已有数据不同POSCAR结构文件和相对应的晶格畸变能量文件,根据晶格畸变对POSCAR结构进行聚类,使用Numpy,要求详细代码,并分组输出结构文件的类别
时间: 2024-03-09 07:50:59 浏览: 52
使用numpy实现的聚类算法(包括时空聚类算法)
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以下是使用Numpy库进行K均值聚类并输出聚类结果的Python代码:
```python
import numpy as np
from scipy.spatial.distance import cdist
import os
import shutil
def k_means(features, k):
# 随机选择k个聚类中心
centroids = features[np.random.choice(features.shape[0], k, replace=False)]
while True:
# 计算每个点到聚类中心的距离
distances = cdist(features, centroids, metric='euclidean')
# 找到每个点所属的类别
labels = np.argmin(distances, axis=1)
# 更新聚类中心
new_centroids = np.array([features[labels == i].mean(axis=0) for i in range(k)])
# 如果聚类中心没有发生变化,则停止聚类
if np.allclose(centroids, new_centroids):
break
centroids = new_centroids
return labels
# 读取晶格畸变能量文件
energies = np.loadtxt('energies.txt')
# 读取不同的POSCAR结构文件
structures = []
for i in range(1, energies.shape[0] + 1):
structure_filename = f'structure_{i}.vasp'
if os.path.exists(structure_filename):
with open(structure_filename, 'r') as f:
structure = f.readlines()
structures.append(structure)
else:
print(f'Error: {structure_filename} does not exist.')
exit(1)
structures = np.array(structures)
# 设置聚类数为3
k = 3
# 进行K均值聚类
labels = k_means(energies.reshape(-1, 1), k)
# 将每个结构文件复制到对应的类别目录中
for i in range(k):
directory = f'cluster_{i}'
if not os.path.exists(directory):
os.makedirs(directory)
for j in range(labels.shape[0]):
if labels[j] == i:
structure_filename = f'structure_{j + 1}.vasp'
shutil.copy2(structure_filename, directory)
```
在上面的代码中,我们首先读取了晶格畸变能量文件`energies.txt`和不同的POSCAR结构文件,然后使用K均值聚类算法对晶格畸变能量进行聚类。最后,我们将每个结构文件复制到对应的类别目录中。在这个示例中,我们假设每个结构文件的名称都是`structure_#.vasp`,其中#是结构文件的编号,从1开始递增。如果你的结构文件名称不同,那么需要相应地修改代码。
聚类结果会输出到`cluster_0`、`cluster_1`和`cluster_2`三个目录中,每个目录中包含了相应类别的结构文件。
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