需要帮助理解 FFT 算法中的这一行答案

【问题标题】：Need help understanding this line in an FFT algorithm需要帮助理解 FFT 算法中的这一行
【发布时间】：2021-01-20 15:58:27
【问题描述】：

在我的程序中，我有一个执行快速傅里叶变换的函数。我知道有很好的免费实现，但这是一个学习的东西，所以我不想使用这些。我最终找到了 this comment 的以下实现（它起源于 FFT 的意大利条目）：

void transform(complex<double>* f, int N) //
{
  ordina(f, N);    //first: reverse order
  complex<double> *W;
  W = (complex<double> *)malloc(N / 2 * sizeof(complex<double>));
  W[1] = polar(1., -2. * M_PI / N);
  W[0] = 1;
  for(int i = 2; i < N / 2; i++)
    W[i] = pow(W[1], i);
  int n = 1;
  int a = N / 2;
  for(int j = 0; j < log2(N); j++) {
    for(int k = 0; k < N; k++) {
      if(!(k & n)) {
        complex<double> temp = f[k];
        complex<double> Temp = W[(k * a) % (n * a)] * f[k + n];
        f[k] = temp + Temp;
        f[k + n] = temp - Temp;
      }
    }
    n *= 2;
    a = a / 2;
  }
  free(W);
}

到目前为止，我已经做出了很多改变，但这是我的出发点。我所做的更改之一是不缓存旋转因子，因为我决定先看看是否需要它。现在我决定要缓存它们。这个实现的方式似乎是它有这个长度为N/2 的数组W，其中每个索引k 的值都是。我不明白的是这个表达：

W[(k * a) % (n * a)]

请注意，n * a 始终等于 N/2。我知道这应该等于，我可以看到，这是依赖的。我也知道可以在这里使用模数，因为旋转因子是循环的。但有一件事我不明白：这是一个长度为 N 的 DFT，但只有 N/2 旋转因子被计算过。数组的长度不应该是N，模数应该是N吗？

【问题讨论】：

基本上它在 2 行之后的作用

标签： c++ algorithm math fft dft

【解决方案1】：

但有一件事我不明白：这是一个长度为 N 的 DFT，但只计算了 N/2 旋转因子。数组的长度不应该是N，模数应该是N吗？

旋转因子是单位圆上等距的点，点数是偶数，因为 N 是 2 的幂。绕半圈后（从 1 开始，在 X 轴上方逆时针方向），后半部分是前半部分的重复，但这次它在 X 轴下方（这些点可以通过原点反射）。这就是第二次减去Temp 的原因。那个减法就是对旋转因子的否定。

【讨论】：