【ASE+python】实现将poscar格式文件批量转换为xsd格式文件
将poscar格式文件批量转换为xsd格式文件
- ASE介绍
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- ASE安装
- ASE的ase.io.read()与ase.io.write()
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- ase.io.read()
- ase.io.write()
- 单份poscar文件转换为xsd文件
- 将多份poscar文件转换为xsd文件
ASE介绍
ASE全称为Atomic Simulation Environment，是一款基于python程序语言的工具包合集，可以用于设置、操作、运行、可视化和分析原子模拟。ASE可以与很多DFT程序进行对接（如，Abinit, CP2K, NWChem, Gaussian, Vasp 等）。
ASE安装
与上一篇openbabel的安装相似，可以直接使用命令conda install ase进行安装。
ASE的ase.io.read()与ase.io.write()
在本文主要介绍ase转换文件格式的功能，ase支持很多种文件格式(如，vasp,xsd,xyz,cif等)，详细清单可见官网。科研生活中，我们可能得到一系列由vasp产生的poscar文件，需要在Materials Studio（简称MS）上使用，一般操作是使用vesta打开poscar文件，然后输出为MS可以识别的cif文件，MS打开cif文件后，需要保存为xsd文件才能进行计算。那么我想，有没有什么简便的方法可以直接实现将poscar文件转为xsd文件呢。使用openbabel并不能转换为xsd文件，于是我发现了ase的ase.io.read()与ase.io.write()函数。
ase.io.read()
【功能为：Read Atoms object(s) from file】
官方关于ase.io.read()的使用为：
ase.io.read(filename: Union[str, pathlib.PurePath, IO], index: Optional[Any] = None, format: Optional[str] = None, parallel: bool = True, do_not_split_by_at_sign: bool = False, **kwargs)
一般我们只需要提供文件名称及其类型就行，比如：
ase.io.read(filename, format=files_format)
如，我需要读取文件‘POSCAR’,文件类型为‘vasp’,则函数调用时应为：
ase.io.read(‘POSCAR’, format=‘vasp’)
ase.io.write()
【功能为：Write Atoms object(s) to file】
官方关于ase.io.write()的使用为：
ase.io.write(filename: Union[str, pathlib.PurePath, IO], images: Union[ase.atoms.Atoms, Sequence[ase.atoms.Atoms]], format: Optional[str] = None, parallel: bool = True, append: bool = False, **kwargs: dict)
其使用与ase.io.read()的相类似，不同地是需要指定需要写入文件的atoms objects，其实就是原子信息，输入的类型可以是Atoms object or list of Atoms objects。由ase.io.read()函数可以知道，一份有关原子信息的文件其实就是atoms object。所以：
ase.io.write(‘test.xsd’, atoms object,format=‘xsd’)
这里test.xsd是希望得到的文件格式的文件名+后缀名，POSCAR是指读取的文件，format=‘xsd’是指信息写入文件的文件类型。
所以ase转换文件格式的原理是：
- 先读取文件中的所有信息，转为atoms object
- 再将atoms object写入其他格式的文件中
单份poscar文件转换为xsd文件
比如，由VASP得到一份POSCAR文件，这里实现将其文件格式转换为xsd格式的文件，文件名为test。
代码思路就是(调用ase.io模块)：
- 使用read()函数读取文件信息，暂存为atoms object
- 接着使用write()函数将该atoms object写入文件
from ase.io import read,write
poscar_file=read('POSCAR',format='vasp')
xsd_file=write('test.xsd',poscar_file,format='xsd')
注意：文件名需要带有文件格式后缀
将多份poscar文件转换为xsd文件
结合for循环遍历文件输入\输出atoms object，即可实现批量操作。
def poscar_to_xsd(file_PATH):
#file_PATH为储存所有待转换格式的文件的文件夹路径
tqdm=os.listdir(file_PATH)#文件夹中的文件列表
for i in range(0,len(tqdm)):#逐次遍历文件夹下的文件
inputfile = os.path.join(file_PATH,tqdm[i])#对应文件夹下的某份文件
outputfile=inputfile+'.xsd'#定义转换格式后的文件名字
poscar_file=read(inputfile,format='vasp')#读入文件
xsd_file=write(outputfile,poscar_file,format='xsd')#将读入的文件写入其他格式的文件
#调用该函数
poscar_to_xsd("C-N-2-defect-1652750340")
