C语言编程系列007—实现linspace和logspace

基本概念

在软件设计中，经常碰到要求产生一个等差或等比的向量数组，如在数字信号处理领域，要求在[x1～x2]之间按线性（本质是等差数组）或对数（本质是等比数组）分布产生N个频点的数组，对于这种问题，在Matlab中提供了两个现成的函数，分别为linspace和logsapce，函数原型说明如下：

1、y = linspace(x1,x2,n)，功能是产生x1,x2之间的n点行线性向量数组，其中x1、x2、n分别为起始值、终止值、元素个数。

2、y=logspace(a, b, n)，功能是产生从10的a次方到10的b次方之间按对数等分的n个元素的行向量数组。

在C/C++语言的标准库中没有现在的函数实现，下面给出具体的实现思路及代码。

linspace函数的实现

对于在x1,x2之间按线性分布产生n个点的等差数组linspace函数，其实现方法较为简单，思路：第i个点的公式表示为:y[i]=x1+i*d，其中，i范围为[0～n-1]，d为元素之间的间隔:d= (x2-x1)/(n-1)。C/C++语言具体实现代码如下：

在上面代码中，产生的等差向量数组放在指针y对应的数组中。

logspace函数的实现

对于在10的a次方到10的b次方之间按对数分布产生n个点的等比数组logspace函数，其实现稍微复杂些。先求公比q的值为：10的((b-a)/n-1)次方，则第i个点的公式表示为:

其中，i范围为[0～n-1]。C/C++语言具体实现代码如下：

在上面代码中，产生的等比向量数组放在指针y对应的数组中。

代码测试例子

调用上面2个函数，测试代码如下：

需要说明的是，代码中对于logspace函数的验证，要求在0.0001到100000之间产生对数分布，所以对应的a和b的值分别为log10(0.0001)和log10(100000)。

运行结果如下：

结论引申

上面代码完美实现了matlab中两个对应函数的功能。

对于logspace函数，可以再进一步引申，上面代码实现中是以10为底的对数分布，当然也可以产生以任意数值为底的对数分布数组，只需对上面的代码稍微改造下就可实现这个功能，代码如下：

如以2为底，在1到512之间产生对数分布数组为：[1，2，4，8，16，32，64，128，256，512]。

大家如果有更好的实现方法,可加关注留言讨论。

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