cuda编程笔记（12）--学习cuFFT的简单使用
cuFFT 是 NVIDIA 提供的 GPU 加速快速傅里叶变换（FFT）库，类似于 CPU 端的 FFTW，但利用 CUDA 并行计算大幅提高性能。
它可以处理 一维、二维、三维的 FFT，支持 复数到复数（C2C）、实数到复数（R2C）、复数到实数（C2R） 的变换，常用于信号处理、图像处理、频谱分析等。
如果用VS写cuda，记得链接器的输入加上cufft.lib
说实话，这一节我也不太懂，因为我之前没接触过傅里叶变换；如果专业的人应该能看懂一些函数的参数选项是啥意思吧
什么是 FFT？
FFT（Fast Fourier Transform）：把信号从 时域（time domain） 转换到 频域（frequency domain）。
在图像处理中，FFT 用于：
滤波（高通、低通）
卷积加速（卷积定理：卷积 = 频域乘法）
在信号处理中，FFT 用于：
频谱分析（检测信号频率成分）
滤波、调制
cuFFT 的 API 核心流程
创建计划（Plan）
用
cufftPlan1d()、cufftPlan2d()或cufftPlanMany()创建 FFT 执行计划
执行 FFT
用
cufftExecC2C()、cufftExecR2C()、cufftExecC2R()执行
销毁计划
用
cufftDestroy()释放资源
cuFFT API 的常见类型
cufftHandle
定义：
typedef int cufftHandle;作用：FFT 计划（Plan）的句柄，类似于 cuBLAS 的
cublasHandle_t。用法：
创建计划：
cufftPlan1d(&plan, N, CUFFT_C2C, 1);使用计划执行：
cufftExecC2C(plan, ...)销毁计划：
cufftDestroy(plan);
📌 一个计划可以重复使用，只要尺寸（N）和类型一致，执行多次 FFT 不需要重新创建。
cufftResult
定义：枚举类型，表示 cuFFT API 的返回状态。
常用值：
CUFFT_SUCCESS：成功CUFFT_INVALID_PLAN：无效计划CUFFT_ALLOC_FAILED：内存分配失败CUFFT_EXEC_FAILED：执行失败CUFFT_INVALID_VALUE：参数错误
用法：
cufftResult status = cufftPlan1d(&plan, N, CUFFT_C2C, 1);
if (status != CUFFT_SUCCESS) {printf("Error creating plan!\n");
}
cufftComplex / cufftDoubleComplex
定义：
typedef float2 cufftComplex; // 单精度复数 (float)
typedef double2 cufftDoubleComplex; // 双精度复数 (double)
成员：
.x：实部.y：虚部
用法：
cufftComplex val;
val.x = 1.0f; // 实部
val.y = 0.5f; // 虚部
cufftType
定义：FFT 类型，决定输入/输出数据格式。
常用值：
CUFFT_R2C：实数 → 复数CUFFT_C2R：复数 → 实数CUFFT_C2C：复数 → 复数CUFFT_D2Z：双精度实数 → 双精度复数CUFFT_Z2D：双精度复数 → 双精度实数
其他重要概念
cufftReal：float，用于实数输入。cufftDoubleReal：double，用于双精度实数输入。CUFFT_FORWARD/CUFFT_INVERSE：正向/逆向变换。
创建计划
cufftResult cufftPlan1d(cufftHandle *plan, int nx, cufftType type, int batch);
cufftResult cufftPlan2d(cufftHandle *plan, int nx, int ny, cufftType type);
nx, ny：信号长度
type：
CUFFT_C2C：复数→复数CUFFT_R2C：实数→复数CUFFT_C2R：复数→实数
batch：批处理个数，一次要并行处理多少个 独立的数据集。总输入的大小为nx*batch
执行 FFT
复数 ↔ 复数
cufftResult cufftExecC2C(cufftHandle plan, cufftComplex *idata, cufftComplex *odata, int direction);idata：输入数据（GPU）odata：输出数据（GPU）direction：CUFFT_FORWARD（正变换）CUFFT_INVERSE（逆变换）
实数 → 复数
cufftResult cufftExecR2C(cufftHandle plan,cufftReal *idata,cufftComplex *odata);
复数 → 实数
cufftResult cufftExecC2R(cufftHandle plan,cufftComplex *idata,cufftReal *odata);
双精度版本
cufftExecZ2Z（复数 ↔ 复数）cufftExecD2Z（实数 → 复数）cufftExecZ2D（复数 → 实数）
方向参数（direction）
仅在 C2C / Z2Z 中使用：
CUFFT_FORWARD（前向FFT：时域→频域）CUFFT_INVERSE（逆向FFT：频域→时域）
绑定 CUDA Stream
cuFFT 和 cuBLAS 一样，也可以通过 绑定 CUDA Stream 来实现异步执行，从而和其他内核或库函数并行化。
cufftResult cufftSetStream(cufftHandle plan, cudaStream_t stream);
plan：FFT 计划（
cufftHandle）stream：CUDA 流（
cudaStream_t）
默认情况下，
cufftExec*是在 默认流（stream 0）上执行。如果绑定到自定义流，那么：
FFT 调用变为异步，不会阻塞主机线程。
可以在不同流上运行多个 FFT 并行处理。
还能和其他 GPU 任务（比如内核计算、数据拷贝）重叠执行。