我有水分子速度的模拟数据。数据格式如下。为了清晰起见，我想描述数据的格式，这很容易导致我想要计算的内容。
水分子由三个原子组成：氧（O）和两个氢（H）。在这里，我将它们命名为O，H1和H2。
下面的数据以行title 0和数字4335开头，表示它包含4335个原子（4335/3 = 1445个水分子）。
从第三行开始的前三个数字（0.0923365 0.0341984 -0.1248516）表示在三个笛卡尔方向Ox，Oy，Oz的氧（O）原子的速度。接下来的三个数字，在同一行代表氢的速度（H1）==＆gt; H1x，H1y，H1z。最后，第四行中的前三个数字代表氢气（H2）==＆gt;的速度。 H2X，H2Y，H2z。最后，在同一第四行中的以下三个数字代表氧原子的速度。
这些序列对2170行中的所有4335个原子进行，包括数据文件中的前两行，并从title 1开始重复以下部分。
title 0
4335 2.0001000e+04
0.0923365 0.0341984 -0.1248516 -0.8946258 1.6688854 0.8259304
0.2890579 0.8051153 -1.5612963 0.0625492 -0.1361579 0.2869132
0.2343408 -0.0665305 1.0745378 -0.8375892 0.6953992 0.5149021
-0.1628550 0.0131844 0.0688080 0.2429340 0.2168210 -0.0289806
-0.3677613 0.2054004 -0.1511643 -0.3487551 -0.1454157 0.0801884
-0.9039297 -0.0682939 -0.2337404 -0.5605327 -0.0369157 0.2243892
-0.3100274 -0.2673132 -0.2093299 0.1975043 -0.4572202 -0.8410826
-0.6995287 -0.4123909 0.0649209 -0.1910519 0.2289656 0.2443295
-0.0279093 0.5790939 -0.0104249 -1.1961776 -0.5387340 0.1445187
-0.3188485 0.3789352 -0.0112114 0.7831523 0.6043882 -0.7131590
-0.7214440 -0.5358508 -0.3035673 -0.1549275 -0.1402387 -0.0101964
-0.2027608 1.5107149 0.2963312 -1.5104872 -0.1554981 -1.3323215
0.1097982 -0.1553742 0.3803437 0.0816858 0.0265007 0.4215823
0.1157368 0.2100116 0.4712551 0.1799426 -0.1260255 -0.2131755
0.1811777 -0.9442581 -0.6036636 0.9681703 -0.1523646 -0.3502441
0.0976771 0.0019619 -0.1832204 -0.0055989 0.2701100 -0.4416720
0.8496723 0.4070951 -0.0819204 0.1156806 -0.1619873 -0.0016126
-0.4051959 0.4263505 -0.9460036 0.4412067 0.1002270 0.5864405
-0.3831136 0.3240860 -0.0005143 -0.5667163 0.2618876 0.0103317
-0.6442209 0.3965833 -0.0778050 -0.2404238 -0.1339887 -0.1662417
0.3421198 0.7480828 -1.8316993 -0.4454920 -0.0499657 -0.1951254
-0.2895359 -0.1934811 -0.2674928 0.1255802 1.3522828 -0.2829485
-0.4129106 -0.6842645 -1.0147657 -0.1278501 -0.0597648 -0.1478294
-0.2519974 0.0665314 -0.0690079 -0.0480210 -0.1179547 -0.2091919
-0.1942484 0.2583650 -0.0734658 -0.1216313 0.5158040 -0.0676843
-0.3063602 0.8148463 -0.1959571 -0.1009838 -0.3394633 -0.0866587
.
. (goes on until line 2170)
.
0.1028815 -0.0844088 -0.2156557 -0.1698745 -0.2018967 -0.3863209
0.1793070 -0.1005802 0.1800752 -0.1404713 0.2216020 0.2236271
0.5192825 -0.7398186 0.0418758 0.0347715 -0.3457840 -0.1300237
-0.3089482 1.1125441 -0.4020403 0.2739744 -0.9062766 0.0012294
0.1498538 0.0883857 -0.0094638 0.0963565 -1.1027019 0.0115313
-0.0432824 0.3330713 0.0304943
title 1
4335 2.0002000e+04
-0.2082078 0.1774843 -0.1023302 -0.1100437 0.5973607 1.0627041
-0.2216015 0.0448885 -0.8415924 0.1691296 0.6008261 -0.0373434
0.9387534 -0.3642305 0.6756270 -0.6000357 0.6632088 1.0567899
-0.3234407 -0.1781680 -0.1936070 -0.4799916 -0.1522612 -0.2347461
0.1045985 0.1999704 -0.1482928 -0.0439331 0.0413923 0.1605458
0.3403952 -0.2012104 0.4851457 -0.9665228 0.2202362 0.0046218
.
. (goes on until line 2170)
.
我想要计算的是每个分子的合成速度，我想用Perl来做这个。算法以这种方式进行。
首先分别在Ox，Oy，Oz，H1x，H1y，H1z和H2x，H2y，H2z中存储氧气（O）和氢气（H1和H2）的速度。
接下来我们定义：
velocity_x = Ox + Hx + Hx
velocity_y = Oy + Hy + Hy
velocity_z = Oz + Hz + Hz
最后计算
resultant_velocity = sqrt(velocity_x**2 + velocity_y**2 + velocity_z**2)
并将“resul_velocity”存储到新文件中（该文件应为title_0.dat）。程序应计算文件中从title 1到title 200的速度。
我是Perl的新手，但我想在Perl中执行此操作，因为我发现它非常有趣。我可以在Perl中编写简单的“读写”操作，但是不知道如何将值拆分并分配给变量并进行计算，尽管计算是高中标准。
#!/usr/bin/perl -w
$data_file="malto.dat";
open(DAT, $data_file) || die("Could not open file!");
@raw_data=<DAT>;
close(DAT);
while(<@raw_data>){
@columns=split /\s+/,$_;
if($columns[0]=~ m/ATOM/){
print "$columns[5], $columns[6], $columns[7]\n";
}
}
我希望得到专家的一些指导，这样我就可以在处理代码时增强对Perl的理解。
感谢任何帮助。 此致
答案 0 :(得分：1)
以下是我的建议：将工作分解为小组件，并为工作中每个有意义的部分编写方法。即：
use strict;
use warnings;
main(@ARGV); # Pass data file name on command line. Don't hard-code it.
sub main {
my $data_f = shift;
open(my $data_h, '<', $data_f) or die "$!: $data_f";
while (my $section = get_section($data_h)){
# Also write methods that can be called here to make
# desired computations, print output, etc.
}
}
sub get_section {
# Takes a file handle.
# Returns a hash reference containing all of the data
# for an entire section of the file.
my $h = shift;
return if eof($h);
chomp (my $title = <$h>);
my ($n_atoms) = <$h> =~ /^(\d+)/;
return {
'title' => $title,
'n_atoms' => $n_atoms,
'molecules' => get_molecules($h, $n_atoms / 3),
};
}
sub get_molecules {
my @molecules;
return \@molecules;
}
我没有写get_molecules()方法。它需要一个文件句柄和一个整数（N个分子）。它可以返回对数组数组或者哈希数组的引用，每个内部数组/哈希保存单个分子的信息。
答案 1 :(得分：1)
以下可能会对您有所帮助：
use strict;
use warnings;
use Math::Complex;
my $dataFile = 'malto.dat';
{
local $/ = 'title ';
open my $fh, '<', $dataFile or die $!;
while (<$fh>) {
chomp;
my @data = split or next;
my $titleNum = 'Title ' . shift @data;
my $atom = shift(@data) . ' ' . shift @data;
my $resultantVel = calcResultantVel( \@data );
print $titleNum, "\n";
print $atom, "\n";
print 'ResultantVel: ' . $resultantVel, "\n\n";
}
close $fh;
}
sub calcResultantVel {
my ($dataRef) = @_;
my ($velocity_x, $velocity_y, $velocity_z);
while ( my @nums = splice( @$dataRef, 0, 9 ) ) {
$velocity_x += $nums[0] + $nums[3] + $nums[6];
$velocity_y += $nums[1] + $nums[4] + $nums[7];
$velocity_z += $nums[2] + $nums[5] + $nums[8];
}
return sqrt( $velocity_x**2 + $velocity_y**2 + $velocity_z**2 );
}
单词和空格title用作记录分隔符，因此每次读取都会接收由title分隔的一大块数据。 chomp删除记录分隔符，然后记录在空格上为split。
第0个元素是标题号，shift已关闭@data。 @data的第一个和第二个元素是原子计数，它们也被shift删除了。其余的数组元素是笛卡尔方向，对该数组的引用将发送到子例程calcResultantVel。
子程序一次取一块九个元素：三个用于O原子，三个用于第一个H原子，三个用于第二个H原子，并根据您提供的定义保留运行总和。最后，返回合成速度。
以下是一些示例输出：
Title 0
4335 2.0001000e+04
ResultantVel: 13.2945751170603
Title 1
4335 2.0001000e+04
ResultantVel: 12.7696611061461
您可以直观地验证它是否正常工作。既然你“......可以在Perl中编写简单的'读写'操作......”，下一步就是让它将所需的结果写入文件。
希望这有帮助！
答案 2 :(得分：0)
感谢您的帮助和指导。我试图修改你的代码如下。它至少可以满足我的需求。
#!/usr/bin/perl
###############
#use strict;
#use warnings;
use Math::Complex;
open OUTPUT, '>', "velocityOnly.dat" or die "Can't create filehandle: $!";
my $dataFile = 'velF1F2.vel';
{
local $/ = 'title ';
open my $FH, '<', $dataFile or die $!;
while (<$FH>) {
chomp;
my @data = split or next;
my $titleNum = 'Title ' . shift(@data);
my $atom = shift(@data) . ' ' . shift(@data);
#my $resultantVel = calcResultantVel( \@data );
#print OUTPUT "$titleNum", "\n";
print "$titleNum", "\n";
for my $i (1..1445)
{
$j=(9*($i-1));
$velocity_x = $data[($j+0)] + $data[($j+3)] + $data[($j+6)];
$velocity_y = $data[($j+1)] + $data[($j+4)] + $data[($j+7)];
$velocity_z = $data[($j+2)] + $data[($j+5)] + $data[($j+8)];
$velo = sprintf '%.3f',sqrt( $velocity_x**2 + $velocity_y**2 + $velocity_z**2 );
chomp $velo;
print "$velo","\n";
print OUTPUT "$velo\n";
}
#print 'ResultantVel: ' . $resultantVel, "\n\n";
}
close $FH;
}
但我想通过添加一些其他功能来进一步扩展以进行一些复杂的计算。代码
在此之前，我需要一些关于将下面的代码放入子程序的指南。我有点迷失在这里。你的CODE实际上添加了所有的X，Y和Z，最后找到了速度。但我想要的不是那个。随后每9个值代表含有三个原子的水分子的坐标。
（数字1445是分子数。每个分子包含三个原子，每个原子有三个坐标。因此水分子有9个笛卡尔坐标。）
这里的i表示水分子的数量
for my $i (1..1445)
{
$j=(9*($i-1));
$velocity_x = $data[($j+0)] + $data[($j+3)] + $data[($j+6)];
$velocity_y = $data[($j+1)] + $data[($j+4)] + $data[($j+7)];
$velocity_z = $data[($j+2)] + $data[($j+5)] + $data[($j+8)];
$velo = sprintf '%.3f',sqrt( $velocity_x**2 + $velocity_y**2 + $velocity_z**2 );
chomp $velo;
print "$velo","\n";
print OUTPUT "$velo\n";
}