Symmetry UVA - 1595

本文介绍了解决UVA-1595题目的一种算法思路,该题要求判断一组平面点集是否可以通过一条竖线实现左右对称。通过使用C++编程语言,并借助map和vector等数据结构实现了这一算法。

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UVA-1595

题目:给出平面上的N(N<=1000)个点,问是否可以找到一条竖线,使得所有的点左右对称。

思路:先判断纵坐标(y值)相同的点,是否关于同一个直线x对称。最后在判断不同y值下的点是否关于同一个直线x对称。如果相同y下有奇数个点,则最中间的点的x值就必须为该y值下对称轴的x坐标。

        用map<int,vector<int>>来表示坐标轴y下的所有x值。记得先对y相同的点的x进行排序。中点x值用double。

#include <iostream>
#include <map>
#include <set>
#include <queue>
#include <string>
#include <sstream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <stack>
using namespace std;
int n,T,y[1000001],nun=0;
typedef vector<int> INT;
map<int,INT>dot;
const double MIN = 1e-6;
int check(double aim){
    for(int i = 1;i<=nun;i++){
        int p = 0,q = dot[y[i]].size()-1;
        while(p<=q){
            double x = (dot[y[i]][p]+dot[y[i]][q])/2.0;
            if(fabs(x-aim)>=MIN) return 0;
            p++;q--;
        }
    }
    return 1;
}
int main(){
    cin>>T;
    while(T--){
        int yes = 1,aim_i;
        double aim;
        nun = 0;
        dot.clear();
        cin>>n;
        for(int i = 1;i<=n;i++){
            int a,b;
            cin>>a>>b;
            if(!dot.count(b)){dot[b].push_back(a);y[++nun]=b;} //y[]来保存y值
            else dot[b].push_back(a);
        }
        for(int i = 1;i<=nun;i++) sort(dot[y[i]].begin(),dot[y[i]].end());//对y相同的点根据x值排序
        for(int i = 1;i<=nun;i++){
            if(dot[y[i]].size()%2==0){
                aim = (dot[y[i]][0]+dot[y[i]][dot[y[i]].size()-1])/2.0;  //取出一个对称轴的x值,看其是否为其他点的对称轴
                if(!check(aim)){
                    yes = 0;
                    break;
                }
            }
            if(dot[y[i]].size()%2==1){
                aim_i = (dot[y[i]].size()+1)/2-1; 
                aim = dot[y[i]][aim_i]; //取出一个中点的x值,看其是否为其他点的对称轴
                if(!check(aim)){
                    yes = 0;
                    break;
                }
            }
        }
        if(yes) cout<<"YES"<<endl;
        else cout<<"NO"<<endl;
    }
}

<think>嗯,用户想了解晶体学或材料科学中的对称性不等价原子。这属于固体物理和晶体结构分析的专业概念,需要精确的学术定义和实际应用说明。 首先需要明确核心定义:对称性不等价原子指在晶体对称操作下无法通过旋转、平移等操作相互转换的原子。这类原子通常占据不同的Wyckoff位置,是描述晶体结构的最小独立单元。 关于搜索策略,考虑使用以下专业关键词组合: - "symmetry inequivalent atoms definition crystallography" - "Wyckoff positions and asymmetric unit" - "computing symmetry inequivalent atoms VASP" - "identifying crystallographically unique atoms" 根据搜索结果,重整理三个实用方向: 1. 基础定义部分需强调空间群对称性与原子位置等价性的关系,引用国际晶体学表的标准定义 2. 实验测定方法需说明X射线衍射中如何通过等效系确定独立原子 3. 计算工具部分将具体说明VASP的FindSym工具操作流程和POSCAR处理要 对于VASP计算示例,需要规范展示POSCAR修改步骤。特别注意: - 必须保留文件中的元素符号行 - 笛卡尔坐标转换要标注清楚 - 添加Selective dynamics行的必要性 相关题设计围绕概念延伸和工具使用: 1. 区分Wyckoff位置与不对称单元的关系 2. 列举常用对称性分析工具 3. 空间群对材料性质的影响 这些题既能深化理解,又覆盖实际应用场景。 最后检查所有数学符号和代码块格式: - 空间群符号$Pm\overline{3}m$使用行内公式 - VASP代码块严格标注语言类型 - 相关题编号使用阿拉伯数字</think>在晶体学或材料科学中,对称性不等价原子(Symmetry-Inequivalent Atoms)指晶体结构中无法通过空间群对称操作相互转换的原子。这些原子占据不同的Wyckoff位置,构成晶体描述的最小独立单元(不对称单元)。以下是关键信息整合: ### **核心概念** 1. **定义依据** 原子是否等价取决于空间群的对称操作(旋转、反射、平移等)。若两个原子可通过对称操作重合,则为等价原子;否则为不等价原子。例如在NaCl结构中,所有Na原子等价,所有Cl原子等价,但Na与Cl不等价。 2. **Wyckoff位置** 每种空间群有特定Wyckoff位置(如$4a$, $8d$等),标记原子的对称环境。不等价原子占据不同Wyckoff位置。国际晶体学表(International Tables for Crystallography)提供所有230种空间群的Wyckoff位置数据。 3. **不对称单元(Asymmetric Unit)** 晶体结构中包含所有不等价原子的最小部分。通过对称操作可重构完整晶胞。例如金刚石(空间群$Fd\overline{3}m$)的不对称单元含2个碳原子,而完整晶胞有8个原子。 --- ### **实际应用** **实验测定(X射线衍射)** 通过衍射数据解析晶体结构时,软件(如SHELX, Olex2)自动识别不等价原子: - 输入原子坐标后,程序应用对称操作检测等价性 - 输出不对称单元中的原子列表及占有率 **计算模拟(VASP示例)** 在密度泛函理论计算中,需优化POSCAR文件以仅包含不等价原子: 1. 初始POSCAR包含所有原子 2. 使用对称性分析工具(如`vaspkit -task 601`或`find_sym`)识别不等价原子 3. 修改POSCAR保留不等价原子并添加对称性标签 ```bash # 使用find_sym识别不等价原子(需安装ISOTROPY软件包) find_sym POSCAR -t 0.01 > sym.log # 输出文件列出不等价原子索引 ``` **修改后的POSCAR示例** ```txt Si2 (Silicon) 1.0 5.43 0.0 0.0 0.0 5.43 0.0 0.0 0.0 5.43 Si 2 Direct 0.00 0.00 0.00 # Wyckoff 4a 0.25 0.25 0.25 # Wyckoff 4b ``` --- ### **关键意义** - **结构描述简化**:仅需存储/计算不对称单元,降低计算成本 - **物性分析**:不等价原子的局域环境差异影响电子结构(如催化活性位- **缺陷研究**:掺杂/空位在不同Wyckoff位置的能量不同
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