用C语言设计FFT

时间: 2024-02-01 13:15:25 浏览: 23
实现FFT算法的C语言代码相对较长,这里只提供一个简单的例子,仅供参考。 ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define PI 3.1415926535897932384626 int reverse(int N, int n) { int j, p = 0; for (j = 1; j <= log2(N); j++) { if (n & (1 << (int)(log2(N) - j))) p |= 1 << (j - 1); } return p; } void FFT(double *x_real, double *x_imag, int N) { int i, j, k; int m, p, q, r; double arg, cosarg, sinarg; double *p_real, *p_imag, *q_real, *q_imag, *t_real, *t_imag; p_real = (double *)malloc(N * sizeof(double)); p_imag = (double *)malloc(N * sizeof(double)); q_real = (double *)malloc(N * sizeof(double)); q_imag = (double *)malloc(N * sizeof(double)); t_real = (double *)malloc(N * sizeof(double)); t_imag = (double *)malloc(N * sizeof(double)); for (i = 0; i < N; i++) { p_real[i] = x_real[reverse(N, i)]; p_imag[i] = x_imag[reverse(N, i)]; } for (m = 1; m <= log2(N); m++) { for (k = 0; k < pow(2, m - 1); k++) { for (q = k; q < N; q += pow(2, m)) { j = q + pow(2, m - 1); arg = -2 * PI * k / pow(2, m); cosarg = cos(arg); sinarg = sin(arg); t_real[q] = p_real[q] + cosarg * p_real[j] - sinarg * p_imag[j]; t_imag[q] = p_imag[q] + cosarg * p_imag[j] + sinarg * p_real[j]; t_real[j] = p_real[q] - cosarg * p_real[j] + sinarg * p_imag[j]; t_imag[j] = p_imag[q] - cosarg * p_imag[j] - sinarg * p_real[j]; } for (q = 0; q < N; q++) { p_real[q] = t_real[q]; p_imag[q] = t_imag[q]; } } } for (i = 0; i < N; i++) { x_real[i] = p_real[i]; x_imag[i] = p_imag[i]; } free(p_real); free(p_imag); free(q_real); free(q_imag); free(t_real); free(t_imag); } int main() { int N = 8; double x_real[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; double x_imag[8] = {0}; FFT(x_real, x_imag, N); for (int i = 0; i < N; i++) { printf("X[%d] = %f + %fi\n", i, x_real[i], x_imag[i]); } return 0; } ``` 这段代码实现的是一个基于蝴蝶算法的FFT。需要注意的是,这里的 FFT 函数输入的实部和虚部数组都要有 N 个元素,而且 N 必须是 2 的幂次方。在代码中,reverse 函数是用来翻转位序的,以便后续做蝴蝶算法的时候能够按位位置正确地计算。在 FFT 函数中,先将输入数组按位翻转,然后进行蝴蝶算法的迭代计算,最后将计算结果写回输入数组中。

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