Refactoring ITA HDFT spectrum and spectra, now uses std::vector instead of...

Refactoring ITA HDFT spectrum and spectra, now uses std::vector instead of malloc/free. And ITA-style BigCaps methods.

include/ITAHDFTSpectra.h

@@ -42,7 +42,7 @@ class ITA_BASE_API ITAHDFTSpectra
 public:
 
 	//! Constructor that initializes the
-	ITAHDFTSpectra( const double dSampleRate, const int iNumChannels, const int iDFTSize, const bool bZeroInit=true );
+	ITAHDFTSpectra( const float fSampleRate, const int iNumChannels, const int iDFTSize, const bool bZeroInit=true );
 
 	//! Constructor that uses a non-empty HDFTSpectrum vector
 	ITAHDFTSpectra( const std::vector< ITAHDFTSpectrum* >& vpSpectrumVec );

include/ITAHDFTSpectrum.h

@@ -22,16 +22,17 @@
 #include <ITABaseDefinitions.h>
 
 #include <string>
+#include <vector>
 
 /**
  * Diese Klasse realisiert half-size DFT-Spektren. Dies sind die DFT-Spektren
  * rein reellwertiger Signale, wie sie in der Akustik/Audiosignalverarbeitung
  * blich sind. Das DFT-Spektrum solcher Signale erfllt die Hermitische Symetrie.
  * Daher mssen von n komplexwertigen diskreten Fourierkoeffizienten eines
- * vollstndigen DFT-Spektrums nur n/2+1 komplexwertigen Koeffizienten 
+ * vollstndigen DFT-Spektrums nur n/2+1 komplexwertigen Koeffizienten
  * gespeichert werden.
  *
- * Grundstzlich werden die komplexwertigen Fourierkoeffizienten im 
+ * Grundstzlich werden die komplexwertigen Fourierkoeffizienten im
  * interleaved Speicherlayout abgelegt, d.h. Re(0), Im(0), Re(1), Im(1), ...
  *
  * Die Klasse stellt Methoden fr die Arbeit mit solchen Spektren bereit.
@@ -43,46 +44,37 @@ class ITA_BASE_API ITAHDFTSpectrum
 public:
 	//! Standard-Konstruktor
 	ITAHDFTSpectrum();
-	
-	//! Konstruktor
-	/**
-	  * Erzeugt ein Spektrum mit vorgegebener Gre und optional zu Null gesetztem Puffer
-	  * 
-	  * \param iDFTSize DFT-Spektrum-Gre
-	  * \param bZeroinit Setzt den Speicher bei wahr auf Null
-	  */
-	explicit ITAHDFTSpectrum(int iDFTSize, bool bZeroinit=true);
 
 	//! Constructor
 	/**
 	  * Erzeugt ein Spektrum mit vorgegebener Gre und optional zu Null gesetztem Puffer
-	  * 
-	  * \param dSampleRate Sampling rate
+	  *
+	  * \param fSampleRate Sampling rate
 	  * \param iDFTSize DFT-Spektrum-Gre
 	  * \param bZeroInit Setzt den Speicher bei wahr auf Null
 	  */
-	explicit ITAHDFTSpectrum(double dSampleRate, int iDFTSize, bool bZeroInit);	
+	explicit ITAHDFTSpectrum( const float fSampleRate, const int iDFTSize, const bool bZeroInit );
 
 	//! Kopierkonstruktor (Zeiger)
 	/**
-	 * Erzeugt einen unabhngiges Spektrum als Kopie des gegebenen Spektrums. 
+	 * Erzeugt einen unabhngiges Spektrum als Kopie des gegebenen Spektrums.
 	 * Das neue Spektrum hat die selbe Lnge und enthlt die gleichen Werte
 	 * wie das Quellspektrum.
 	 *
 	 * \param pSource Zeiger auf das Quellspektrum
 	 */
-	explicit ITAHDFTSpectrum(const ITAHDFTSpectrum* pSource);
+	explicit ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum* pSource );
 
 	//! Kopierkonstruktor (Referenz)
 	/**
-	 * Erzeugt einen unabhngiges Spektrum als Kopie des gegebenen Spektrums. 
+	 * Erzeugt einen unabhngiges Spektrum als Kopie des gegebenen Spektrums.
 	 * Das neue Spektrum hat die selbe Lnge und enthlt die gleichen Werte
 	 * wie das Quellspektrum.
 	 *
 	 * \param oSource Zeiger auf das Quellspektrum
 	 */
-	explicit ITAHDFTSpectrum(const ITAHDFTSpectrum& oSource);
-	
+	explicit ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum& oSource );
+
 	//! Destruktor
 	virtual ~ITAHDFTSpectrum();
 
@@ -91,54 +83,54 @@ public:
 	 * init(0) gibt belegten Speicher frei
 	 * vorherige Werte werden grundstzlich verworfen!
 	 */
-	ITAHDFTSpectrum& init(int iDFTSize, bool bZeroinit=true);
+	void Init( const int iDFTSize, const bool bZeroinit = true );
 
 	// Gre des Spektrums (Anzahl Koeffizienten insgesamt) zurckgeben
 	// Hinweis: Symmetrische Koeffizienten werden hier nicht mitgezhlt.
-	int getSize() const;
+	int GetSize() const;
 
 	// Lnge des korrespondieren Zeitsignals zurckgeben (Gre der DFT)
-	int getDFTSize() const;
+	int GetDFTSize() const;
 
 	// Abtastrate des korrespondieren Zeitsignals zurckgeben
-	double getSamplerate() const;
+	float GetSampleRate() const;
 
 	// Abtastrate des korrespondieren Zeitsignals setzen
-	void setSamplerate(double dSamplerate);
+	void SetSampleRate( const float fSampleRate );
 
 	// Frequenzauflsung des Spektrums [Hz] zurckgeben
-	double getFrequencyResolution() const;
+	float GetFrequencyResolution() const;
 
 	// Datenzeiger abrufen
-	float* data() const;
+	float* GetData() const;
 
 	// DFT Koeffizient(en) setzen (Real-/Imaginrteil bzw. Betrag/Phase)
-	void setCoeffRI(int iIndex, float fReal, float fImag=0);
-	void setCoeffsRI(float fReal, float fImag=0);
-	void setCoeffsRI(int iOffset, int iCount, float fReal, float fImag=0);
+	void setCoeffRI( int iIndex, float fReal, float fImag = 0 );
+	void setCoeffsRI( float fReal, float fImag = 0 );
+	void setCoeffsRI( int iOffset, int iCount, float fReal, float fImag = 0 );
 
-	void setCoeffMP(int iIndex, float fMagnitude, float fPhase);
-	void setCoeffsMP(float fMagnitude, float fPhase);
-	void setCoeffsMP(int iOffset, int iCount, float fMagnitude, float fPhase);
+	void setCoeffMP( int iIndex, float fMagnitude, float fPhase );
+	void setCoeffsMP( float fMagnitude, float fPhase );
+	void setCoeffsMP( int iOffset, int iCount, float fMagnitude, float fPhase );
 
 	//! Betragswert setzen, vorhandene Phasen erhalten
 	void setMagnitudePreservePhase( int iIndex, float fMagnitude );
-	void setMagnitudesPreservePhases(float fMagnitude);
-	void setMagnitudesPreservePhases(int iOffset, int iCount, float fMagnitude);
+	void setMagnitudesPreservePhases( float fMagnitude );
+	void setMagnitudesPreservePhases( int iOffset, int iCount, float fMagnitude );
 
 	//! Phase setzen, vorhandene Betrge erhalten
-	void setPhasePreserveMagnitude(int iIndex, float fPhase);
-	void setPhasesPreserveMagnitudes(float fPhase);
-	void setPhasesPreserveMagnitudes(int iOffset, int iCount, float fPhase);
+	void setPhasePreserveMagnitude( int iIndex, float fPhase );
+	void setPhasesPreserveMagnitudes( float fPhase );
+	void setPhasesPreserveMagnitudes( int iOffset, int iCount, float fPhase );
 
 	// Konstante addieren
-	void add(float fReal, float fImag=0);
-	void sub(float fReal, float fImag=0);
+	void add( float fReal, float fImag = 0 );
+	void sub( float fReal, float fImag = 0 );
 
 	// Spektrum addieren
-	void add(const ITAHDFTSpectrum& s);
+	void add( const ITAHDFTSpectrum& s );
 	void add( const ITAHDFTSpectrum* );
-	void sub(const ITAHDFTSpectrum& s);
+	void sub( const ITAHDFTSpectrum& s );
 	void sub( const ITAHDFTSpectrum* );
 	void mul( const ITAHDFTSpectrum& s );
 	void mul( const float fFactor );
@@ -154,17 +146,17 @@ public:
 	//! Betragsspektrum berechnen und in gegebenes Array speichern
 	// Zeiger drfen Null sein
 	void calcMagnitudes( float* pfMagnitudes ) const;
-	
+
 	//! Calculates magnitude from real and imaginary part for a given frequency bin
 	float calcMagnitude( int iIndex ) const;
 
 	//! Phasenspektrum berechnen und in gegebenes Array speichern
 	// Zeiger drfen Null sein
-	void calcPhases(float* pfPhasess);
+	void calcPhases( float* pfPhasess );
 
 	//! Betragsgrten Koeffizienten ermitteln
 	float findMax() const;
-	float findMax(int& iMaxIndex) const;
+	float findMax( int& iMaxIndex ) const;
 
 	//! Negieren (Multiplikation mit -1 bzw. Phasendrehungum 180)
 	void negate();
@@ -177,27 +169,27 @@ public:
 
 	//! Set unity DFT coeffs (re == 1, im == 0)
 	void SetZero();
-	
+
 	//! Komplexen bzw. rellen natrlichen Logarithmus berechnen
-	/** 
+	/**
 	  * Reller log entspricht dem Betrag des komplexen log.
 	  * Intern wird std::logf verwendet, so dass Betrag 0 den Wert -HUGE_VAL und der relle
 	  * Logarithmus fr negative Werte den Wert NAN zurckgibt
 	  */
-	void log(bool bComplex=true);
-	
+	void log( bool bComplex = true );
+
 	//! Komplexe bzw. reelle Exponentialfunktion berechnen
-	/** 
+	/**
 	  * Intern wird std::exp verwendet, so dass groe Betrge +-HUGE_VAL zurckgeben
 	  */
-	void exp(bool bComplex=true);
+	void exp( bool bComplex = true );
 
 	//! Alle Filterkoeffizienten eines anderen Spektrums in dieses kopieren
-	void copyFrom(const ITAHDFTSpectrum& s);
+	void copyFrom( const ITAHDFTSpectrum& s );
 	void copy( const ITAHDFTSpectrum* );
 
 	//! Einen Teil der Filterkoeffizienten eines anderen Spektrums in dieses kopieren
-	void copyFrom(const ITAHDFTSpectrum& s, int iOffset, int iCount);
+	void copyFrom( const ITAHDFTSpectrum& s, int iOffset, int iCount );
 
 	//! Zuweisungsoperator
 	/**
@@ -205,7 +197,7 @@ public:
 	 * Hierzu wird zunchst die Gre des Spektrums angepasst.
 	 * Anschlieend werden alle Koeffizienten kopiert.
 	 */
-	ITAHDFTSpectrum& operator=(const ITAHDFTSpectrum& rhs);
+	ITAHDFTSpectrum& operator=( const ITAHDFTSpectrum& rhs );
 
 	//! Zeichenkette mit den Werten zurckgeben
 	std::string toString();
@@ -219,10 +211,10 @@ public:
 
 private:
 	int m_iSize;
-	int m_iDFTSize;			
-	double m_dSamplerate;
+	int m_iDFTSize;
+	float m_fSampleRate;
 
-	float* m_pfData;
+	mutable std::vector< float > m_vfData;
 };
 
 #endif // __ITA_HDFT_SPECTRUM_H__

src/ITAHDFTSpectra.cpp

@@ -7,7 +7,7 @@
 #include <ITASampleFrame.h>
 #include <ITAStringUtils.h>
 
-ITAHDFTSpectra::ITAHDFTSpectra( const double dSampleRate, const int iNumChannels, const int iDFTSize, const bool bZeroInit/*=true*/ )
+ITAHDFTSpectra::ITAHDFTSpectra( const float fSampleRate, const int iNumChannels, const int iDFTSize, const bool bZeroInit/*=true*/ )
 {
 	if( iNumChannels < 1 )
 		ITA_EXCEPT1( INVALID_PARAMETER, "At least one DFT channel must be used" );
@@ -15,7 +15,7 @@ ITAHDFTSpectra::ITAHDFTSpectra( const double dSampleRate, const int iNumChannels
 		ITA_EXCEPT1( INVALID_PARAMETER, "Invalid DFT size" );
 
 	for( int i = 0; i < iNumChannels; i++ )
-		m_vpSpectra.push_back( new ITAHDFTSpectrum( dSampleRate, iDFTSize, bZeroInit ) );
+		m_vpSpectra.push_back( new ITAHDFTSpectrum( fSampleRate, iDFTSize, bZeroInit ) );
 }
 
 ITAHDFTSpectra::ITAHDFTSpectra( const std::vector< ITAHDFTSpectrum* >& vpSpectrumVec )
@@ -26,10 +26,10 @@ ITAHDFTSpectra::ITAHDFTSpectra( const std::vector< ITAHDFTSpectrum* >& vpSpectru
 	for( size_t i = 0; i < vpSpectrumVec.size(); i++ )
 	{
 		const ITAHDFTSpectrum* pSpectrum( vpSpectrumVec[ i ] );
-		if( pSpectrum->getDFTSize() <= 0 )
+		if( pSpectrum->GetDFTSize() <= 0 )
 			ITA_EXCEPT1( INVALID_PARAMETER, "Invalid DFT size in spectrum number " + IntToString( int( i ) ) );
 
-		if( pSpectrum->getSamplerate() <= 0 )
+		if( pSpectrum->GetSampleRate() <= 0 )
 			ITA_EXCEPT1( INVALID_PARAMETER, "Invalid sampling rate in spectrum number " + IntToString( int( i ) ) );
 
 		m_vpSpectra.push_back( new ITAHDFTSpectrum( pSpectrum ) ); // copy
@@ -99,12 +99,12 @@ int ITAHDFTSpectra::GetNumChannels() const
 
 int ITAHDFTSpectra::GetDFTSize() const
 {
-	return m_vpSpectra[ 0 ]->getDFTSize();
+	return m_vpSpectra[ 0 ]->GetDFTSize();
 }
 
 double ITAHDFTSpectra::GetSampleRate() const
 {
-	return m_vpSpectra[ 0 ]->getSamplerate();
+	return m_vpSpectra[ 0 ]->GetSampleRate();
 }
 
 void ITAHDFTSpectra::add( const ITAHDFTSpectra* pSource )

src/ITAHDFTSpectrum.cpp

@@ -13,97 +13,91 @@
 ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum()
 	: m_iSize( 0 )
 	, m_iDFTSize( 0 )
-	, m_dSamplerate( 0 )
-	, m_pfData( NULL )
+	, m_fSampleRate( 0 )
 {
 }
 
-ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( int iDFTSize, bool bZeroinit )
-	: m_iSize( 0 )
-	, m_iDFTSize( 0 )
-	, m_dSamplerate( 0 )
-	, m_pfData( NULL )
-{
-	init( iDFTSize, bZeroinit );
-}
-
-ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( double dSampleRate, int iDFTSize, bool bZeroInit )
+ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( const float fSampleRate, const int iDFTSize, const bool bZeroInit )
 	: m_iSize( -1 )
 	, m_iDFTSize( iDFTSize )
-	, m_dSamplerate( dSampleRate )
-	, m_pfData( NULL )
+	, m_fSampleRate( fSampleRate )
+	, m_vfData( NULL )
 {
-	setSamplerate( dSampleRate );
-	init( iDFTSize, bZeroInit ); // sets size and resolution
+	SetSampleRate( fSampleRate );
+	Init( iDFTSize, bZeroInit ); // sets size and resolution
 }
 
-ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum* pSource ) 
+ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum* pSource )
 	: m_iSize( 0 )
 	, m_iDFTSize( 0 )
-	, m_dSamplerate( 0 )
-	, m_pfData( NULL )
+	, m_fSampleRate( 0 )
+	, m_vfData( NULL )
 {
-	init( pSource->getDFTSize() );
-	setSamplerate( pSource->getSamplerate() );
+	Init( pSource->GetDFTSize() );
+	SetSampleRate( pSource->GetSampleRate() );
 	copyFrom( *pSource );
 }
 
-ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum& oSource ) 
+ITAHDFTSpectrum::ITAHDFTSpectrum( const ITAHDFTSpectrum& oSource )
 	: m_iSize( 0 )
 	, m_iDFTSize( 0 )
-	, m_dSamplerate( 0 )
-	, m_pfData( NULL )
+	, m_fSampleRate( 0 )
+	, m_vfData( NULL )
 {
-	init( oSource.getDFTSize() );
-	setSamplerate( oSource.getSamplerate() );
+	Init( oSource.GetDFTSize() );
+	SetSampleRate( oSource.GetSampleRate() );
 	copyFrom( oSource );
 }
 
 ITAHDFTSpectrum::~ITAHDFTSpectrum()
 {
-	fm_free( m_pfData );
 }
 
-ITAHDFTSpectrum& ITAHDFTSpectrum::init( int iDFTSize, bool bZeroinit )
+void ITAHDFTSpectrum::Init( const int iDFTSize, const bool bZeroinit )
 {
-	// Bereits allozierten Speicher freigeben
-	if( m_pfData ) {
-		fm_free( m_pfData );
-		m_pfData = NULL;
-	}
-
 	m_iDFTSize = iDFTSize;
 	m_iSize = ( int ) floor( ( float ) m_iDFTSize / 2.0 ) + 1;
 
 	// +2 wegen 4-Byte Ausrichtung
-	if( m_iSize > 0 ) m_pfData = fm_falloc( m_iSize * 2 + 2, bZeroinit );
+	if( m_iSize > 0 )
+		m_vfData.resize( m_iSize * 2 + 2 );
 
-	return *this;
+	if( bZeroinit )
+		for( size_t i = 0; i < m_vfData.size(); i++ )
+			m_vfData[ i ] = 0.0f;
 }
 
-int ITAHDFTSpectrum::getSize() const {
+int ITAHDFTSpectrum::GetSize() const
+{
 	return m_iSize;
 }
 
-int ITAHDFTSpectrum::getDFTSize() const {
+int ITAHDFTSpectrum::GetDFTSize() const
+{
 	return m_iDFTSize;
 }
 
-double ITAHDFTSpectrum::getSamplerate() const {
-	return m_dSamplerate;
+float ITAHDFTSpectrum::GetSampleRate() const
+{
+	return m_fSampleRate;
 }
 
-void ITAHDFTSpectrum::setSamplerate( double dSamplerate ) {
-	m_dSamplerate = dSamplerate;
-
+void ITAHDFTSpectrum::SetSampleRate( const float fSampleRate )
+{
+	m_fSampleRate = fSampleRate;
 }
 
-double ITAHDFTSpectrum::getFrequencyResolution() const {
-	return ( m_iDFTSize == 0 ? 0 : ( m_dSamplerate / ( double ) m_iDFTSize ) );
+float ITAHDFTSpectrum::GetFrequencyResolution() const
+{
+	if( m_iDFTSize == 0 || m_fSampleRate <= 0.0f )
+		ITA_EXCEPT_INVALID_PARAMETER( "DFT size or sampling rate invalid" );
+
+	return ( m_iDFTSize == 0 ? 0 : ( m_fSampleRate / ( float ) m_iDFTSize ) );
 }
 
-float* ITAHDFTSpectrum::data() const {
-	return m_pfData;
+float* ITAHDFTSpectrum::GetData() const
+{
+	return &m_vfData[ 0 ];
 }
 
 void ITAHDFTSpectrum::SetUnity()
@@ -112,8 +106,8 @@ void ITAHDFTSpectrum::SetUnity()
 	{
 		int iRe = 2 * i;
 		int iIm = iRe + 1;
-		m_pfData[ iRe ] = 1.0f;
-		m_pfData[ iIm ] = 0.0f;
+		m_vfData[ iRe ] = 1.0f;
+		m_vfData[ iIm ] = 0.0f;
 	}
 
 	return;
@@ -125,8 +119,8 @@ void ITAHDFTSpectrum::SetZero()
 	{
 		int iRe = 2 * i;
 		int iIm = iRe + 1;
-		m_pfData[ iRe ] = 0.0f;
-		m_pfData[ iIm ] = 0.0f;
+		m_vfData[ iRe ] = 0.0f;
+		m_vfData[ iIm ] = 0.0f;
 	}
 
 	return;
@@ -134,8 +128,8 @@ void ITAHDFTSpectrum::SetZero()
 
 void ITAHDFTSpectrum::add( float fReal, float fImag ) {
 	for( int i = 0; i < 2 * m_iSize; i += 2 ) {
-		m_pfData[ i ] += fReal;
-		m_pfData[ i + 1 ] += fImag;
+		m_vfData[ i ] += fReal;
+		m_vfData[ i + 1 ] += fImag;