有机物同分异构体计算

仓库简介

本仓库为南开大学 C++ 程序设计基础（上）课程大作业。目标是提供分子式较为简单的有机化合物（单取代烃、烷烃、单烯烃等）同分异构体列举以及数目的计算。

安装及调试

安装步骤（自行从源码安装）

安装条件：需有配置好的 VC、GCC 等 C/C++ 编译器。在命令提示符 cmd（或终端）中利用 cd 命令进入当前目录（有 setup.py 文件的部分）进行操作。

1. 仅构建：使用命令 python setup.py build （或 python3）构建成链接库（.so、.dll 等），与需调用的 .py 文件放一起即可使用。
2. 直接安装：使用 python setup.py install 直接安装，则无需在同一目录下即可导入。注意安装时开启权限（Windows 下使用管理员权限打开 cmd，Linux、MacOS 加 sudo 等）。
3. 使用包管理器 pip 等安装：使用 python setup.py bdist_wheel 打包成 .whl 文件，并在生成的 dist 文件夹中使用 pip install name，name 为生成的文件名。

完成后可双击 test.py 文件（或使用命令行）测试是否调用成功。

安装步骤（从包安装）

仓库提供了某些 Python 版本的 wheel 文件，找到对应的 Python 版本与操作系统版本，下载后使用 pip 等安装。如果版本不对应，则需自行编译安装。

导入方法

库名为 isomerNum，由两个子模块 listAll、quickCount 组成，可以使用

from isomerNum import quickCount
from isomerNum import listAll

导入。可供调用的具体函数如下：

1. quickCount.alkyl(int number-of-carbon) # 烷基（单取代烃），返回值为具体数值
2. quickCount.alkane(int number-of-carbon) # 烷烃，返回值为具体数值
3. quickCount.monoAlkene(int number-of-carbon) # 一个键标记的烷（烯、炔、醚），返回值为具体数值
4. quickCount.cycloAlk(int number-of-carbon) # 单环烷烷烃，返回值为具体数值
5. quickCount.alkene(int number-of-carbon) # 烯烃，返回值为具体数值
6. listAll.lsMonosub(int number-of-carbon, str name-of-substituent) # 烷基（单取代烃），返回值为 SMILES 字符串列表
7. listAll.lsAlkene(int number-of-carbon, str name-of-substituent) # 一个键标记的烷（醚），返回值为 SMILES 字符串列表
8. listAll.lsAlkenes(int number-of-carbon, str name-of-substituent) # 烯烃，返回值为 SMILES 字符串列表

C++ Python 库 isomerNum 部分架构

ln_listAll.cpp / ln_quickCount.cpp

与 Python 交互的部分，定义了子模块 listAll、quickCount 中的函数与完全用 C++ 写的函数间的关系，如何调用及实现。

listAll.cpp / listAll.h

listAll 中所有函数函数对应的代码部分。

quickCount.cpp / quickCount.h

quickCount 中所有函数函数对应的代码部分。

Python 展示界面部分架构

根据输入的分子式及所需条件展示，可以用来进行 isomerNum 库的调试。使用 RDKit 库将 SMILES 结构式转化为图形。

需要改进的部分

1. 利用 mySQL 等数据库录入已计算的数据，实现运算的加速；
2. 利用波利亚计数定理等实现算法的优化；
3. 提供更多种类化合物同分异构题的计算及展示；
4. 考虑立体异构（旋光异构及几何异构）；
5. 利用大数计算实现更多碳数时的计算。

TODO: 列举时烷基的深度属性 depth 可以用来快速判断烷烃是否重复。

贡献者

1. Python 界面展示：蒙洋
2. listAll 和 quickCount 除了环烷烃的部分及链接库接口维护：曹博涵
3. quickCount 环烷烃的部分：江柔
4. 说明文档（论文）：何晴雨