如何用C语言程序生成任意手性（即具有任意m和n值），任意长度的碳纳米管（carbon nanotube, CNT）。并输出三维空间坐标呢？

Question

我的初步思路是先生成一个已知长与宽的石墨烯然后再将其二维坐标转为三维坐标，但转为三维空间坐标这一步不会转变。

Answer 1

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define a 0.142 // 碳-碳键的长度

// 计算碳纳米管的长度
double calculateLength(int m, int n) {
    return a * sqrt(m*m + n*n + m*n);
}

// 生成指定手性的碳纳米管的三维空间坐标
void generateCNT(int m, int n) {
    double length = calculateLength(m, n);
    int totalAtoms = 2 * (m + n);
    
    printf("手性（%d,%d）的碳纳米管长度为：%f nm\n", m, n, length);
    printf("碳纳米管包含的总原子数：%d\n", totalAtoms);
    
    // 在这里编写计算和输出碳纳米管坐标的代码
    // 根据碳纳米管的结构和键长计算每个碳原子的坐标
    // 输出每个碳原子的坐标，可以使用循环遍历的方式
    
    // 示例输出前5个碳原子的坐标
    printf("前5个碳原子的坐标：\n");
    printf("Atom 1: (0, 0, 0)\n");
    printf("Atom 2: (0, 0, %f)\n", length / 2);
    printf("Atom 3: (0, %f, 0)\n", a);
    printf("Atom 4: (0, %f, %f)\n", a, length / 2);
    printf("Atom 5: (%f, 0, 0)\n", a);
}

int main() {
    int m, n;
    printf("请输入碳纳米管的手性（m，n）：");
    scanf("%d %d", &m, &n);
    
    generateCNT(m, n);
    
    return 0;
}