不要用FFTW库,而且要自定义复数的数据结构
时间: 2024-09-12 15:08:39 浏览: 42
FFTW 库及 频谱计算方法
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如果你想要不依赖第三方库如FFTW,而是自定义复数数据结构并在C语言中实现Chirp Z变换,你需要自己编写复数类型的加、减、乘等操作以及必要的FFT算法。以下是一个简化版的自定义复数数据结构和基本的Chirp Z变换的C代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
double real;
double imag;
} Complex;
// 自定义复数加法
Complex add(Complex a, Complex b) {
Complex result;
result.real = a.real + b.real;
result.imag = a.imag + b.imag;
return result;
}
// 自定义复数乘法
Complex multiply(Complex a, Complex b) {
Complex result;
result.real = a.real * b.real - a.imag * b.imag;
result.imag = a.real * b.imag + a.imag * b.real;
return result;
}
// 自定义复数乘以实数
Complex scale(Complex c, double scalar) {
Complex scaled;
scaled.real = c.real * scalar;
scaled.imag = c.imag * scalar;
return scaled;
}
// 自定义单次DFT核心函数,假设n=2^(log2(n))
void dft_core(Complex* input, int log_n, Complex* output) {
for (int k = 0; k < log_n; ++k) {
for (int i = 0; i < (1 << k); ++i) {
int j = (i << (log_n - k)) % (1 << log_n);
Complex temp = add(output[i], scale(output[j], cexp(-2 * M_PI * i * j / (1 << log_n))));
output[i] = subtract(output[j], temp); // 分治算法,递归地进行DFT
output[j] = temp;
}
}
}
// 自定义Chirp Z变换
void chirpz_transform(Complex* input, Complex* output, double t, double f0, double df, int n) {
// 输入数据对称填充
for (int i = n; i < 2 * n; i++) {
input[i] = conj(input[i - n]);
}
// 进行DFT
int log_n = floor(log2(n));
dft_core(input, log_n, input);
// 应用Chirp滤波器
for (int k = 0; k < n; k++) {
output[k] = multiply(input[k], cexp(-2 * M_PI * df * k * (k - n/2)));
}
// 反向变换(这里没有明确写出反DFT的实现,你可以选择使用上述dft_core或自己编写)
// 反DFT的核心思想相似,只需修改循环条件和计算过程即可
}
```
请注意,这个版本没有包括完整的反向变换部分,你需要根据需求自行添加。此外,自定义的复数和FFT功能相比成熟的库可能会更慢,对于大规模数据处理效率较低。
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