FFTW3/cfpcossin.C

/*
 *   Copyright (c) 1999-2002 Eric Gourgoulhon
 *
 *   This file is part of LORENE.
 *
 *   LORENE is free software; you can redistribute it and/or modify
 *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 *   (at your option) any later version.
 *
 *   LORENE is distributed in the hope that it will be useful,
 *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *   GNU General Public License for more details.
 *
 *   You should have received a copy of the GNU General Public License
 *   along with LORENE; if not, write to the Free Software
 *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 */
 
 
 
 
/*
 * Transformation de Fourier sur le premier indice d'un tableau 3-D
 *  par le biais de la bibliotheque fftw.
 *
 * Entree:
 * -------
 *   int* deg   : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune 
 *        des 3 dimensions: le nombre de points de collocation
 *        en phi est  np = deg[0] et doit etre de la forme
 *          np = 2*p 
 *   int* dim   : tableau du nombre d'elements de ff dans chacune des trois
 *            dimensions.
 *        On doit avoir  dim[0] >= deg[0] + 2  = np + 2. 
 *
 * Entree/Sortie : 
 * ---------------
 *   double* cf : entree: tableau des valeurs de la fonction f aux np points de
 *                        de collocation 
 *              phi_k = T k/np      0 <= k <= np-1
 *            T etant la periode de f. La convention de stokage
 *            utilisee est la suivante
 *  cf[ dim[2]*dim[1]*k + dim[2]*j + i ] = f(phi_k)    0 <= k <= np-1,
 *           les indices j et i correspondant respectivement
 *            a theta et a r. 
 *            L'espace memoire correspondant au
 *                        pointeur cf doit etre dim[0]*dim[1]*dim[2] et doit 
 *            etre alloue avant l'appel a la routine.   
 * 
 *        sortie: tableau des coefficients de la fonction suivant    
 *            la convention de stokage
 *      cf[ dim[2]*dim[1]*k + dim[2]*j + i ] = c_k      0<= k <= np,
 *            ou les indices j et i correspondent respectivement
 *            a theta et a r et ou les c_k sont les coefficients 
 *            du developpement de f en series de Fourier:
 *
 *          f(phi) = som_{l=0}^{np/2} c_{2l} cos( 2 pi/T l phi )
 *               + c_{2l+1} sin( 2 pi/T l phi ),
 *
 *                ou T est la periode de f.
 *            En particulier cf[1] = 0.
 *            De plus, cf[np+1] n'est pas egal a c_{np+1}
 *            mais a zero.
 *
 */
 
/*
 * $Id: cfpcossin.C,v 1.4 2016/12/05 16:18:04 j_novak Exp $
 * $Log: cfpcossin.C,v $
 * Revision 1.4  2016/12/05 16:18:04  j_novak
 * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
 *
 * Revision 1.3  2014/10/13 08:53:18  j_novak
 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
 *
 * Revision 1.2  2014/10/06 15:18:47  j_novak
 * Modified #include directives to use c++ syntax.
 *
 * Revision 1.1  2004/12/21 17:06:02  j_novak
 * Added all files for using fftw3.
 *
 * Revision 1.4  2003/01/31 10:31:23  e_gourgoulhon
 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
 * in <stdlib.h>
 *
 * Revision 1.3  2002/10/16 14:36:43  j_novak
 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
 * use experimental version 3 of gcc.
 *
 * Revision 1.2  2002/09/09 13:00:39  e_gourgoulhon
 * Modification of declaration of Fortran 77 prototypes for
 * a better portability (in particular on IBM AIX systems):
 * All Fortran subroutine names are now written F77_* and are
 * defined in the new file C++/Include/proto_f77.h.
 *
 * Revision 1.1.1.1  2001/11/20 15:19:28  e_gourgoulhon
 * LORENE
 *
 * Revision 2.0  1999/02/22  15:48:58  hyc
 * *** empty log message ***
 *
 *
 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFTW3/cfpcossin.C,v 1.4 2016/12/05 16:18:04 j_novak Exp $
 *
 */
// headers du C
#include <cstdlib>
#include <fftw3.h>
 
//Lorene prototypes
#include "tbl.h"
 
// Prototypage des sous-routines utilisees:
namespace Lorene {
fftw_plan prepare_fft(int, Tbl*&) ;
//*****************************************************************************
 
void cfpcossin(const int* deg, const int* dim, double* cf)
{
// Dimensions du tableau cf :
    int n1 = dim[0] ;
    int n2 = dim[1] ;
    int n3 = dim[2] ;
 
// Nombres de degres de liberte en phi :    
    int np = deg[0] ;
    
// Tests de dimension:
    if (np+2 > n1) {
    cout << "cfpcossin: np+2 > n1 : np+2 = " << np+2 << " ,  n1 = " 
    << n1 << endl ;
    abort () ;
    exit(-1) ;
    }
 
// Recherche des tables
    Tbl* pg = 0x0 ;
    fftw_plan p = prepare_fft(np, pg) ;
    Tbl& g = *pg ;
 
    int index = 0 ;
    int n2n3 = n2 * n3 ;
    double fac = 2./double(np) ;
 
// boucle sur theta et r  
    for (int j=0; j<n2; j++) {
    for (int k=0; k<n3; k++) {
        index = n3 * j + k ;
// FFT
        double* debut = cf + index ;
        double* tab = g.t ;
        for (int i=0; i<np; i++) {
          *tab = *debut ;
          tab++; 
          debut += n2n3 ;
        }
 
        fftw_execute(p) ;
 
        debut = cf+index ;
        double* pcos = g.t ;
        double* psin = g.t + np - 1 ;
        (*debut) = (*pcos)/double(np) ; 
        debut += n2n3 ; pcos++ ;
        (*debut) = 0. ;
        debut += n2n3 ;
        for (int i=1; i<np/2; i++){
          *debut = (*pcos)*fac ;
          debut += n2n3 ; pcos++ ;
          *debut = -(*psin)*fac ; 
          debut += n2n3 ; psin-- ;
        } 
        (*debut) =  (*pcos)/double(np) ;
        debut += n2n3 ;
        (*debut) = 0. ;
 
    }   // fin de la boucle sur r 
   }    // fin de la boucle sur theta
 
 
}
}