我遇到一个我无法解决的奇怪问题。我把它作为一个简单的例子来说明问题。我有一个在[0,2 * pi]之间定义的正弦波。我使用FFTW进行傅立叶变换。然后我有一个for循环,我重复进行逆傅立叶变换。在每次迭代中,我采用我的解决方案的平均值并打印结果。我希望每次迭代的平均值保持不变,因为解决方案没有变化,y。但是,当我选择N = 256和N的其他偶数值时,我注意到平均值增长,好像存在数值误差。但是,如果我选择N = 255或N = 257,则情况并非如此,我得到了预期的结果(每次迭代的avg = 0.0)。
代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fftw3.h>
#include <math.h>
int main(void)
{
int N = 256;
double dx = 2.0 * M_PI / (double)N, dt = 1.0e-3;
double *x, *y;
x = (double *) malloc (sizeof (double) * N);
y = (double *) malloc (sizeof (double) * N);
// initial conditions
for (int i = 0; i < N; i++) {
x[i] = (double)i * dx;
y[i] = sin(x[i]);
}
fftw_complex yhat[N/2 + 1];
fftw_plan fftwplan, fftwplan2;
// forward plan
fftwplan = fftw_plan_dft_r2c_1d(N, y, yhat, FFTW_ESTIMATE);
fftw_execute(fftwplan);
// set N/2th mode to zero if N is even
if (N % 2 < 1.0e-13) {
yhat[N/2][0] = 0.0;
yhat[N/2][1] = 0.0;
}
// backward plan
fftwplan2 = fftw_plan_dft_c2r_1d(N, yhat, y, FFTW_ESTIMATE);
for (int i = 0; i < 50; i++) {
// yhat to y
fftw_execute(fftwplan2);
// rescale
for (int j = 0; j < N; j++) {
y[j] = y[j] / (double)N;
}
double avg = 0.0;
for (int j = 0; j < N; j++) {
avg += y[j];
}
printf("%.15f\n", avg/N);
}
fftw_destroy_plan(fftwplan);
fftw_destroy_plan(fftwplan2);
void fftw_cleanup(void);
free(x);
free(y);
return 0;
}
N = 256的输出:
0.000000000000000
0.000000000000000
0.000000000000000
-0.000000000000000
0.000000000000000
0.000000000000022
-0.000000000000007
-0.000000000000039
0.000000000000161
-0.000000000000314
0.000000000000369
0.000000000004775
-0.000000000007390
-0.000000000079126
-0.000000000009457
-0.000000000462023
0.000000000900855
-0.000000000196451
0.000000000931323
-0.000000009895302
0.000000039348379
0.000000133179128
0.000000260770321
-0.000003233551979
0.000008285045624
-0.000016331672668
0.000067450106144
-0.000166893005371
0.001059055328369
-0.002521514892578
0.005493164062500
-0.029907226562500
0.093383789062500
-0.339111328125000
1.208251953125000
-3.937500000000000
13.654296875000000
-43.812500000000000
161.109375000000000
-479.250000000000000
1785.500000000000000
-5369.000000000000000
19376.000000000000000
-66372.000000000000000
221104.000000000000000
-753792.000000000000000
2387712.000000000000000
-8603776.000000000000000
29706240.000000000000000
-96833536.000000000000000
有什么想法吗?
答案 0 :(得分:1)
libfftw
有改变其输入的可恶习惯。如果要进行重复的逆变换,请备份yhat
。
答案 1 :(得分:1)
如评论中所示:&#34;如果要保持输入数据不变,请使用FFTW_PRESERVE_INPUT
标志。每http://www.fftw.org/doc/Planner-Flags.html&#34;
例如:
// backward plan
fftwplan2 = fftw_plan_dft_c2r_1d(N, yhat, y, FFTW_ESTIMATE | FFTW_PRESERVE_INPUT);