libxc 接口#

REST 使用外部 crate libxc-rs（docs.rs）作为 libxc C 库的安全 Rust 封装。通过 Cargo feature dynamic_loading 在运行时动态链接，无需编译时静态链接。

架构#

┌─────────────────────┐
│  DFA4REST (mod.rs)   │  核心 DFT 数据结构，通过 DFA 调用 libxc
│  libxc_itrf.rs       │  数值积分接口，为 num_int/response 提供高阶导数
└────────┬────────────┘
         │ xc_func_init / lda/gga/mgga_exc_vxc / eval_libxc_func_new
┌────────▼────────────┐
│  libxc_helper.rs     │  薄封装层，屏蔽 libxc-rs 细节
└────────┬────────────┘
         │ LibXCFunctional / compute_lda/gga/mgga
┌────────▼────────────┐
│  libxc (外部 crate)  │  安全 Rust 封装，FFI 调用 C libxc
└─────────────────────┘

关键数据结构#

`LibXCFunctional`（外部 crate `libxc`）#

构造：LibXCFunctional::from_number(id, spin)，或通过 xc_func_init(code, spin)。

实现了 Drop，离开作用域时自动释放 C 端资源，不再需要手动调用 xc_func_end()。

方法	返回	说明
`family()`	`LibXCFamily`	泛函家族（`LDA`/`GGA`/`MGGA`/`HybGGA`/`HybMGGA`/`HybLDA`）
`hyb_exx_coef()`	`Option<f64>`	Exact-exchange 系数，非杂化返回 `None`
`cam_coef()`	`Option<(f64,f64,f64)>`	CAM 参数 `(omega, alpha, beta)`
`is_hyb_cam()`	`bool`	是否为 range-separated 杂化泛函
`needs_tau()`	`bool`	是否需要动能密度（MGGA）
`needs_laplacian()`	`bool`	是否需要拉普拉斯量
`flags()`	`LibXCFlags`	特性标志位（如 `VV10`）
`references()`	`&[LibXCReference]`	引用文献列表
`describe()`	`String`	人类可读的描述信息

`LibXCFamily` 枚举#

旧名称（手写）	新名称（外部 crate）
`HybridGGA`	`HybGGA`
`HybridMGGA`	`HybMGGA`
（无）	`HybLDA`

`DFA4REST`（`src/dft/mod.rs`）#

方法	说明
`init_libxc(code)`	从 func ID 初始化 `LibXCFunctional`
`init_libxc_and_set_param(code)`	带参数（如 omega）初始化
`get_hybrid_libxc(...)`	遍历 SCF 泛函计算总 HFX 系数
`get_rsh_libxc(...)`	遍历 SCF 泛函获取 RSH 参数
`xc_exc_vxc(...)`	按 family 分发调用 `lda/gga/mgga_exc_vxc`

`libxc_helper.rs` 公共 API#

函数	说明
`xc_func_init(func_id, spin)`	从 libxc 编号初始化泛函，spin=1 非极化 / 2 极化
`xc_code_fdqc(name)`	将泛函名称（如 `"pbe"`）映射为 `[corr, exch, mixed]` 编号数组
`lda_exc_vxc(func, rho)`	LDA 能量 + 势
`gga_exc_vxc(func, rho, sigma)`	GGA 能量 + 势
`mgga_exc_vxc(func, rho, sigma, lapl, tau)`	MGGA 能量 + 势
`eval_libxc_func_new(func, spin, deriv, ...)`	通用计算入口，输出到预分配缓冲区

`libxc_itrf.rs` 数值积分接口#

eval_xc_eff(func_ids, factors, xc_type, spin, rho_array, np, deriv) 是 num_int.rs 和 response.rs 的主要调用入口。接受多个 libxc 功能 ID 及其系数，计算 XC 能量、一阶势、二阶/三阶导数，并将 libxc 原始输出转换为 REST 内部格式。

接口迁移对照#

旧接口（`XcFuncType`）	新接口（`libxc-rs`）
`XcFuncType::xc_func_init(code, spin)`	`xc_func_init(code, spin)`（保持兼容）
`xc_func.xc_func_end()`	（删除，RAII 自动释放）
`xc_func.xc_func_family`（字段）	`xc_func.family()`（方法）
`xc_func.xc_hyb_exx_coeff()`	`xc_func.hyb_exx_coef()` 返回 `Option`
`xc_func.xc_hyb_cam_coef()`	`xc_func.cam_coef()` 返回 `Option`
`xc_func.is_rsh()`	`xc_func.is_hyb_cam()`
`xc_func.use_laplacian()`	`xc_func.needs_laplacian()`
`xc_func.use_kinetic_density()`	`xc_func.needs_tau()`
`xc_func.get_libxc_family()`	`xc_func.family()`
`xc_func.get_libxc_references()`	`xc_func.references()`
`xc_func.xc_func_info_printout()`	`println!("{}", xc_func.describe())`
`unsafe { xc_version(...) }`	`libxc::util::libxc_version()`
`unsafe { xc_functional_get_name(id) }`	`libxc::util::libxc_functional_get_name(id)`

依赖配置#

libxc = { version = "0.1", features = ["api-v7_0", "dynamic_loading"] }