Molecule

创建一个不含任何原子与键的空分子。

作废全部派生缓存（邻接表 / Morgan 秩 / 分子指纹）。 任何改动元素、电荷、显式氢或键表的操作都必须调用它。

邻接表（惰性构建，O(键数)）：每个原子一个 (邻居索引, 键级) 列表。

原先 Molecule.Neighbors() 每次调用都要扫描整张键表并新建一个列表， 在 Morgan 迭代（每原子 × 多轮）、价态校验、连通分量里被反复调用， 实际复杂度退化到 O(原子数 × 键数 × 轮数)。热路径统一走这里。

长度等于原子数的邻接表。

分子中的原子总数（含氢以外的全部显式原子）。

原子个数。

取某原子的全部邻接原子及其键级。

邻居列表，每项为 (邻接原子索引, 键级)；无邻居时返回空列表。

某原子的重原子度（与之成键的原子个数，键级不参与计数）。

邻居原子个数。

查询两个原子之间的键级。

键级 1/2/3；两原子间无键时返回 0。

修改已存在键的键级（如单键改双键）；键不存在时静默忽略。

删除两个原子之间的键（若存在）。断键后两者可能落入不同连通分量。

追加一条键（唯一推荐的"加键"入口，会自动作废派生缓存）。

修改某个原子的元素符号（会作废派生缓存）。

修改某个原子的形式电荷（会作废派生缓存）。

修改某个原子的显式氢数（会作废派生缓存）。

向分子追加一个原子（不带任何键），返回其索引。

新原子的索引（等于追加前的原子总数）。

深拷贝当前分子（元素/电荷/显式氢/键均为新列表，改动互不影响）。

与当前分子结构相同的新 Molecule 实例。

计算某原子的隐式氢数：max(0, 价态 − Σ键级 − 显式氢)。

隐式氢个数。

某原子上的氢总数 = 显式氢 + 隐式氢（模式匹配中的 Hn 约束即与此值比较）。

氢总数。

价态校验：返回价态超限（已成键级 + 显式氢 > 容许价态）的原子列表。

这是规则应用的"化学合理性闸门"——变换后价态非法的产物一律被丢弃。

违规原子索引列表；为空表示全分子价态合法。

计算连通分量，即把多组分分子（如 "A.B.C"）拆成若干个独立片段的原子集合。

每个分量一个原子索引列表（内部已按索引升序排列）。

把每个连通分量提取成独立的 Molecule 实例（原子索引重新编号）。

独立分子列表；单组分分子返回仅含自身的列表。

计算 Morgan/扩展连通性（EC）迭代精化标签：以原子化学环境为初值反复用邻居 标签精化，直到分区数不再增长（或达到轮数上限）。

初值为 (元素, 电荷, 氢总数, 重原子度, 邻接键级多重集)；迭代式为 (旧标签, 邻居(标签, 键级) 多重集)。这是 Molecule.MolKey() 与 SMILES 确定性写出的排序依据。

每个原子一个标签字符串；标签相同表示化学环境等价（用于规范化排序与指纹）。

分子规范指纹：同构的分子必然得到相同字符串，异构分子（几乎必然）得到不同字符串。

搜索用它做三件事：状态去重、循环消除、以及判定某个化合物是否属于底盘汇集合。 注意它并非严格的规范 SMILES——正则图的极端情形下理论上存在碰撞，但在代谢物 尺度可忽略。

指纹一律采用"氢总数"（Molecule.TotalH() = 显式 + 隐式）而非"显式氢"：对价态合法的 原子，氢总数由元素、电荷与键级唯一决定，而显式氢数只反映 SMILES 的书写方式。若用 显式氢，同一个分子写成 N 还是 [NH3+] 会得到两个不同的指纹，导致规则 逆向生成的化合物与库里的同一化合物对不上（通路无法在起点 A 处收束）。

由 Morgan 秩编号后的原子不变量与键三元组拼成的确定性字符串。