Apache Commons Math3探索之快速傅立叶变换代码示例_JAVA教程

Apache Commons Math3探索之快速傅立叶变换代码示例

2021-01-22 11:22狐帝 JAVA教程

这篇文章主要介绍了Apache Commons Math3探索之快速傅立叶变换代码示例，具有一定参考价值，需要的朋友可以了解下。

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("--------------------------------------------------------------------------"); 

									  } 

									}