写一段傅里叶变换算法的java代码

时间: 2023-08-31 20:22:05 浏览: 57
### 回答1: 傅里叶变换是用来对一个信号进行频率分析的算法。下面是一段使用Java实现的傅里叶变换的代码示例: ``` import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.function.Function; public class FFT { private final int N; private final List<Complex> roots; private final Function<Complex, Complex> inverse; public FFT(int n, boolean inverse) { this.N = n; this.roots = roots(n, inverse); this.inverse = inverse ? Complex::conjugate : Function.identity(); } public List<Complex> apply(List<Complex> a) { int n = a.size(); if (n != N) { throw new IllegalArgumentException("Size mismatch"); } if (n == 1) { return a; } List<Complex> even = new ArrayList<>(n / 2); List<Complex> odd = new ArrayList<>(n / 2); for (int i = 0; i < n; i++) { if (i % 2 == 0) { even.add(a.get(i)); } else { odd.add(a.get(i)); } } List<Complex> q = apply(even); List<Complex> r = apply(odd); List<Complex> y = new ArrayList<>(n); for (int k = 0; k < n / 2; k++) { Complex z = roots.get(k).multiply(r.get(k)); y.add(q.get(k).add(z)); y.add(q.get(k).subtract(z)); } return y; } public static List<Complex> roots(int n, boolean inverse) { List<Complex> roots = new ArrayList<>(n / 2); double angle = 2 * Math.PI / n * (inverse ? -1 : 1); for (int k = 0; k < n / 2; k++) { roots.add(Complex.fromPolar(1, angle * k)); } return roots; } } class Complex { final double re; final double im; public Complex(double re, double im) { this.re = re; this.im = im; } public static Complex fromPolar(double r, double theta) { return new Complex(r * Math.cos(theta), r * Math.sin(theta)); } public double re() { return re; } public double im() { return im; } public Complex conjugate() { return new Complex(re, -im); } public Complex add ### 回答2: 傅里叶变换是信号处理领域中常用的算法,可将时域信号转换为频域信号。以下是一个简单的傅里叶变换算法的Java代码示例: ```java import java.util.Arrays; public class FourierTransform { // 傅里叶变换算法 public static Complex[] fft(Complex[] x) { int N = x.length; // 基本情况,如果输入只有一个元素,则直接返回 if (N == 1) { return new Complex[] { x[0] }; } // 创建偶数索引和奇数索引的数组 Complex[] even = new Complex[N / 2]; Complex[] odd = new Complex[N / 2]; for (int k = 0; k < N / 2; k++) { even[k] = x[2 * k]; odd[k] = x[2 * k + 1]; } // 递归计算偶数索引和奇数索引的傅里叶变换 Complex[] q = fft(even); Complex[] r = fft(odd); // 合并两个结果 Complex[] y = new Complex[N]; for (int k = 0; k < N / 2; k++) { double kth = -2 * k * Math.PI / N; Complex wk = new Complex(Math.cos(kth), Math.sin(kth)); y[k] = q[k].plus(wk.times(r[k])); y[k + N / 2] = q[k].minus(wk.times(r[k])); } return y; } public static void main(String[] args) { Complex[] x = new Complex[] { new Complex(1, 0), new Complex(2, 0), new Complex(3, 0), new Complex(4, 0) }; // 调用傅里叶变换算法 Complex[] y = fft(x); System.out.println("输入信号:"); System.out.println(Arrays.toString(x)); System.out.println("傅里叶变换结果:"); System.out.println(Arrays.toString(y)); } } class Complex { private final double real; private final double imag; public Complex(double real, double imag) { this.real = real; this.imag = imag; } public Complex plus(Complex other) { double real = this.real + other.real; double imag = this.imag + other.imag; return new Complex(real, imag); } public Complex minus(Complex other) { double real = this.real - other.real; double imag = this.imag - other.imag; return new Complex(real, imag); } public Complex times(Complex other) { double real = this.real * other.real - this.imag * other.imag; double imag = this.real * other.imag + this.imag * other.real; return new Complex(real, imag); } @Override public String toString() { return "(" + real + ", " + imag + ")"; } } ``` 以上代码实现了一个简单的傅里叶变换算法,在`fft()`方法中,使用递归将输入数组分成偶数和奇数索引两个子数组,分别对其进行傅里叶变换,然后合并两个结果,最终得到傅里叶变换结果。代码中使用的`Complex`类用于表示复数,并实现了复数的加、减、乘等运算。在`main()`方法中,首先创建一个复数数组作为输入信号,然后调用傅里叶变换算法计算结果,最后输出结果。

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