python NameErrorが解決できない

Question

はじめに

閲覧ありがとうございます。私は統計物理学における相転移現象に関するプログラムを書いています。本プログラムは2次元XYモデルというもので、L×Lのラティス上に弐次元の成分を持つスピンを整列させたもののなります。今起こっている問題自体はこの物理的側面とは関係ないように思われますので、pythonに精通している方に考えて頂ければ幸いです。

現在起こっている問題

２次元XYモデルのpythonによるコードを以下のように書いてみました。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cm as cm

L = 10
ESTEP = 1000
STEP = 100000

# Intitialize the Ising Network
def Init1():
    return np.ones([L,L])

def Init2():
    return np.ones([L,L])

def Ediff1(IsingA,x,y):
    return 2*IsingA[x,y]*(IsingA[(x-1)%L,y]+IsingA[(x+1)%L,y]+IsingA[x,(y-1)%L]+IsingA[x,(y+1)%L])

def Ediff2(IsingB,p,q):
    return 2*IsingB[p,q]*(IsingB[(p-1)%L,q]+IsingB[(p+1)%L,q]+IsingB[p,(q-1)%L]+IsingB[p,(q+1)%L])

def Mdiff1(IsingA,x,y):
    return -2*IsingA[x,y]/(L**2)

def Mdiff2(IsingB,x,y):
    return -2*IsingB[p,q]/(L**2)

def EnMag(IsingA,IsingB):
    energy = 0
    mag = 0
    for x in np.arange(L):
        for y in np.arange(L):
            for p in np.arange(L):
                for q in np.arange(L):
                    energy = energy - (IsingA[x.y]*(IsingA[(x-1)%L,y]+IsingA[(x+1)%L,y]+IsingA[x,(y-1)%L]+IsingA[x,(y+1)%L])-IsingB[p,q]*(IsingB[(p-1)%L,q]+IsingB[(p+1)%L,q]+IsingB[p,(q-1)%L]+IsingB[p,(q+1)%L]))
                    mag = mag + (IsingA[x,y]*1/(L**2) + IsingB[p,q]*1/(L**2))
    return energy*0.5, mag

def Metropolis(T):
    E_sum1 = 0
    E_sum2 = 0
    M_sum1 = 0
    M_sum2 = 0
    Esq_sum = 0
    Msq_sum = 0
    Ising = (Init1(),Init2())
    [E,M] = EnMag(IsingA,IsingB)

    for step in np.arange(STEP):
        x = np.random.randint(0,L)
        y = np.random.randint(0,L)
        p = np.random.randint(0,L)
        q = np.random.randint(0,L)

        Endiff1 = Ediff1(IsingA,x,y)
        Endiff2 = Ediff2(IsingB,p,q)
        Magdiff1 = Mdiff1(IsingA,x,y)
        Magdiff2 = Mdiff2(IsingB,p,q)

        if Endiff1 <= 0:
            IsingA[x,y] *= -1
            E1 += Endiff1
            M1 += Magdiff1
        elif np.exp(-Endiff/T) > np.random.rand():
            IsingA[x,y] *=-1
            E1 += Endiff1
            M1 += Magdiff1

        if Endiff2 <= 0:
            IsingB[p,q] *= -1
            E2 += Endiff2
            M2 += Magdiff2
        elif np.exp(-Endiff2/T) > np.random.rand():
            IsingB[p,q] *=-1
            E2 += Endiff2
            M2 += Magdiff2

        if step >= ESTEP:
            E_sum1 += E1
            E_sum2 += E2
            M_sum1 += M1
            M_sum2 += M2
            Esq_sum += E1**2+E2**2
            Msq_sum += M1**2+M2**2

    E_mean = E_sum/(STEP-ESTEP)/(L**2)
    M_mean = M_sum/(STEP-ESTEP)
    Esq_mean = Esq_sum/(STEP-ESTEP)/(L**4)
    Msq_mean = Msq_sum/(STEP-ESTEP)

    return IsingA, IsingB, E_mean, M_mean, Esq_mean, Msq_mean

M = np.array([])
E = np.array([])
M_sus = np.array([])
SpcH = np.array([])
for T in np.linspace(0.001,5,10):
    [IsingA, IsingB, E_mean, M_mean, Esq_mean, Msq_mean] = Metropolis(T)
    M = np.append(M,np.abs(M_mean))
    E = np.append(E,E_mean)
    M_sus = np.append(M_sus,1/T*(Msq_mean-M_mean**2))
    SpcH = np.append(SpcH,1/T**2*(Esq_mean-E_mean**2))

# plot the figures
T = np.linspace(0.1,5,20)

plt.figure()
plt.plot(T, E, 'rx-')
plt.xlabel(r'Temperature $(\frac{J}{k_B})$')
plt.ylabel(r'$\langle E \rangle$ per site $(J)$')
plt.savefig("Exy1007-1.pdf",format='pdf' ,bbox_inches='tight')

plt.figure()
plt.plot(T, SpcH, 'kx-')
plt.xlabel(r'Temperature $(\frac{J}{k_B})$')
plt.ylabel(r'$C_V$ per site $(\frac{J^2}{k_B^2})$')
plt.savefig("Cvxy1007-1.pdf",format='pdf' ,bbox_inches='tight')

plt.figure()
plt.plot(T, M, 'bx-')
plt.xlabel(r'Temperature $(\frac{J}{k_B})$')
plt.ylabel(r'$\langle|M|\rangle$ per site $(\mu)$')
plt.savefig("Mxy1007-1.pdf",format='pdf' ,bbox_inches='tight')

plt.figure()
plt.plot(T, M_sus, 'gx-')
plt.xlabel(r'Temperature $(\frac{J}{k_B})$')
plt.ylabel(r'$\chi$ $(\frac{\mu}{k_B})$')
plt.savefig("chixy1007-1.pdf",format='pdf' ,bbox_inches='tight')

plt.tight_layout()
fig = plt.gcf()
plt.show()

これを実行すると以下のようなエラーが出ました。
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/ryo/Desktop/2DXY20181007-3.py", line 98, in <module>
[IsingA, IsingB, E_mean, M_mean, Esq_mean, Msq_mean] = Metropolis(T)
File "C:/Users/ryo/Desktop/2DXY20181007-3.py", line 47, in Metropolis
[E,M] = EnMag(IsingA,IsingB)
NameError: name 'IsingA' is not defined

考えてみたこと

NameErrorということでIsingAに着目したのですが、このコードを作る際に参考にしたコードと比較してみても違いが見つけられませんでした。（そのコードは2次元のイジングモデル（スピンが１次元）のものでした。）

以上、手掛かりがつかめそうな方宜しくお願い致します。

追記１　参考にしたコード

Nil26/Kosterlitz-Thouless-PT より、ising.pyを参考にしました。
(http://https://github.com/Nil26/Kosterlitz-Thouless-PT/blob/master/Ising.py)

Comments

[hayataka2049]

参考にしたコードもできれば掲載してください（web上ならリンク、それ以外なら各種権利等を確認した上で可能なら掲載するようにしてください）。それでどこをどう書き換えたのか説明していただけると回答しやすいです

Answer 1

NameError: name 'IsingA' is not defined

IsingAという変数が定義されていない、というエラーです。

グローバル変数の中にも、Metropolisのローカル変数にも存在していないので、当然そうなります。

追記を受けて

元々はこうなってた訳ですね。一部抜粋。

def Metropolis(T):    
    E_sum = 0
    M_sum = 0
    Esq_sum = 0
    Msq_sum = 0
    Ising = Init()
    # Calculate the physical quantities
    [E,M] = EnMag(Ising)

で、こうしたと。

def Metropolis(T):
    E_sum1 = 0
    E_sum2 = 0
    M_sum1 = 0
    M_sum2 = 0
    Esq_sum = 0
    Msq_sum = 0
    Ising = (Init1(),Init2())
    [E,M] = EnMag(IsingA,IsingB)

元々のコードではIsing = Init()の行で定義したIsingをEnMagに渡していたのですが、書き換えたコードではIsingAとIsingBという未定義の変数を渡そうとしています。

Init1()の結果とInit2()の結果がそれぞれに対応している、というコード意図なのでしょうか？　でしたら、そういうコードにすれば動きます。物理的な正しさは考慮していませんので、それについてはご自身でご確認ください。

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他の箇所にもたくさんエラーがあるみたいですね・・・。

Comments

[astromelt0416]

回答ありがとうございます。IsingAとIsingBが未定義であるということはわかりました。そのあたりをあまり考えずにコードを写してしまっていたので、現在のコードがどのような構造をしているのか自分でも把握しきれていません。一度持ち帰って考えてみます。