不使用FFT库,有一个256点数据的数组,请你用C语言编写程序,实现对这个数组FFT变换后求出模值最大的主频率,把他输出
时间: 2024-05-04 13:17:38 浏览: 9
好的,这是一个比较复杂的问题,需要分步骤来实现。
首先,需要用C语言实现一个FFT(快速傅里叶变换)算法,这里我们采用基于蝴蝶算法的Cooley-Tukey算法。具体实现如下:
```c
#include <math.h>
#define PI 3.14159265358979323846
// 计算Wn(k,n)
void calculate_Wn(int k, int n, double complex *Wn) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
double angle = -2 * PI * i * k / n;
Wn[i] = cos(angle) + sin(angle) * I;
}
}
// 基于蝴蝶算法的Cooley-Tukey算法
void fft(double complex *x, int n) {
if (n == 1) return;
int m = n / 2;
double complex *even = malloc(m * sizeof(double complex));
double complex *odd = malloc(m * sizeof(double complex));
// 分离偶数和奇数项
for (int i = 0; i < m; i++) {
even[i] = x[2 * i];
odd[i] = x[2 * i + 1];
}
// 递归计算偶数项和奇数项的DFT
fft(even, m);
fft(odd, m);
// 合并结果
double complex Wn[n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
calculate_Wn(i, n, Wn);
x[i] = even[i] + Wn[i] * odd[i];
x[i + m] = even[i] - Wn[i] * odd[i];
}
free(even);
free(odd);
}
```
然后,我们需要读取输入的256个数据点,将它们存储在一个实部和虚部组成的复数数组中,再对这个数组进行FFT变换:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <complex.h>
int main() {
// 读取256个数据点
double data[256];
for (int i = 0; i < 256; i++) {
scanf("%lf", &data[i]);
}
// 将数据点转换成复数数组
double complex x[256];
for (int i = 0; i < 256; i++) {
x[i] = data[i] + 0 * I;
}
// 计算FFT变换
fft(x, 256);
// 计算模值最大的主频率
double max_magnitude = 0;
int max_frequency = 0;
for (int i = 0; i < 128; i++) {
double magnitude = cabs(x[i]);
if (magnitude > max_magnitude) {
max_magnitude = magnitude;
max_frequency = i;
}
}
printf("最大主频率为 %d\n", max_frequency);
return 0;
}
```
这样,我们就可以实现对一个256点数据数组进行FFT变换,并求出模值最大的主频率了。