关于 c/c++ 中 fftw 的内存引用

Question

我正在学习c++中的fftw（替换自定义的fft函数）。在旧代码中，我在 std::vector 样本存储中设计了算法。根据文档，我使用强制转换将 fftw 数据类型与我的数据交互（在 std::vector 中）。

#include <fftw3.h>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

void main(void)
{
  std::vector< complex<double> > x(4);
  x[0] = std::complex<double>(0.0, 0.0);
  x[1] = std::complex<double>(1.0, 0.0);
  x[2] = std::complex<double>(0.0, 2.0);
  x[3] = std::complex<double>(3.0, 3.0);

  // print the vector, looks good
  for (int i=0; i<4; i++)
  {
    cout << x[i] << endl;
  }    

  // refer fftw datatype to the std::vector by casting
  fftw_complex* in = reinterpret_cast<fftw_complex*>(&x[0]);

  // print in reference, gives random numbers
  for (int i=0; i<4; i++)
  {
    cout << *in[i*2] << " " << *in[i*2+1] << endl;
  }
}

但 in 似乎并没有真正指向正确的位置，而是显示随机数。除了上述问题，我的目的是生成一个包含 8 个元素的向量（示例），前 4 个元素指的是 std::vector 但后四个元素被初始化为某个常量。是否有可能让 *in 指向向量中的第一个，然后指向其他地方的 4 个常量值，所以我可以 fftw “in”？谢谢。

Answer 1

正如http://www.fftw.org/fftw3_doc/Complex-numbers.html#Complex-numbers 中所说，您必须使用 reinterpret_cast 从 double 转换为 fftw_complex。我想这是建议使用的少数情况之一。

它也说 fftw_complex 被定义为：

typedef double fftw_complex[2];

所以，横向循环的正确方法是执行以下操作：

for (int i=0; i<4; i++)
{
    fftw_complex* in = reinterpret_cast<fftw_complex*>(&x[i]);
    cout << (*in)[0] << " " << (*in)[1] << endl;
}

更新

你也可以像之前一样保持你的 in 指针定义，并在你的 for 循环中这样做：

for (int i=0; i<4; i++)
{
    cout << (in[i])[0] << " " << (in[i])[1] << endl;
}

Answer 2

首先，永远不要使用 reinterpret_cast，因为这会导致严重的错误。

其次，定义为复数，具有 2 个双精度数的结构。因此 in[i*2] 将访问由 i*2 索引的 COMPLEX 数，由数组中的双精度数 (i*2)*2 和 (i*2)*2+1 组成。在 i==1 时，您实际上会输出第 4 个复数，而不是第 2 个，并且在 i==2 时，您会超出范围，导致无效内存访问崩溃或垃圾输出。