如何在Fortran中使用fftw

在Fortran中使用FFTW（Fastest Fourier Transform in the West）进行快速傅立叶变换（FFT），首先需要安装FFTW库，并了解其基本接口。以下是使用FFTW的基本步骤：

1. **导入库**: 在程序开头添加必要的模块引用，通常是`complex`, `fftwprefix`（取决于你的系统和FFTW版本，可能是`fftw3`或`fftw3f`）和`fftw3_threads`（若支持并行计算）。

   use complex
   use fftwprefix
   use fftw3_threads

2. **声明变量**: 定义输入和输出数组，以及可能需要的计划指针。

   integer :: n
   complex(dp), allocatable :: in(:), out(:)
   type(C_PTR) :: plan

3. **初始化数组**: 将实际的数据加载到Fortran数组中。

   n = ... ! 确定数组长度
   allocate(in(n))
   allocate(out(n))

   ! 初始化输入数组
   in = ... ! 输入数据

4. **创建计划**: 使用FFTW函数创建从实数到复数（r2c）的一维变换计划。

   call c_f_pointer(c_loc(in), c_in, [n])
   call fftw_plan_dft_r2c_1d(n, c_in, c_out, plan, FFTW_MEASURE)

`FFTW_MEASURE`选项用于评估最佳策略，而`FFTW_ESTIMATE`则会选择一个预设的合理策略。

5. **执行变换**: 调用`fftw_execute`执行预定的变换。

   call fftw_execute(plan)

6. **清理**: 计划完成后记得释放内存并销毁计划。

   deallocate(in)
   deallocate(out)
   call fftw_destroy_plan(plan)

7. **结果访问**: 现在可以在`out`数组中找到转换后的复数结果。

记住，这只是一个基础示例，实际应用中可能需要根据需求调整参数，如调整精度、选择并行计算等。如果你打算使用并行，记得检查`fftw3_threads`模块是否可用，以及你是否拥有足够的处理器核心。