用c语言蝶形变换实现FFT

时间: 2024-04-22 09:26:19 浏览: 38
蝶形变换(Butterfly Operation)是实现快速傅里叶变换(FFT)的重要步骤之一。下面是使用C语言实现FFT蝶形变换的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> void butterfly(float *real, float *imag, int n, int m) { int i, j, k; int size = 1 << n; float *w_real, *w_imag; float temp_real, temp_imag; float angle; // 分配存储旋转因子的数组 w_real = (float *)malloc(sizeof(float) * size / 2); w_imag = (float *)malloc(sizeof(float) * size / 2); // 计算旋转因子 for (i = 0; i < size / 2; i++) { angle = -2 * M_PI * i / size; w_real[i] = cos(angle); w_imag[i] = sin(angle); } // 蝶形变换 for (i = 0; i < m; i++) { for (j = 0; j < size / 2; j++) { for (k = 0; k < (1 << (m - i - 1)); k++) { temp_real = real[j * (1 << (m - i)) + k]; temp_imag = imag[j * (1 << (m - i)) + k]; real[j * (1 << (m - i)) + k] = temp_real + real[j * (1 << (m - i)) + k + (1 << (m - i - 1))] * w_real[j * (1 << (m - i - 1))] - imag[j * (1 << (m - i)) + k + (1 << (m - i - 1))] * w_imag[j * (1 << (m - i - 1))]; imag[j * (1 << (m - i)) + k] = temp_imag + imag[j * (1 << (m - i)) + k + (1 << (m - i - 1))] * w_real[j * (1 << (m - i - 1))] + real[j * (1 << (m - i)) + k + (1 << (m - i - 1))] * w_imag[j * (1 << (m - i - 1))]; } } } // 释放内存 free(w_real); free(w_imag); } int main() { int n, m; int size; float *real, *imag; int i; printf("请输入FFT的阶数n:"); scanf("%d", &n); size = 1 << n; m = n; // 分配存储实部和虚部的数组 real = (float *)malloc(sizeof(float) * size); imag = (float *)malloc(sizeof(float) * size); printf("请输入FFT输入序列的实部和虚部:\n"); for (i = 0; i < size; i++) { scanf("%f %f", &real[i], &imag[i]); } // 调用蝶形变换函数 butterfly(real, imag, n, m); printf("FFT变换结果为:\n"); for (i = 0; i < size; i++) { printf("%.2f + %.2fi\n", real[i], imag[i]); } // 释放内存 free(real); free(imag); return 0; } ``` 以上代码实现了一个简单的FFT蝶形变换,并输出变换结果。你可以根据需要进行修改和扩展。希望对你有帮助!

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