能以此为模板,给一段完整的计算256点fft的算法程序吗
时间: 2024-03-16 10:44:23 浏览: 136
verilog流水线256点fft算法
是的,下面是一个使用蝶形算法计算256点FFT的完整C语言程序:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <complex.h>
#define PI 3.14159265358979323846
// 定义复数类型
typedef double complex cplx;
// 定义正弦和余弦表的大小
#define TABLE_SIZE 128
// 定义正弦和余弦表
double cos_tab[TABLE_SIZE];
double sin_tab[TABLE_SIZE];
// 初始化正弦和余弦表
void init_tables()
{
for (int i = 0; i < TABLE_SIZE; i++)
{
cos_tab[i] = cos(2 * PI * i / 256);
sin_tab[i] = sin(2 * PI * i / 256);
}
}
// 定义FFT函数
void fft(cplx buf[], int n)
{
if (n < 2) return;
// 分离偶数项和奇数项
cplx *even = malloc(n / 2 * sizeof(cplx));
cplx *odd = malloc(n / 2 * sizeof(cplx));
for (int i = 0; i < n / 2; i++)
{
even[i] = buf[2 * i];
odd[i] = buf[2 * i + 1];
}
// 递归FFT
fft(even, n / 2);
fft(odd, n / 2);
// 合并结果
for (int k = 0; k < n / 2; k++)
{
int p = k * TABLE_SIZE / n;
cplx t = cexp(-I * 2 * PI * k / n) * odd[k];
buf[k] = even[k] + t;
buf[k + n / 2] = even[k] - t;
double re = creal(buf[k + n / 2]);
double im = cimag(buf[k + n / 2]);
buf[k + n / 2] = re * cos_tab[p] - im * sin_tab[p] + I * (re * sin_tab[p] + im * cos_tab[p]);
}
// 释放内存
free(even);
free(odd);
}
int main()
{
int n = 256;
cplx buf[n];
// 初始化数据
for (int i = 0; i < n; i++)
{
buf[i] = sin(2 * PI * i / n) + cos(4 * PI * i / n) * I;
}
// 初始化正弦和余弦表
init_tables();
// 执行FFT
fft(buf, n);
// 输出结果
for (int i = 0; i < n; i++)
{
printf("%f + %fi\n", creal(buf[i]), cimag(buf[i]));
}
return 0;
}
```
该程序与之前的示例程序类似,不同之处在于它使用了预先计算的正弦和余弦表,以加快计算速度。在该程序中,我们首先在初始化函数中计算了正弦和余弦表。在FFT函数中,我们按照蝶形算法的思路递归地分离偶数项和奇数项,并对它们分别执行FFT。然后我们利用预先计算的正弦和余弦表,对两个蝴蝶组中的第二个蝴蝶进行旋转操作。最后,我们合并结果并释放内存。
需要注意的是,在实际应用中,我们应该尽可能地避免使用动态内存分配,以提高程序的效率和稳定性。因此,如果要计算多个长度为256的FFT,最好在程序开始时分配足够的内存,而不是在每次FFT计算前都动态分配内存。
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