#!/usr/bin/perl -w

$coordx = 'coord';

use Getopt::Std;

getopts("ha1", \%opts);

# Если опция -h, печатаем справку
if ($opts{'h'}) {
  $0 =~ s/^.*[\/\\]//;
  print <<HELP;
Сглаживание геометрий; выдается файл, в котором молекулы
переориентированы с помощью coord (нет рывков при просмотре в molden).
Атомы д.б. правильно пронумерованы (renum, tenzor).

Другой способ сглаживания  - за счет переориентации молекулы с фиксацией
плоскости, задаваемой номерами атомов  (addXX -Z 'i,j,k()' filename).

Usage: $0 [options] [filename] [filenames] [> results]
Зависимости: Perl, coord

filename - файл с декартовыми координатами в формате molden'а 
(если отсутсвует, то ожидается ввод с STDIN).
Генерится программами <pri2mol> или <g2i -o m>

Опции:
-1  каждая геометрия подгоняется к первой (лучше для циклического  
    процесса, когда первая и последняя точки совпадают). 
    Без этой опции каждая геометрия подгоняется к предыдушей.
-a  Добавление точек. Между каждыми двумя геометриями добавляется 
    еще одна, с промежуточными координатами и энергией.

HELP
  exit;
}

# Подгонять ли к 1-й геометрии
$from_first = $opts{1};

# Массы изотопов
%massa = qw(
H  1.007947    He 4.0026022   Li 6.9412      Be 9.0121823   B  10.8117
C  12.01078    N  14.00672    O  15.99943    F  18.99840325 Ne 20.17976
Na 22.9897702  Mg 24.30506    Al 26.9815382  Si 28.08553    P  30.9737612
S  32.0655     Cl 35.4532     Ar 39.9481     K  39.09831    Ca 40.0784
Sc 44.9559108  Ti 47.8671     V  50.94151    Cr 51.99616    Mn 54.9380499
Fe 55.8452     Co 58.9332009  Ni 58.69342    Cu 63.5463     Zn 65.4094
Ga 69.7231     Ge 72.641      As 74.921602   Se 78.963      Br 79.9041
Kr 83.7982     Rb 85.46783    Sr 87.621      Y  88.905852   Zr 91.2242
Nb 92.906382   Mo 95.942      Ru 101.072     Rh 102.905502  Pd 106.421
Ag 107.86822   Cd 112.4118    In 114.8183    Sn 118.7107    Sb 121.7601
Te 127.603     I  126.904473  Xe 131.2936    Cs 132.905452  Ba 137.3277
La 138.90552   Ce 140.1161    Pr 140.907652  Nd 144.243     Sm 150.363
Eu 151.9641    Gd 157.253     Tb 158.925342  Dy 162.5001    Ho 164.930322
Er 167.2593    Tm 168.934212  Yb 173.043     Lu 174.9671    Hf 178.492
Ta 180.94791   W  183.841     Re 186.2071    Os 190.233     Ir 192.2173
Pt 195.0782    Au 196.966552  Hg 200.592     Tl 204.38332   Pb 207.21
Bi 208.980382  Th 232.03811   Pa 231.035882  U  238.028913
);

# Счетчик геометрий
$count = 0;

# Читаем input
while (<>) {
  # Перемещаем текущую геометрию для coord в начальную
  if ($count==1 or !$from_first) {
    rename ('File_coord', 'File0_coord') if -f 'File_coord';
  }

  # Открываем файл, куда будем писать текущую геометрию для coord
  open FC, '>', 'File_coord' or die "Can't write to File_coord: $!\n";
  
  # 1-st string. В ней д.б. одно целое число (атомов) и ничего более
  if (/^\s*(\d+)\s*$/) {
    $N = $1;
    $count++;
  }
  else {
    print "Not molden format of input";
  }

  # 2-nd string. В ней должно содержаться число с точкой (энергия)
  $_ =<>;
  ($energy[$count]) = /(-?\d+\.\d+)/;
  
  # Читаем геометрию с свойства
  for ($i=1;$i<=$N;$i++) {
    $_ = <>;
    ($atom,$x,$y,$z,$par) = split;
    if ($count==1) {
      $atom[$i] = $atom;
      $fit_x[$i][1] = $x;
      $fit_y[$i][1] = $y;
      $fit_z[$i][1] = $z;
    }
    $property[$i][$count] = $par;
#    print "\$property[$i][",$count,"] = $par\n";
    $property[$i][0] = $atom if ($count==1);
#    $property{"$atom$i"}[$count-1] = $par if ($par);

    # Пишем текущую геометрию для coord
    print FC "$massa{$atom}  \t$x \t$y \t$z\n";
  }
  close FC;

  # Начиная со 2-й геометрии вычисляем кинетич. энергию
  if ($count>1) {
    #qx ($coordx File0_coord File_coord File_coord.out);
    my @args = ($coordx, 'File0_coord', 'File_coord', 'File_coord.out');
    system(@args) == 0 or die "System\n@args\nfailed: $?\n";

    # Получаем сглаженную текущую геометрию и кин. энергию
    open FCO, '<', 'File_coord.out' or die "Can't read File_coord.out: $!\n";
    @coord = <FCO>;
    close FCO;

    # Извлекаем кин. энергию и удаляем соответствующую ей строку (последнюю)
    (undef, $kin_en[$count-2]) = split /\s+/, pop @coord;
    # Открываем файл, куда будем писать сглаженную геометрию для coord
    open FC, '>', "File_coord" or die "Can't write to File_coord: $!\n";
    $i = 0;
    foreach (@coord) {
      (undef,$x,$y,$z) = split;
       $fit_x[++$i][$count] = $x;
       $fit_y[$i][$count] = $y;
       $fit_z[$i][$count] = $z;
        print FC "$massa{$atom[$i]}  \t$x \t$y \t$z\n";
    }
    close FC;
  }
}

# Печать сглаженной геометрии
foreach $point (1..$count) {

  print " $N\n";
  print " Energy $energy[$point]" if defined $energy[$point];
  print "    Point $point";
  printf ("   Kin_en %.3f", sqrt $kin_en[$point-2]) if $point>1;
  print "\n";
  foreach $i (1..$N) {
    printf "%3s %10.6f %10.6f %10.6f", 
     $atom[$i], $fit_x[$i][$point], $fit_y[$i][$point], $fit_z[$i][$point];
    printf " %10.3f",$property[$i][$point] if ($property[$i][$point]);
    print "\n";
  }
  # Печать промежуточной геометрии
  if ($opts{a} && $point<$count) {
    print " $N\n";
    print " Energy ",($energy[$point]+$energy[$point+1])/2,"\n";
    foreach $i (1..$N) {
      printf "%3s %10.6f %10.6f %10.6f\n", 
       $atom[$i], 
       ($fit_x[$i][$point]+$fit_x[$i][$point+1])/2, 
       ($fit_y[$i][$point]+$fit_y[$i][$point+1])/2, 
       ($fit_z[$i][$point]+$fit_z[$i][$point+1])/2;
    }
  }
}

# Удаляем временные файлы
unlink 'File_coord' if -f 'File_coord';
unlink 'File0_coord' if (-f 'File0_coord');
unlink 'File_coord.out' if -f 'File_coord.out';