Apache Commons Math3探索之快速傅立叶变换代码示例

上一篇文章中我们了解了Apache Commons Math3探索之多项式曲线拟合实现代码,今天我们就来看看如何通过apache commons math3实现快速傅里叶变换,下面是具体内容。

傅立叶变换:org.apache.commons.math3.transform.FastFourierTransformer类。

用法示例代码:

double inputData = new double[arrayLength]; 
// ... 给inputData赋值 
FastFourierTransformer fft = new FastFourierTransformer(DftNormalization.STANDARD); 
Complex[] result = fft.transform(inputData, TransformType.FORWARD); 

使用还是非常简单的。首先要创建待计算数据的数组,可以是double类型,亦可是org.apache.commons.math3.complex.Complex类型,然后创建org.apache.commons.math3.transform.FastFourierTransformer对象实例,最后调用其transform方法即可得到存放于复数数组中的傅立叶变换结果。
完整的示例代码如下:

import org.apache.commons.math3.transform.DftNormalization; 
import org.apache.commons.math3.transform.FastFourierTransformer; 
import org.apache.commons.math3.transform.TransformType; 
interface TestCase 
{ 
  public Object run(List<Object> params) throws Exception; 
  public List<Object> getParams(); 
} 
class CalcFFT implements TestCase 
{ 
  public CalcFFT() 
  { 
   System.out.print("本算例用于计算快速傅立叶变换。正在初始化 计算数据(" + arrayLength + "点)... ..."); 
   inputData = new double[arrayLength]; 
   for (int index = 0; index < inputData.length; index++) 
   { 
     inputData[index] = (Math.random() - 0.5) * 100.0; 
   } 
   System.out.println("初始化完成"); 
  } 
  @Override 
  public List<Object> getParams() 
  { 
   return null; 
  } 
  @Override 
  public Object run(List<Object> params) throws Exception 
  { 
   FastFourierTransformer fft = new FastFourierTransformer(DftNormalization.STANDARD); 
   Complex[] result = fft.transform(inputData, TransformType.FORWARD); 
   return result; 
  } 
  private double[] inputData = null; 
  private final int arrayLength = 4 * 1024*1024; 
} 
public class TimeCostCalculator 
{ 
  public TimeCostCalculator() 
  { 
  } 
  /** 
  * 计算指定对象的运行时间开销。 
  * 
  * @param testCase 指定被测对象。 
  * @return 返回sub.run的时间开销,单位为s。 
  * @throws Exception 
  */ 
  public double calcTimeCost(TestCase testCase) throws Exception 
  { 
   List<Object> params = testCase.getParams(); 
   long startTime = System.nanoTime(); 
   testCase.run(params); 
   long stopTime = System.nanoTime(); 
   System.out.println("start: " + startTime + " / stop: " + stopTime); 
   double timeCost = (stopTime - startTime) * 1.0e-9; 
   //   double timeCost = BigDecimal.valueOf(stopTime - startTime, 9).doubleValue(); 
   return timeCost; 
  } 
  public static void main(String[] args) throws Exception 
  { 
   TimeCostCalculator tcc = new TimeCostCalculator(); 
   double timeCost; 
   System.out.println("--------------------------------------------------------------------------"); 
   timeCost = tcc.calcTimeCost(new CalcFFT()); 
   System.out.println("time cost is: " + timeCost + "s"); 
   System.out.println("--------------------------------------------------------------------------"); 
  } 
} 

在i5四核处理器+16GB内存的台式机上,计算4百万点FFT,耗时0.7s。还是挺快的。

总结

以上就是本文关于Apache Commons Math3探索之快速傅立叶变换代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:Apache Commons Math3学习之数值积分实例代码、apache zookeeper使用方法实例详解等,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。最后推荐几本有关Java编程方面不错的书籍,免费下载,供广大编程爱好及工作者参考,提高!

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