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国产的GPT知多少--通义千问

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问题:帮我用C语言写一个FFT。
通义千问:以下是一个基于C语言的FFT实现,用于计算一个长度为N的复数序列的FFT。

#include <stdio.h>
#include <complex.h>

#define PI 3.14159265358979323846

// 定义复数结构体
typedef struct {
    double real;
    double imaginary;
} Complex;

// 计算两个复数的加法
Complex operator+(Complex a, Complex b) {
    Complex c;
    c.real = a.real + b.real;
    c.imaginary = a.imaginary + b.imaginary;
    return c;
}

// 计算两个复数的减法
Complex operator-(Complex a, Complex b) {
    Complex c;
    c.real = a.real - b.real;
    c.imaginary = a.imaginary - b.imaginary;
    return c;
}

// 计算两个复数的乘法
Complex operator*(Complex a, Complex b) {
    Complex c;
    c.real = a.real * b.real - a.imaginary * b.imaginary;
    c.imaginary = a.real * b.imaginary + a.imaginary * b.real;
    return c;
}

// 计算复数的模
double abs(Complex a) {
    return sqrt(a.real * a.real + a.imaginary * a.imaginary);
}

// 计算复数的辐角
double angle(Complex a) {
    return atan2(a.imaginary, a.real);
}

// FFT算法
void fft(Complex *a, int n, int inverse) {
    int i, j, k;
    Complex w, w0, w1, w2, w3;

    // Bit-reverse permutation
    for (i = 1, j = 0; i < n; ++i) {
        if (i > j) {
            Complex temp = a[i];
            a[i] = a[j];
            a[j] = temp;
        }
        k = n >> 1;
        while (k >= 2 && j >= k) {
            j -= k;
            k >>= 1;
        }
        j += k;
    }

    // Power-of-2 FFT
    for (int len = 2; len <= n; len <<= 1) {
        double angle = 2 * PI / len * inverse;
        Complex wlen(cos(angle), sin(angle));
        for (i = 0; i < n; i += len) {
            w = 1;
            for (j = 0; j < len / 2; ++j) {
                w1 = w * a[i + j + len / 2];
                w2 = w * a[i + j];
                a[i + j] = w1 + w2;
                a[i + j + len / 2] = w1 - w2;
                w *= wlen;
            }
        }
    }

    // Bit-reverse permutation
    for (i = 1, j = 0; i < n; ++i) {
        if (i > j) {
            Complex temp = a[i];
            a[i] = a[j];
            a[j] = temp;
        }
        k = n >> 1;
        while (k >= 2 && j >= k) {
            j -= k;
            k >>= 1;
        }
        j += k;
    }
}

// 计算复数序列的IFFT
void ifft(Complex *a, int n) {
    fft(a, n, 1);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        a[i].real /= n;
        a[i].imaginary /= n;
    }
}

int main() {
    int n = 8;
    Complex a[n] = { {0, 1}, {2, 3}, {4, 5}, {6, 7}, {8, 9}, {10, 11}, {12, 13}, {14, 15} };
    fft(a, n, 0);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        printf("(%f + %fi) ", a[i].real, a[i].imaginary);
    }
    printf("
");
    return 0;
}
在上面的代码中,我们首先定义了一个复数结构体,包含实部和虚部两个成员。然后实现了加法、减法和乘法三个复数运算函数。接下来,我们实现了计算复数模和辐角的函数。接着,我们实现了FFT算法,包括位反转、长度为2的FFT和长度为N的FFT三个部分。最后,我们实现了IFFT算法,并在主函数中演示了如何使用FFT算法计算一个复数序列的FFT。

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简介:主要工作从事监控网络与通信网络设计,以及从事基于嵌入式的通信与控制设备研发。擅长单片机嵌入式系统物联网设备开发,音频功放电路开发。

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