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php实现fft

2026-02-27 22:00:01PHP

PHP 实现 FFT（快速傅里叶变换）

快速傅里叶变换（FFT）是一种高效计算离散傅里叶变换（DFT）的算法。PHP 中可以通过自定义函数或借助扩展库实现 FFT。以下是两种实现方法：

自定义 FFT 函数实现

PHP 中可以通过递归或迭代方式实现 FFT。以下是一个基于递归的 Cooley-Tukey 算法的实现示例：

php实现fft

function fft($real, $imag) {
    $n = count($real);
    if ($n <= 1) {
        return [$real, $imag];
    }

    $even_real = $odd_real = $even_imag = $odd_imag = [];
    for ($i = 0; $i < $n; $i += 2) {
        $even_real[] = $real[$i];
        $even_imag[] = $imag[$i];
        $odd_real[] = $real[$i + 1];
        $odd_imag[] = $imag[$i + 1];
    }

    list($even_real, $even_imag) = fft($even_real, $even_imag);
    list($odd_real, $odd_imag) = fft($odd_real, $odd_imag);

    $result_real = $result_imag = array_fill(0, $n, 0);
    for ($k = 0; $k < $n / 2; $k++) {
        $angle = -2 * M_PI * $k / $n;
        $cos_angle = cos($angle);
        $sin_angle = sin($angle);

        $result_real[$k] = $even_real[$k] + $cos_angle * $odd_real[$k] - $sin_angle * $odd_imag[$k];
        $result_imag[$k] = $even_imag[$k] + $sin_angle * $odd_real[$k] + $cos_angle * $odd_imag[$k];
        $result_real[$k + $n / 2] = $even_real[$k] - $cos_angle * $odd_real[$k] + $sin_angle * $odd_imag[$k];
        $result_imag[$k + $n / 2] = $even_imag[$k] - $sin_angle * $odd_real[$k] - $cos_angle * $odd_imag[$k];
    }

    return [$result_real, $result_imag];
}

使用 PHP 扩展库

对于高性能需求，可以借助 PHP 扩展如 FFTW 或 GMP。以下是使用 FFTW 扩展的示例：

php实现fft

安装 FFTW 扩展（需先安装系统库 libfftw3-dev）：
```
pecl install fftw
```

PHP 代码示例：

$size = 1024;
$input = array_fill(0, $size, 0.0);
$output = array_fill(0, $size * 2, 0.0); // 复数输出（实部+虚部）

fftw_plan_dft_r2c_1d($size, $input, $output, FFTW_ESTIMATE);
fftw_execute($plan);
fftw_destroy_plan($plan);

注意事项

输入数据长度应为 2 的幂次（如 256, 512, 1024），否则需补零。
自定义实现的性能较低，适合小规模数据或学习用途。
扩展库需服务器支持，且需编译安装。

示例调用

$real = [1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0]; // 实部
$imag = array_fill(0, 8, 0);      // 虚部
list($fft_real, $fft_imag) = fft($real, $imag);
print_r($fft_real);
print_r($fft_imag);