c++ - 生成一组随机 x、y、z 数，它们之间的差异在定义的限制之间最小

Question

因此，我尝试进行分子动力学模拟，并尝试使用均匀分布在整个体积中的随机粒子填充 3D 矩形体积。每个分子都有一个固定的半径 r(球体)，其中每个分子的 r 可以不同。所以我希望在体积中生成球体，然后在距该点的 ( 2(r+tolerance) ) 距离内不应存在其他球体(公差会非常小，如 10^-6)。

此外， channel 将具有指定的长度、宽度和宽度，因此随机化应在具有上述类似条件的单个方向上的这些限制内进行，即如果分子更靠近壁，则不应生成分子比它的半径+公差。

我最初尝试的是结构化晶格，但这意味着我的分子数量将与尺寸相关，这对我来说不起作用。所以我写了下面的算法(我想粘贴我的代码，但它不起作用，现在它是一个大的，夸张的困惑，并且差点让我的电脑崩溃一次。

所以逻辑是

1.) 对于每个粒子，使 max_X=X-(radius+tol)。对 Y 和 Z 做同样的事情。

2.) 对于每个粒子，生成介于 0 和 max_X 之间的随机数。

3.) 计算每个粒子之间的距离并创建违反上述任何条件的粒子列表。

4.) 遍历列表并重新生成这些粒子。

5.) 创建另一个违规粒子对列表。

6.) 过去。冲洗并重复，直到列表的大小为零。

所以，它不起作用。我需要此代码最终对大量粒子执行，因此我需要它尽可能高效和 OpenMP 可并行化。我在 for 循环前面使用标准陈词滥调的 #pragma omp parallel for 方法来并行计算，但在运行时，在 super 风扇噪音大约 5-10 分钟后，无论有没有 pragma，它都不起作用。

我是一个非编码背景的人，最近开始学习用 C++ 编写复杂的代码，所以我现在不能做一些像结构、类或指针这样花哨的事情。不过，我正在使用 std::vectors。如果你们能告诉我一条出去的路，我会很高兴，如果你们在罗利市内和附近，我会亲自开车过来给你们一杯冰镇啤酒。几天来一直在尝试这样做，这是我的代码中唯一主要的非功能性内容。

帮助？!!!

PS/EDIT:需要说明的是，这不是家庭作业，否则我早就问教授了。它是一个独立项目的一部分，我将在完成后免费分发。

Answer 1

CGAL正是您所需要的，但请:

“我不能做像结构、类或指针这样花哨的事情”会让你无处可去。我们可以帮助您实现目标，但您还需要至少熟悉结构、类和 STL。