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fortran - Fortran 结果中的 FFTW 仅包含零

问题描述

我一直在尝试编写一个简单的程序来使用 fftw3 对一维输入数组执行 fft。在这里，我使用地震图作为输入。然而，输出数组只包含零。

我知道输入是正确的，因为我也尝试在 MATLAB 中对同一个输入文件进行 fft，这给出了正确的结果。没有编译错误。我正在使用 f95 来编译它，但是，gfortran 也给出了几乎相同的结果。这是我写的代码：-

program fft

    use functions
    implicit none
    include 'fftw3.f90'
    integer nl,row,col
    double precision, allocatable :: data(:,:),time(:),amplitude(:)
    double complex, allocatable :: out(:)
    integer*8 plan


    open(1,file='test-seismogram.xy')
    nl=nlines(1,'test-seismogram.xy')
    allocate(data(nl,2))
    allocate(time(nl))
    allocate(amplitude(nl))
    allocate(out(nl/2+1))
    do row = 1,nl
        read(1,*,end=101) data(row,1),data(row,2)
        amplitude(row)=data(row,2)
    end do
    101 close(1)


    call dfftw_plan_dft_r2c_1d(plan,nl,amplitude,out,FFTW_R2HC,FFTW_PATIENT)
    call dfftw_execute_dft_r2c(plan, amplitude, out)
    call dfftw_destroy_plan(plan)


    do row=1,(nl/2+1)
        print *,out(row)
    end do


    deallocate(data)
    deallocate(amplitude)
    deallocate(time)
    deallocate(out)
end program fft

该nlines()函数是用于计算文件中行数的函数，并且可以正常工作。它在称为函数的模块中定义。

该程序几乎尝试遵循http://www.fftw.org/fftw3_doc/Fortran-Examples.html上的示例

我可能只是犯了一个非常简单的逻辑错误，但我严重无法弄清楚这里出了什么问题。任何指针都会非常有帮助。

这几乎是整个输出的样子：-

           .
           .
           .
           (0.0000000000000000,0.0000000000000000)
           (0.0000000000000000,0.0000000000000000)
           (0.0000000000000000,0.0000000000000000)
           (0.0000000000000000,0.0000000000000000)
           (0.0000000000000000,0.0000000000000000)
           .
           .
           .

我的疑问直接与 fftw 有关，因为 SO 上有 fftw 的标签，所以我希望这个问题不是题外话

标签： fortranfftgfortranfftw

解决方案

正如@roygvib 和@Ross 在评论中首先解释的那样，计划子例程会覆盖输入数组，因为它们会使用不同的参数多次尝试转换。我将添加一些实际使用注意事项。

你声称你确实关心性能。那么有两种可能：

  1. 正如您在代码中显示的那样，您只进行一次转换。那么就没有使用的意义了FFTW_MEASURE。计划子程序比实际计划执行子程序慢很多倍。使用FFTW_ESTIMATE它会快得多。

FFTW_MEASURE 告诉 FFTW通过实际计算几个 FFT并测量它们的执行时间来找到优化的计划。根据您的机器，这可能需要一些时间（通常是几秒钟）。FFTW_MEASURE 是默认计划选项。

FFTW_ESTIMATE 指定，而不是不同算法的实际测量，一个简单的启发式用于快速选择一个（可能是次优的）计划。使用此标志，在规划期间不会覆盖输入/输出数组。

http://www.fftw.org/fftw3_doc/Planner-Flags.html

  1. 您对不同的数据多次执行相同的转换。然后，您必须在第一次转换之前只进行一次计划，然后重新使用该计划。只需先制定计划，然后才用第一个输入数据填充数组。在每次运输之前制定计划会使程序非常缓慢。

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