C 如何在转置的数据数组上使用fftw\u plan\u many\u dft？

我有一个以column major（Fortran风格）格式存储的2D数据数组，我想对每一行进行FFT。我希望避免转置数组（它不是正方形）。例如，我的数组

fftw_complex* data = new fftw_complex[21*256];

包含条目

[r0_val0，r1_val0，…，r20_val0，r0_val1，…，r20_val255]

我可以使用

fftw\u plan\u many\u dft

来制定计划，以解决

数据

数组中的21个fft中的每一个，如果它是行主数组，例如

[r0\u val0，r0\u val1，…，r0\u val255，r1\u val0，…，r20\u val255]

：

int main() {
  int N = 256;
  int howmany = 21;
  fftw_complex* data = new fftw_complex[N*howmany];
  fftw_plan p;

  // this plan is OK
  p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,1,N,data,NULL,1,N,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
  // do stuff...

  return 0;
}

根据文档（），函数的签名是

fftw_plan fftw_plan_many_dft(int rank, const int *n, int howmany,
                              fftw_complex *in, const int *inembed,
                              int istride, int idist,
                              fftw_complex *out, const int *onembed,
                              int ostride, int odist,
                              int sign, unsigned flags);

我应该能够使用

stride

和

dist

参数来设置索引。从文档中我可以了解到，要转换的数组中的条目被索引为

in+j*istride+k*idist

，其中

j=0..n-1

和

k=0..howmany-1

。（我的数组是1D，有多少个）。但是，以下代码会导致seg。错误（编辑：步幅错误，请参阅下面的更新）：

更新： 我在选择步幅时出错了。正确的呼叫是（正确的步幅是

howmany

，而不是

N

）：

---

该函数的工作方式如文档所示。我在步幅上犯了一个错误，在本例中，它实际上应该是

howmany

。我已更新问题以反映这一点

我发现如果没有示例，FFTW的文档有点难以理解（我可能只是文盲……），因此我在下面发布了一个更详细的示例，比较了

FFTW\u plan\u dft\u 1d

与

FFTW\u plan\u many\u dft

的常用用法。综上所述，在存储在中被称为

的连续内存块中的长度为
N
的
数组的数量的情况下，每个变换
k
的数组元素
j

*(in + j*istride + k*idist)

以下两段代码是等效的。在第一种方法中，从某个2D数组显式地进行转换，而在第二种方法中，使用
fftw\u plan\u many\u dft
调用来执行所有操作

显式复制

int N，有多少个；
// ...
fftw_complex*数据=（fftw_complex*）fftw_malloc（N*多少个*sizeof（fftw_complex））；
// ... 加载长度为N的数组数为多少的数据
int istride，idist；
// ... 如果数据为列主数据，则设置istride=howmany，idist=1
//如果数据为行主数据，则设置istride=1，idist=N
fftw_complex*in=（fftw_complex*）fftw_malloc（N*sizeof（fftw_complex））；
fftw_complex*out=（fftw_complex*）fftw_malloc（N*sizeof（fftw_complex））；
fftw_平面p=fftw_平面dft_1d（N，in，out，fftw_正向，fftw_度量）；
对于（int k=0；k<多少；++k）{
对于（int j=0；j

计划很多

int N，有多少个；
// ...
fftw_complex*数据=（fftw_complex*）fftw_malloc（N*多少个*sizeof（fftw_complex））；
// ... 加载长度为N的数组数为多少的数据
int istride，idist；
// ... 如果数据为列主数据，则设置istride=howmany，idist=1
//如果数据为行主数据，则设置istride=1，idist=N
fftw_plan p=fftw_plan_many_dft（1，&N，数量，数据，NULL，数量，1，数据，NULL，数量，1，fftw_FORWARD，fftw_MEASURE）；
fftw_执行（p）；
我不确定这是否正确@Dylan。如果在
中更改数据数组
，则必须使用新的输入数组再次运行
fftw\u plan\u dft\u 1d
。虽然我不能确定它是否会给你一个书面错误，但我可以告诉你，文档明确警告你不要这样做（pdf手册第4页至3.2.2版）。@kalu我想你可能误解了手册。您是指以“如果要变换相同大小的不同数组”开头的句子吗？这是指使用不同的数组，而不是更改现有数组的内容。
int main() {
  int N = 256;
  int howmany = 21;
  fftw_complex* data = new fftw_complex[N*howmany];
  fftw_plan p;

  // OK
  p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,howmany,1,data,NULL,howmany,1,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
  // do stuff  

  return 0;
}

*(in + j*istride + k*idist)