怎样用C语言实现FFT算法啊？

Posted 2023-03-09

要求从一个txt文档中读入数据，把读入的数据生成一个波形图。然后把读入的数据进行FFT运算，把生成的数据存到另一个TXT文档中，将生成的数据同样生成一个波形图。急求，谢谢啊！！

1、二维FFT相当于对行和列分别进行一维FFT运算。具体的实现办法如下：
先对各行逐一进行一维FFT，然后再对变换后的新矩阵的各列逐一进行一维FFT。相应的伪代码如下所示：
for (int i=0; i<M; i++)
FFT_1D(ROW[i]，N);
for (int j=0; j<N; j++)
FFT_1D(COL[j]，M);
其中，ROW[i]表示矩阵的第i行。注意这只是一个简单的记法，并不能完全照抄。还需要通过一些语句来生成各行的数据。同理，COL[i]是对矩阵的第i列的一种简单表示方法。
所以，关键是一维FFT算法的实现。

2、例程：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#define N 1000
/*定义复数类型*/
typedef struct
double real;
double img;
complex;
complex x[N], *W; /*输入序列,变换核*/
int size_x=0;      /*输入序列的大小，在本程序中仅限2的次幂*/
double PI;         /*圆周率*/
void fft();     /*快速傅里叶变换*/
void initW();   /*初始化变换核*/
void change(); /*变址*/
void add(complex ,complex ,complex *); /*复数加法*/
void mul(complex ,complex ,complex *); /*复数乘法*/
void sub(complex ,complex ,complex *); /*复数减法*/
void output();
int main()
int i;                             /*输出结果*/
system("cls");
PI=atan(1)*4;
printf("Please input the size of x:\\n");
scanf("%d",&size_x);
printf("Please input the data in x[N]:\\n");
for(i=0;i<size_x;i++)
   scanf("%lf%lf",&x[i].real,&x[i].img);
initW();
fft();
output();
return 0;

/*快速傅里叶变换*/
void fft()
int i=0,j=0,k=0,l=0;
complex up,down,product;
change();
for(i=0;i< log(size_x)/log(2) ;i++)   /*一级蝶形运算*/
   l=1<<i;
   for(j=0;j<size_x;j+= 2*l )             /*一组蝶形运算*/
    for(k=0;k<l;k++)        /*一个蝶形运算*/
      mul(x[j+k+l],W[size_x*k/2/l],&product);
      add(x[j+k],product,&up);
      sub(x[j+k],product,&down);
      x[j+k]=up;
      x[j+k+l]=down;
    
   


/*初始化变换核*/
void initW()
int i;
W=(complex *)malloc(sizeof(complex) * size_x);
for(i=0;i<size_x;i++)
   W[i].real=cos(2*PI/size_x*i);
   W[i].img=-1*sin(2*PI/size_x*i);


/*变址计算，将x(n)码位倒置*/
void change()
complex temp;
unsigned short i=0,j=0,k=0;
double t;
for(i=0;i<size_x;i++)
   k=i;j=0;
   t=(log(size_x)/log(2));
   while( (t--)>0 )
    j=j<<1;
    j|=(k & 1);
    k=k>>1;
   
   if(j>i)
    temp=x[i];
    x[i]=x[j];
    x[j]=temp;
   


/*输出傅里叶变换的结果*/
void output()
int i;
printf("The result are as follows\\n");
for(i=0;i<size_x;i++)
   printf("%.4f",x[i].real);
   if(x[i].img>=0.0001)printf("+%.4fj\\n",x[i].img);
   else if(fabs(x[i].img)<0.0001)printf("\\n");
   else printf("%.4fj\\n",x[i].img);


void add(complex a,complex b,complex *c)
c->real=a.real+b.real;
c->img=a.img+b.img;

void mul(complex a,complex b,complex *c)
c->real=a.real*b.real - a.img*b.img;
c->img=a.real*b.img + a.img*b.real;

void sub(complex a,complex b,complex *c)
c->real=a.real-b.real;
c->img=a.img-b.img;

参考技术A float ar[1024],ai[1024];/* 原始数据实部，虚部 */
float a[2050];

void fft(int nn) /* nn数据长度 */

int n1,n2,i,j,k,l,m,s,l1;
float t1,t2,x,y;
float w1,w2,u1,u2,z;
float fsin[10]=0.000000,1.000000,0.707107,0.3826834,0.1950903,0.09801713,0.04906767,0.02454123,0.01227154,0.00613588,;
float fcos[10]=-1.000000,0.000000,0.7071068,0.9238796,0.9807853,0.99518472,0.99879545,0.9996988,0.9999247,0.9999812,;

switch(nn)

case 1024: s=10; break;
case 512: s=9; break;
case 256: s=8; break;


n1=nn/2; n2=nn-1;
j=1;
for(i=1;i<=nn;i++)

a[2*i]=ar[i-1];
a[2*i+1]=ai[i-1];

for(l=1;l<n2;l++)

if(l<j)

t1=a[2*j];
t2=a[2*j+1];
a[2*j]=a[2*l];
a[2*j+1]=a[2*l+1];
a[2*l]=t1;
a[2*l+1]=t2;

k=n1;
while (k<j)

j=j-k;
k=k/2;

j=j+k;

for(i=1;i<=s;i++)

u1=1;
u2=0;
m=(1<<i);
k=m>>1;
w1=fcos[i-1];
w2=-fsin[i-1];
for(j=1;j<=k;j++)

for(l=j;l<nn;l=l+m)

l1=l+k;
t1=a[2*l1]*u1-a[2*l1+1]*u2;
t2=a[2*l1]*u2+a[2*l1+1]*u1;
a[2*l1]=a[2*l]-t1;
a[2*l1+1]=a[2*l+1]-t2;
a[2*l]=a[2*l]+t1;
a[2*l+1]=a[2*l+1]+t2;

z=u1*w1-u2*w2;
u2=u1*w2+u2*w1;
u1=z;


for(i=1;i<=nn/2;i++)

ar[i]=4*a[2*i+2]/nn; /* 实部 */
ai[i]=-4*a[2*i+3]/nn; /* 虚部 */
a[i]=4*sqrt(ar[i]*ar[i]+ai[i]*ai[i]); /* 幅值 */



(http://zhidao.baidu.com/question/284943905.html?an=0&si=2)追问

我冒昧的问一句啊，哪条语句是生成波形图的？还有哪条语句是从文档中读数据的？

本回答被提问者采纳 参考技术B ......