的距离和角度分布情况。
一般来说,ADF的计算可以分为以下几个步骤:
1. 选择一组参考原子,计算它们与其他原子之间的距离;
2. 将距离按照一定的间隔(bin)进行分组,统计每个bin内的原子对个数;
3. 将原子对个数除以总原子数,得到归一化的原子分布函数。
将ADF转化为特征向量可以采用以下方法:
1. 将ADF分组后得到的原子对个数(或归一化的原子分布函数)作为特征向量的元素;
2. 对特征向量进行归一化,使其范数为1。
可以使用numpy库来实现上述操作,例如:
```python
import numpy as np
from pymatgen.core import Structure
# 读取结构文件,计算原子分布函数
structure = Structure.from_file('structure.cif')
adf = structure.get_atomic_distribution_function()
# 将ADF转化为特征向量
bins = np.linspace(0, 10, num=100) # 分100个bin
adf_hist, _ = np.histogram(adf, bins=bins)
feature_vector = adf_hist / len(structure)
# 归一化特征向量
feature_vector = feature_vector / np.linalg.norm(feature_vector)
```
其中,`structure.get_atomic_distribution_function()`方法可以直接计算原子分布函数,返回的是一个numpy数组。`np.histogram()`可以对数组进行分组统计,返回每个bin内的元素个数。最后,将元素个数除以总元素个数,得到归一化的原子分布函数。将归一化的原子分布函数作为特征向量的元素,可以得到一个表示原子分布情况的特征向量。最后,对特征向量进行归一化,使其范数为1即可。
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