Geant4 程序编写中的常用代码

Geant4基础知识G4模拟粒子过程:建立一次模拟，在G4 中称为一次Run；Run 建立后，需要对几何结构、物理过程进行初始化；初始化完成后就开始模拟过程了，首先发射一个粒子。

在G4 中，发射一个（或一系列）粒子到所有次级粒子死亡的过程成为一次Event 。

而每次发射的初始粒子则有粒子发射器进行控制。

而在每一个event 过程中，粒子与材料反应后会可能生成多个次级粒子，每个粒子都会有一条径迹，称之为track ；而每一个粒子（初始的或次级的）的径迹又是由很多步组成的，称之为step 。

G4模拟的基本算法：A Run Start -> 初始化物理模型/ 几何模型-> An Event Start -> 调用粒子发射器发射粒子-> A Track Start-> A Step Start-> A Step End-> Next Step Start- > ,,-> All Step End-> A Track End-> Next Track Start-> ,,-> All Track End-> An Event End -> Next Event Start- > ,,-> All Event End(All Primaries Shot) -> A Run End -> Next Run Start- > ,,1) main() 中应该包括的内容Geant4 是一个探测器模拟工具, 但它对于某个特定的模拟程序没有固定的main() 函数, 用户在建立模拟程序的过程中需要提供自己的main() 函数. 一个最基本的main() 函数需要包括以下几个方面:G4RunManager( 模拟整个过程)G4VUserDetectorConstruction( 定义探测器材料, 几何形状, 灵敏区和读出方案)G4VUserPhysicsList( 定义粒子种类和物理过程, 还有截断参数)G4VUserPrimaryGeneratorAction( 定义了源粒子的种类, 能量, 出射方向等)一个最简单的main() 函数如下:#include "G4RunManager.hh"#include "G4UImanager.hh"#include "ExN01DetectorConstruction.hh"#include "ExN01PhysicsList.hh"#include "ExN01PrimaryGeneratorAction.hh"int main(){// Construct the default run managerG4RunManager* runManager = new G4RunManager;// set mandatory initialization classesrunManager->SetUserInitialization(new ExN01DetectorConstruction); runManager->SetUserInitialization(new ExN01PhysicsList);// set mandatory user action classrunManager->SetUserAction(new ExN01PrimaryGeneratorAction);// Initialize G4 kernelrunManager->Initialize();// get the pointer to the UI manager and set verbositiesG4UImanager* UI = G4UImanager::GetUIpointer();UI->ApplyCommand("/run/verbose 1");UI->ApplyCommand("/event/verbose 1");UI->ApplyCommand("/tracking/verbose 1");// start a runint numberOfEvent = 3;runManager->BeamOn(numberOfEvent);// job terminationdelete runManager;return 0;}main() 首先生成一个G4RunManager类，这个类是在主程序中用以初始化模拟信息，用来连接子程序，连接方式是通过Set 函数来完成。

Geant4基础知识G4模拟粒子过程:建立一次模拟，在 G4 中称为一次Run；Run 建立后，需要对几何结构、物理过程进行初始化；初始化完成后就开始模拟过程了，首先发射一个粒子。

在G4 中，发射一个（或一系列）粒子到所有次级粒子死亡的过程成为一次 Event。

而每次发射的初始粒子则有粒子发射器进行控制。

而在每一个event过程中，粒子与材料反应后会可能生成多个次级粒子，每个粒子都会有一条径迹，称之为 track；而每一个粒子（初始的或次级的）的径迹又是由很多步组成的，称之为step。

G4模拟的基本算法：A Run Start -> 初始化物理模型/几何模型-> An Event Start -> 调用粒子发射器发射粒子-> A Track Start-> A Step Start-> A Step End-> Next Step Start-> ……-> All Step End-> A Track End-> Next Track Start-> ……-> All Track End-> An Event End -> Next Event Start-> ……-> All Event End(All Primaries Shot) -> A Run End -> Next Run Start-> ……1) main()中应该包括的内容Geant4是一个探测器模拟工具, 但它对于某个特定的模拟程序没有固定的main()函数, 用户在建立模拟程序的过程中需要提供自己的main()函数. 一个最基本的main()函数需要包括以下几个方面:G4RunManager(模拟整个过程)G4VUserDetectorConstruction(定义探测器材料, 几何形状, 灵敏区和读出方案)G4VUserPhysicsList(定义粒子种类和物理过程, 还有截断参数)G4VUserPrimaryGeneratorAction(定义了源粒子的种类, 能量, 出射方向等)一个最简单的main()函数如下:#include "G4RunManager.hh"#include "G4UImanager.hh"#include "ExN01DetectorConstruction.hh"#include "ExN01PhysicsList.hh"#include "ExN01PrimaryGeneratorAction.hh"int main(){// Construct the default run managerG4RunManager* runManager = new G4RunManager;// set mandatory initialization classesrunManager->SetUserInitialization(new ExN01DetectorConstruction);runManager->SetUserInitialization(new ExN01PhysicsList);// set mandatory user action classrunManager->SetUserAction(new ExN01PrimaryGeneratorAction);// Initialize G4 kernelrunManager->Initialize();// get the pointer to the UI manager and set verbositiesG4UImanager* UI = G4UImanager::GetUIpointer();UI->ApplyCommand("/run/verbose 1");UI->ApplyCommand("/event/verbose 1");UI->ApplyCommand("/tracking/verbose 1");// start a runint numberOfEvent = 3;runManager->BeamOn(numberOfEvent); // job terminationdelete runManager;return 0;}main()首先生成一个 G4RunManager类，这个类是在主程序中用以初始化模拟信息，用来连接子程序，连接方式是通过 Set函数来完成。

G4代码编程详解G4 (ANTLR4 Grammar) 是一种语法规则定义语言，用于构建解析器和词法分析器。

它是由ANTLR (Another Tool for Language Recognition) 工具生成的。

ANTLR 是一个流行的语言识别工具，可用于创建用于解析和处理各种语言的解析器。

使用G4 编程可以让你定义自己的语法规则，并根据这些规则生成解析器和词法分析器。

这些解析器和词法分析器可以用来分析和处理符合你定义的语法规则的输入文本。

下面是一个简单的示例来说明如何使用G4 编写语法规则：```grammar MyGrammar;// 词法规则INT: [0-9]+;ID: [a-zA-Z]+;// 语法规则expression: INT '+' INT| INT '-' INT| ID;```以上是一个简单的计算器语法的示例。

其中，`INT` 是一个表示整数的词法规则，`ID` 是一个表示标识符的词法规则。

`expression` 是一个语法规则，它定义了三种可能的表达式：两个整数相加、两个整数相减，或者一个标识符。

在这个示例中，`INT` 和`ID` 是终结符，表示输入文本中的具体字符。

而`expression` 是非终结符，表示一个语法规则的组合。

非终结符可以由终结符和其他非终结符组成。

一旦你定义了你的G4 语法规则，你可以使用ANTLR工具生成相应的解析器和词法分析器的代码。

ANTLR会根据你的语法规则自动生成解析器和词法分析器的代码，你可以在自己的程序中使用这些代码进行文本分析和处理。

这只是一个简单的示例来介绍G4的基本概念。

G4支持更复杂的语法规则和语言特性，包括重复、选项、语义动作等。

如果你对G4感兴趣，我建议你查阅官方的ANTLR文档，其中包含了更详细的G4语法规则和示例。

Geant4基础知识G4模拟粒子过程:建立一次模拟，在G4 中称为一次Run；Run 建立后，需要对几何结构、物理过程进行初始化；初始化完成后就开始模拟过程了，首先发射一个粒子。

在G4 中，发射一个（或一系列）粒子到所有次级粒子死亡的过程成为一次Event。

而每次发射的初始粒子则有粒子发射器进行控制。

而在每一个event过程中，粒子与材料反应后会可能生成多个次级粒子，每个粒子都会有一条径迹，称之为track；而每一个粒子（初始的或次级的）的径迹又是由很多步组成的，称之为step。

G4模拟的基本算法：A Run Start -> 初始化物理模型/几何模型-> An Event Start -> 调用粒子发射器发射粒子-> A Track Start-> A Step Start-> A Step End-> Next Step Start-> ……-> All Step End-> A Track End-> Next Track Start-> ……-> All Track End-> An Event End -> Next Event Start-> ……-> All Event End(All Primaries Shot) -> A Run End -> Next Run Start-> ……1) main()中应该包括的内容Geant4是一个探测器模拟工具, 但它对于某个特定的模拟程序没有固定的main()函数, 用户在建立模拟程序的过程中需要提供自己的main()函数. 一个最基本的main()函数需要包括以下几个方面:G4RunManager(模拟整个过程)G4VUserDetectorConstruction(定义探测器材料, 几何形状, 灵敏区和读出方案)G4VUserPhysicsList(定义粒子种类和物理过程, 还有截断参数)G4VUserPrimaryGeneratorAction(定义了源粒子的种类, 能量, 出射方向等)一个最简单的main()函数如下:#include ""#include ""#include ""#include ""#include ""int main(){Geant4的类结构Geant4程序代码是根据这个类结构建立起来的, 类结构如下图所示. 下面就是Geant4中每个类的简单说明.1) Run 和Event这些类与模拟事件相关, 产生次级粒子, 为粒子径迹模拟器提供粒子.2) Tracking 和Track根据粒子在探测器材料中的物理过程模拟粒子运行的轨迹, 给出粒子特定时间段在空间的位置, 或者粒子空间时间的分布.3) Geometry, Magnetic Field 和CAD-Interface这三个类就是用来描述探测器几何结构和探测器中电磁场的分布. 为了使探测器几何结构可以在CAD系统中进行修改, Geant4的几何体模型完全与ISO STEP标准一致. 将来Geant4中几何结构的设计将从程序设计中独立出来. 面向对象设计的方法可以让用户在不影响程序其他部分的同时改变几何参数和场. 4) Particle Definition 和Matter这两个类用于定义粒子和探测器材料.5) Physics它提供了粒子与探测器材料相互作用时所发生物理过程的模型, 允许用户为每次反应或每个反应道添加物理模型. 用户根据粒子的种类, 探测器材料和能量范围选择不同的物理模型. Geant4有电磁物理过程和强子物理过程模型, 同时也提供了散射截面数据库.6) Hits 和Digitization这个两个类用于对用户定义的灵敏区内的响应进行采样和分析.7) Visualization它显示了探测器几何形状, 粒子轨迹和碰撞过程. 由于采用了面向对象设计技术来设计可视化部分, 这允许用户独立开发可视化工具, 如: OpenGL 和OpenInventor(为X11和Windows设计), DAWN, Postscript(via DAWN)和VRML.8) Interfaces支持可视化用户界面以及和外加程序的交流(OODBMS, reconstruction等).①User Verbose output class，定义了一个verbosity 变量；②Run manager，定义了一个运行管理器runManager；③User Initialization class es (mandatory)，设置两个强制类ExN02DetectorConstruction 和ExN02PhysicsList；④User Action classes，设置用户干涉类ExN02PrimaryGeneratorAction、ExN02RunAction、ExN02EventAction和ExN02SteppingAction；⑤Initialize G4 kernel，“runManager->Initialize()”，初始化GEANT4 内核。

Geant4 程序编写中的常用代码2010-06-01 20:51:44| 分类：学习与工作| 标签：geant4 |字号订阅系个人原创，未经同意请勿转载。

cnscott的博客1.各种常用源粒子的产生cnscott的博客G4ParticleTable* particleT able = G4ParticleTable::GetParticleT able();∙光子：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->FindParticle("gamma");∙中子：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->FindParticle("neutron");∙电子：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->FindParticle("e-");∙Alpha：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->FindParticle("alpha");∙质子：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->FindParticle("proton");∙离子：G4ParticleDefinition* particle= particleTable->GetIon(6, 12, 0.0); //原子序数，质量数和激发能量(基态12C）源粒子的能量、位置、方向、电荷等相关信息要在ParticleGun中设置。

2.获取日期，记录程序开始运行的时刻cnscott的博客#include "time.h"#include "stdio.h"struct tm *ptr;time_t lt;lt =time(NULL);ptr=gmtime(&lt);printf(asctime(ptr)); //格林威治时间printf(ctime(&lt)); //本地时间3.记录程序运行所用时间cnscott的博客#include "G4Timer.hh"G4Timer myTimer;myTimer.Start();myTimer.Stop();G4cout << myTimer << G4endl;4.保存文件cnscott的博客#include <fstream>fstream dataFile(FileName, ios::out); //文件输出流G4String mydata=”Save my data.”;dataFile << mydata << G4endl; //数据可以是整数、浮点数或是字符串等。

Geant4程序的一点技巧总结Geant4程序的一点技巧总结1.使用IDE使用G4如果能有一个带代码提示功能的IDE，写程序的效率会高不少。

在Linux下，轻量级的IDE有Codelite、code::blocks等，重量一点的IDE如Eclipse和QtCreator这些。

我用过Codelite，后来改成Eclipse，配置方法大致相同，我在前面的Blog里写过。

QtCreator的配置可以参考cnscott的博客()。

我一直很建议学G4的朋友可以看看他写的一些东西，挺有用的。

2.自动配置G4环境因为G4要求每次运行G4编写的程序前都要手工配置G4WORKDIR变量和执行env.sh 配置其他环境变量。

有没办法省去这个步骤呢，办法是有的，我的方法如下：在用户目录下面建一个名叫g4env的文件，把下面的内容写进去：1export G4WORKDIR=$HOME/Geant4/g4work2export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/Geant4/clhep/lib/:$LD_LIBRARY_PATH3exportLD_LIBRARY_PATH=$HOME/Geant4/geant4/geant4.9.3/lib/Linux-g++/:$LD_LIBRARY_PATH 4source$HOME/Geant4/geant4/geant4.9.3/env.sh保存，并将这个文件权限用chmod命令设成可执行。

然后在用户的.bashrc文件的末尾添上一行：5source~/g4env>~/.g4envsetting这样每次打开控制台就自动加载g4env脚本，并且把输出的内容存到一个隐藏的临时文件里。

不用每次输入这么多东西了，而且也不会在开启控制台时候显示一堆东西。

3.自定义常用的命令使用Linux的别名功能定义一些常用的“G4命令”，把这些想定义的命令写到上面提到的g4env文件后面，就可以在以后开启控制台直接用了。

Geant4基础知识G4模拟粒子过程:建立一次模拟，在G4 中称为一次Run；Run 建立后，需要对几何结构、物理过程进行初始化；初始化完成后就开始模拟过程了，首先发射一个粒子。

在G4 中，发射一个（或一系列）粒子到所有次级粒子死亡的过程成为一次Event。

而每次发射的初始粒子则有粒子发射器进行控制。

而在每一个event过程中，粒子与材料反应后会可能生成多个次级粒子，每个粒子都会有一条径迹，称之为track；而每一个粒子（初始的或次级的）的径迹又是由很多步组成的，称之为step。

G4模拟的基本算法：A Run Start -> 初始化物理模型/几何模型-> An Event Start -> 调用粒子发射器发射粒子-> A Track Start-> A Step Start-> A Step End-> Next Step Start-> ……-> All Step End-> A Track End-> Next Track Start-> ……-> All Track End-> An Event End -> Next Event Start-> ……-> All Event End(All Primaries Shot) -> A Run End -> Next Run Start -> ……1) main()中应该包括的内容Geant4是一个探测器模拟工具, 但它对于某个特定的模拟程序没有固定的main()函数, 用户在建立模拟程序的过程中需要提供自己的main()函数. 一个最基本的main()函数需要包括以下几个方面:G4RunManager(模拟整个过程)G4VUserDetectorConstruction(定义探测器材料, 几何形状, 灵敏区和读出方案)G4VUserPhysicsList(定义粒子种类和物理过程, 还有截断参数)G4VUserPrimaryGeneratorAction(定义了源粒子的种类, 能量, 出射方向等)一个最简单的main()函数如下:#include "G4RunManager.hh"#include "G4UImanager.hh"#include "ExN01DetectorConstruction.hh"#include "ExN01PhysicsList.hh"#include "ExN01PrimaryGeneratorAction.hh"int main(){// Construct the default run managerG4RunManager* runManager = new G4RunManager;// set mandatory initialization classesrunManager->SetUserInitialization(newExN01DetectorConstruction);runManager->SetUserInitialization(new ExN01PhysicsList);// set mandatory user action classrunManager->SetUserAction(new ExN01PrimaryGeneratorAction);// Initialize G4 kernelrunManager->Initialize();// get the pointer to the UI manager and set verbositiesG4UImanager* UI = G4UImanager::GetUIpointer();UI->ApplyCommand("/run/verbose 1");UI->ApplyCommand("/event/verbose 1");UI->ApplyCommand("/tracking/verbose 1");// start a runint numberOfEvent = 3;runManager->BeamOn(numberOfEvent);// job terminationdelete runManager;return 0;}main()首先生成一个G4RunManager类，这个类是在主程序中用以初始化模拟信息，用来连接子程序，连接方式是通过Set函数来完成。

Geant4基础知识G4模拟粒子过程:建立一次模拟，在 G4 中称为一次Run；Run 建立后，需要对几何结构、物理过程进行初始化；初始化完成后就开始模拟过程了，首先发射一个粒子。

在G4 中，发射一个（或一系列）粒子到所有次级粒子死亡的过程成为一次 Event。

而每次发射的初始粒子则有粒子发射器进行控制。

而在每一个event过程中，粒子与材料反应后会可能生成多个次级粒子，每个粒子都会有一条径迹，称之为 track；而每一个粒子（初始的或次级的）的径迹又是由很多步组成的，称之为step。

G4模拟的基本算法：A Run Start -> 初始化物理模型/几何模型-> An Event Start -> 调用粒子发射器发射粒子-> A Track Start-> A Step Start-> A Step End-> Next Step Start-> ……-> All Step End-> A Track End-> Next Track Start-> ……-> All Track End-> An Event End -> Next Event Start-> ……-> All Event End(All Primaries Shot) -> A Run End -> Next Run Start-> ……1) main()中应该包括的内容Geant4是一个探测器模拟工具, 但它对于某个特定的模拟程序没有固定的main()函数, 用户在建立模拟程序的过程中需要提供自己的main()函数. 一个最基本的main()函数需要包括以下几个方面:G4RunManager(模拟整个过程)G4VUserDetectorConstruction(定义探测器材料, 几何形状, 灵敏区和读出方案)G4VUserPhysicsList(定义粒子种类和物理过程, 还有截断参数)G4VUserPrimaryGeneratorAction(定义了源粒子的种类, 能量, 出射方向等)一个最简单的main()函数如下:#include "G4RunManager.hh"#include "G4UImanager.hh"#include "ExN01DetectorConstruction.hh"#include "ExN01PhysicsList.hh"#include "ExN01PrimaryGeneratorAction.hh"int main(){// Construct the default run managerG4RunManager* runManager = new G4RunManager;// set mandatory initialization classesrunManager->SetUserInitialization(new ExN01DetectorConstruction);runManager->SetUserInitialization(new ExN01PhysicsList);// set mandatory user action classrunManager->SetUserAction(new ExN01PrimaryGeneratorAction);// Initialize G4 kernelrunManager->Initialize();// get the pointer to the UI manager and set verbositiesG4UImanager* UI = G4UImanager::GetUIpointer();UI->ApplyCommand("/run/verbose 1");UI->ApplyCommand("/event/verbose 1");UI->ApplyCommand("/tracking/verbose 1");// start a runint numberOfEvent = 3;runManager->BeamOn(numberOfEvent); // job terminationdelete runManager;return 0;}main()首先生成一个 G4RunManager类，这个类是在主程序中用以初始化模拟信息，用来连接子程序，连接方式是通过 Set函数来完成。

Geant4程序的一点技巧总结Geant4程序的一点技巧总结1.使用IDE使用G4如果能有一个带代码提示功能的IDE，写程序的效率会高不少。

在Linux下，轻量级的IDE有Codelite、code::blocks等，重量一点的IDE如Eclipse和QtCreator这些。

我用过Codelite，后来改成Eclipse，配置方法大致相同，我在前面的Blog里写过。

QtCreator的配置可以参考cnscott的博客(/doc/2217868144.html,)。

我一直很建议学G4的朋友可以看看他写的一些东西，挺有用的。

2.自动配置G4环境因为G4要求每次运行G4编写的程序前都要手工配置G4WORKDIR变量和执行env.sh 配置其他环境变量。

有没办法省去这个步骤呢，办法是有的，我的方法如下：在用户目录下面建一个名叫g4env的文件，把下面的内容写进去：1export G4WORKDIR=$HOME/Geant4/g4work2exportLD_LIBRARY_PATH=$HOME/Geant4/clhep/lib/:$LD_LIBRARY_PA TH3exportLD_LIBRARY_PATH=$HOME/Geant4/geant4/geant4.9.3/lib/L inux-g++/:$LD_LIBRARY_PATH 4source $HOME/Geant4/geant4/geant4.9.3/env.sh保存，并将这个文件权限用chmod命令设成可执行。

然后在用户的.bashrc文件的末尾添上一行：5source ~/g4env > ~/.g4envsetting这样每次打开控制台就自动加载g4env脚本，并且把输出的内容存到一个隐藏的临时文件里。

不用每次输入这么多东西了，而且也不会在开启控制台时候显示一堆东西。

3.自定义常用的命令使用Linux的别名功能定义一些常用的“G4命令”，把这些想定义的命令写到上面提到的g4env文件后面，就可以在以后开启控制台直接用了。

Geant4是一种广泛使用的粒子模拟工具包，被用于各种科学领域的模拟和实验研究。

在Geant4中，g4cout是一个非常重要的工具，用于在模拟过程中输出信息。

本文将介绍g4cout的用法和相关注意事项，帮助读者更好地理解和使用这一工具。

一、g4cout的基本概念g4cout实际上是Geant4中的一个输出流，用于输出程序的运行信息、调试信息等。

它是一个用于控制台输出的流，可以帮助用户实时监控程序的运行情况。

二、g4cout的基本用法1. 引入相应的头文件在使用g4cout之前，首先需要引入相应的头文件，即：```c++#include "G4cout.hh"#include "G4ios.hh"```这两个头文件分别定义了g4cout和相关的流操作符。

2. 输出信息使用g4cout输出信息非常简单，只需像使用标准输出流一样使用即可。

例如：```c++G4cout << "This is a message from g4cout" << G4endl;```这行代码将会在控制台上输出一条信息：“This is a message f rom g4cout”。

3. 格式化输出与标准输出流类似，g4cout也支持格式化输出。

用户可以使用流操作符对输出信息进行格式化，例如：```c++G4int value = 10;G4cout << "The value is: " << value << G4endl;```这行代码将会输出：“The value is: 10”。

4. 控制输出级别在实际使用中，用户可能需要根据程序的运行情况控制输出信息的级别。

Geant4提供了一些宏定义，用户可以通过设置这些宏来控制g4cout的输出级别。

例如：```c++#ifdef G4VERBOSEG4cout << "This message will only be displayed in verbose mode" << G4endl;#endif```通过设置G4VERBOSE宏，用户可以控制是否输出这条信息。

Geant4 ExampleB4a源码解读今天继续简单讲一下exampleB4中的几个子例子，先是exampleB4a，仍然是采用SteppingAction一步一步抽取事件，这种方法的好处是能够很详细的考虑、输出每一步的信息，但有时候我们只希望对感兴趣部分（位置）进行事件抽取，则用SD和Hit要明显方便一些，例如在exampleB4c中用到的就是SD和Hit进行数据抽取。

exampleB4a和exampleB4c 描述的是同一个几何、物理过程，只是数据抽取的方式不同，因此将这两个例子放在一起具有比较意义。

本次先对exampleB4a进行讲解。

exampleB4a计算了入射粒子（默认电子，能量50 MeV，轴向方向）在多层铅-液氩材料中（由10个吸收体和间隙复制组成）的能量沉积及带电粒子（包括次级粒子）径迹长度。

图1. 几何可视化及粒子输运可视化#include "B4DetectorConstruction.hh"#include "B4aActionInitialization.hh"#ifdef G4MULTITHREADED#include "G4MTRunManager.hh"#else#include "G4RunManager.hh"#endif#include "G4UImanager.hh"#include "G4UIcommand.hh"#include "FTFP_BERT.hh"#include "Randomize.hh"#include "G4VisExecutive.hh"#include "G4UIExecutive.hh"//....oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo......namespace {void PrintUsage() {G4cerr << " Usage: " << G4endl;G4cerr << " exampleB4a [-m macro ] [-u UIsession] [-t nThreads]" << G4endl;G4cerr << " note: -t option is available only for multi-threaded mode."<< G4endl;}}//....oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo......int main(int argc,char** argv){// Evaluate arguments//if ( argc > 7 ) {PrintUsage();return 1;}G4String macro;G4String session;#ifdef G4MULTITHREADEDG4int nThreads = 0;#endiffor ( G4int i=1; i<argc; i=i+2 ) {if ( G4String(argv[i]) == "-m" ) macro = argv[i+1];else if ( G4String(argv[i]) == "-u" ) session = argv[i+1];#ifdef G4MULTITHREADEDelse if ( G4String(argv[i]) == "-t" ) {nThreads = G4UIcommand::ConvertToInt(argv[i+1]);}#endifelse {PrintUsage();return 1;}}// Detect interactive mode (if no macro provided) and define UI session //G4UIExecutive* ui = nullptr;if ( ! macro.size() ) {ui = new G4UIExecutive(argc, argv, session);}// Optionally: choose a different Random engine...//// G4Random::setTheEngine(new CLHEP::MTwistEngine);// Construct the default run manager//#ifdef G4MULTITHREADEDauto runManager = new G4MTRunManager;if ( nThreads > 0 ) {runManager->SetNumberOfThreads(nThreads);}#elseauto runManager = new G4RunManager;#endif// Set mandatory initialization classes//auto detConstruction = new B4DetectorConstruction(); runManager->SetUserInitialization(detConstruction);auto physicsList = new FTFP_BERT;runManager->SetUserInitialization(physicsList);auto actionInitialization = new B4aActionInitialization(detConstruction);runManager->SetUserInitialization(actionInitialization);// Initialize visualization//auto visManager = new G4VisExecutive;// G4VisExecutive can take a verbosity argument - see /vis/verbose guidance.// G4VisManager* visManager = new G4VisExecutive("Quiet");visManager->Initialize();// Get the pointer to the User Interface managerauto UImanager = G4UImanager::GetUIpointer();// Process macro or start UI session//if ( macro.size() ) {// batch modeG4String command = "/control/execute ";UImanager->ApplyCommand(command+macro);}else {// interactive mode : define UI sessionUImanager->ApplyCommand("/control/execute init_vis.mac");if (ui->IsGUI()) {UImanager->ApplyCommand("/control/execute gui.mac");}ui->SessionStart();delete ui;}// Job termination// Free the store: user actions, physics_list and detector_description are// owned and deleted by the run manager, so they should not be deleted// in the main() program !delete visManager;delete runManager;}用户在终端输入字符串个数大于7则调用PrintUsage提示出错，并返回1，跳出main()函数。

g4文件语法G4文件语法是指Geant4模拟软件的物理描述文件语言，是一种基于C++语言开发的高级模拟软件。

该语法提供了一种描述粒子传输行为、相互作用等物理过程的形式化方法。

G4文件语法的结构是由一系列的命令和参数组成，用于描述物理实验中大量的模拟场景，从而模拟粒子与物质的相互作用过程，包括初能量、相对论效应、同位素效应、电子传输、电磁束流等多种具有复杂性的物理过程。

G4文件语法的编写可以在图形或命令行界面下完成，在命令行界面下可以用文本编辑器进行编写。

G4文件语法的编辑需要根据Geant4版块的不同，由不同的命令和参数组成。

以下是几种常见的命令：1. /run/beamOn N：运行N个事件。

2. /run/saveRndmState fileName：保存随机数生成器的状态。

3. /event/verbose level：设置事件输出的详细程度。

4. /geometry/verbose level：设置几何体输出的详细程度。

5. /physics_lists/verbose level：设置粒子物理过程输出的详细程度。

6. /tracking/verbose level：设置粒子跟踪过程输出的详细程度。

7. /run/initialize：初始化全局变量。

8. /run/setCut value：设置能量截止值，控制粒子的模拟过程。

G4文件语法的编写需要遵循一些规则，例如所有命令必须以“/”开头，命令和参数之间必须使用空格分隔，不能有中文字符等。

总之，G4文件语法是Geant4模拟软件的重要组成部分，为模拟粒子物理行为和相互作用提供了强大的描述能力，是物理实验研究中不可缺少的工具。

Geant4 ExampleB4a源码解读今天继续简单讲一下exampleB4中的几个子例子，先是exampleB4a，仍然是采用SteppingAction一步一步抽取事件，这种方法的好处是能够很详细的考虑、输出每一步的信息，但有时候我们只希望对感兴趣部分（位置）进行事件抽取，则用SD和Hit要明显方便一些，例如在exampleB4c中用到的就是SD和Hit进行数据抽取。

exampleB4a和exampleB4c 描述的是同一个几何、物理过程，只是数据抽取的方式不同，因此将这两个例子放在一起具有比较意义。

本次先对exampleB4a进行讲解。

exampleB4a计算了入射粒子（默认电子，能量50 MeV，轴向方向）在多层铅-液氩材料中（由10个吸收体和间隙复制组成）的能量沉积及带电粒子（包括次级粒子）径迹长度。

图1. 几何可视化及粒子输运可视化#include "B4DetectorConstruction.hh"#include "B4aActionInitialization.hh"#ifdef G4MULTITHREADED#include "G4MTRunManager.hh"#else#include "G4RunManager.hh"#endif#include "G4UImanager.hh"#include "G4UIcommand.hh"#include "FTFP_BERT.hh"#include "Randomize.hh"#include "G4VisExecutive.hh"#include "G4UIExecutive.hh"//....oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo......namespace {void PrintUsage() {G4cerr << " Usage: " << G4endl;G4cerr << " exampleB4a [-m macro ] [-u UIsession] [-t nThreads]" << G4endl;G4cerr << " note: -t option is available only for multi-threaded mode."<< G4endl;}}//....oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo......int main(int argc,char** argv){// Evaluate arguments//if ( argc > 7 ) {PrintUsage();return 1;}G4String macro;G4String session;#ifdef G4MULTITHREADEDG4int nThreads = 0;#endiffor ( G4int i=1; i<argc; i=i+2 ) {if ( G4String(argv[i]) == "-m" ) macro = argv[i+1];else if ( G4String(argv[i]) == "-u" ) session = argv[i+1];#ifdef G4MULTITHREADEDelse if ( G4String(argv[i]) == "-t" ) {nThreads = G4UIcommand::ConvertToInt(argv[i+1]);}#endifelse {PrintUsage();return 1;}}// Detect interactive mode (if no macro provided) and define UI session //G4UIExecutive* ui = nullptr;if ( ! macro.size() ) {ui = new G4UIExecutive(argc, argv, session);}// Optionally: choose a different Random engine...//// G4Random::setTheEngine(new CLHEP::MTwistEngine);// Construct the default run manager//#ifdef G4MULTITHREADEDauto runManager = new G4MTRunManager;if ( nThreads > 0 ) {runManager->SetNumberOfThreads(nThreads);}#elseauto runManager = new G4RunManager;#endif// Set mandatory initialization classes//auto detConstruction = new B4DetectorConstruction(); runManager->SetUserInitialization(detConstruction);auto physicsList = new FTFP_BERT;runManager->SetUserInitialization(physicsList);auto actionInitialization = new B4aActionInitialization(detConstruction);runManager->SetUserInitialization(actionInitialization);// Initialize visualization//auto visManager = new G4VisExecutive;// G4VisExecutive can take a verbosity argument - see /vis/verbose guidance.// G4VisManager* visManager = new G4VisExecutive("Quiet");visManager->Initialize();// Get the pointer to the User Interface managerauto UImanager = G4UImanager::GetUIpointer();// Process macro or start UI session//if ( macro.size() ) {// batch modeG4String command = "/control/execute ";UImanager->ApplyCommand(command+macro);}else {// interactive mode : define UI sessionUImanager->ApplyCommand("/control/execute init_vis.mac");if (ui->IsGUI()) {UImanager->ApplyCommand("/control/execute gui.mac");}ui->SessionStart();delete ui;}// Job termination// Free the store: user actions, physics_list and detector_description are// owned and deleted by the run manager, so they should not be deleted// in the main() program !delete visManager;delete runManager;}用户在终端输入字符串个数大于7则调用PrintUsage提示出错，并返回1，跳出main()函数。

Geant4 学习心得—AIDA的使用IAIDA(Abstract Interfaces for Data Analysis)主要是提供Hbook，ROOT，或者XML格式输出。

在学习的过程中我们看到好几种不同的调用方式，在这里我们逐个总结出来。

extended\electromagnetic\TestEM4例子的AIDA调用方式：（1）在中定义hbook 一维谱（或者root，XML格式的文件）#ifdef G4ANALYSIS_USE#include "AIDA/AIDA.h" //需要的头文件#endifRunAction::RunAction():af(0), tree(0){histo[0] = 0;#ifdef G4ANALYSIS_USE// Creating the analysis factoryaf = AIDA_createAnalysisFactory();if (af) {// Creating the tree factoryAIDA::ITreeFactory* tf = af->createTreeFactory();// Creating a tree mapped to an hbook file.G4bool readOnly = false;G4bool createNew = true;G4String options = "--noErrors uncompress";tree = tf->create("TestEm4.hbook","hbook",readOnly,createNew, options);//tree = tf->create("TestEm4.root","root",readOnly,createNew, options);//tree = tf->create("TestEm4.XML" ,"XML" ,readOnly,createNew, options);delete tf;if (tree) {// Creating a histogram factoryAIDA::IHistogramFactory* hf = af->createHistogramFactory(*tree);// Creating the histogramhisto[0]=hf->createHistogram1D // 头文件中定义了histo[1]("1","total energy deposit in HpGe Detector(keV)",3000,1.,3000);// energy ragin 1-5000keVdelete hf;}}#endif}RunAction::~RunAction()#ifdef G4ANALYSIS_USEtree->commit(); // Writing the histograms to the filetree->close(); // and closing the tree (and the file)delete tree;delete af;#endif}（2）在中累积谱#ifdef G4ANALYSIS_USE#include "AIDA/IHistogram1D.h"#endifvoid EventAction::BeginOfEventAction( const G4Event* evt){G4int evtNb = evt->GetEventID();//additional initializationsTotalEnergyDeposit = 0.; // 初始化能量变量}void EventAction::EndOfEventAction( const G4Event* evt){#ifdef G4ANALYSIS_USERun->GetHisto(0)->fill(TotalEnergyDeposit/MeV);#endif}总结：这是最简单的定义一维Histogram的办法。

Geant4 Example示例（译）示例的类型新手（Novice）-很简单：非相互作用粒子的平凡探测器【Simple: Trivial detector with non-interacting particles】- 详细说明：复杂的完整的物理检测【Detailed: Complex detector with full physics 】扩展（Extended）- 测试和验证【Testing and validation 】- 展示Geant4的工具【Demonstrating Geant4 tools】- 扩展Geant4【Extending Geant4】高级（Advanced）- 实用的应用程序【Practical applications】- 从外面HEP的例子（空间，医疗等）【Examples from outside HEP (space, medical, etc) 】新手例N01固定几何：氩气母卷，铝圆柱和铅铝块片与Al片块【Fixed geometry: Ar gas mother volume with Al cylinder and Pb block with Al slices】入射粒子是一个geantino；没有物理相互作用【Incident particle is a geantino；no physics interactions】无磁场，只有运输过程中启用【No magnetic field and only the transportation process is enabled】硬编码的批处理作业和冗长【Hard coded batch job and verbosity】新手示例N02铅靶，氙气室【Pb target, Xe gas chambers】所有的EM流程+衰变，γ和带电轻子和带电强子【All EM processes + decay，included for γ, charged leptons and charged hadrons】探测器响应【Detector response】轨迹和命中可能被存储【Trajectories and chamber hit collections maybe stored】可视化检测器和事件【Visualization of detector and event】命令接口介绍【Command interface introduced】运行时可以改变目标，室材料，入射粒子类型，动量等【Can change target, chamber materials, incident particle type, momentum, etc. at run time】Ps：入射三种粒子，先经过一个小铅块（标出）然后经过五个氙气室（黄色）。