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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