FFTW3 のインストール(ソースコードを用いたインストール)(Build Tools for Visual Studio を使用)(Windows 上)

【要約】 FFTW3は,離散フーリエ変換(DFT)を実行するCライブラリである.Windows上でのFFTW3インストール手順は以下の通り:管理者権限でコマンドプロンプトを実行し,ソースコードをダウンロードして解凍する.cmakeを使用してビルド設定を生成し,ソースコードをビルドしてインストールする.その後,システム環境変数(FFTW3_ROOT,Path)を適切に設定する.FFTW3は1次元から多次元までのDFTに対応しており,様々な科学技術計算に活用できる.

前準備

Build Tools for Visual Studio 2026 のインストール(Windows 上) [クリックして展開]

Build Tools for Visual Studio は,Visual Studio の IDE を含まない C/C++ コンパイラ,ライブラリ,ビルドツール等のコマンドライン向け開発ツールセットである。インストール済みの場合、この手順は不要である。

管理者権限コマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

REM VC++ ランタイム
winget install --scope machine --id Microsoft.VCRedist.2015+.x64 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet /norestart"

REM Build Tools + Desktop development with C++(VCTools)+ 追加コンポーネント(一括)
winget list --id Microsoft.VisualStudio.BuildTools 2>nul | findstr /i "BuildTools" >nul 2>&1
if %ERRORLEVEL% EQU 0 (
    for /f "delims=" %P in ('"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\vswhere.exe" -products * -property installationPath') do start /wait "" "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\setup.exe" modify --installPath "%P" --add Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools --add Microsoft.VisualStudio.Workload.MSBuildTools --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CMake.Project --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.Clang --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.ClangToolset --add Microsoft.VisualStudio.Component.Windows11SDK.26100 --includeRecommended --quiet --norestart
) else (
    winget install --scope machine --id Microsoft.VisualStudio.BuildTools -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "--quiet --wait --norestart --nocache --add Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools --includeRecommended --add Microsoft.VisualStudio.Workload.MSBuildTools --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CMake.Project --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.Clang --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.ClangToolset --add Microsoft.VisualStudio.Component.Windows11SDK.26100"
)
REM  何らかの理由で BuildTools の動作がおかしくなった場合は,以下を実行すると,既存のインストールのファイル破損・欠損を修復し正常な状態に復元する効果がある.
REM "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\setup.exe" repair --installPath "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\18\BuildTools" --quiet --norestart
REM 以下で正常であることを確認する.パスが表示されれば正常である.
REM "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Installer\vswhere.exe" -products * -requires Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools -property installationPath

--add で追加されるコンポーネント

上記のコマンドでは,まず Build Tools 本体と Visual C++ 再頒布可能パッケージをインストールし,次に setup.exe を用いて以下のコンポーネントを追加している。

インストール完了の確認

winget list Microsoft.VisualStudio.BuildTools

上記以外の追加のコンポーネントが必要になった場合は Visual Studio Installer で個別にインストールできる。

Visual Studio の機能を必要とする場合は、追加インストールできる。

Git のインストール(Windows 上) [クリックして展開]

管理者権限コマンドプロンプトで以下を実行する.管理者権限は,winget の --scope machine オプションでシステム全体にインストールするために必要となる.

REM Git をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Git.Git -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/VERYSILENT /NORESTART /NOCANCEL /SP- /CLOSEAPPLICATIONS /RESTARTAPPLICATIONS /COMPONENTS=""icons,ext\reg\shellhere,assoc,assoc_sh"" /o:PathOption=Cmd /o:CRLFOption=CRLFCommitAsIs /o:BashTerminalOption=MinTTY /o:DefaultBranchOption=main /o:EditorOption=VIM /o:SSHOption=OpenSSH /o:UseCredentialManager=Enabled /o:PerformanceTweaksFSCache=Enabled /o:EnableSymlinks=Disabled /o:EnableFSMonitor=Disabled"

CMakeのインストール(Windows 上) [クリックして展開]

管理者権限コマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

REM CMake をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Kitware.CMake -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/qn /norestart ADD_CMAKE_TO_PATH=System"

7-Zip のインストール(Windows 上) [クリックして展開]

管理者権限コマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

REM 7-Zip をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id 7zip.7zip -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements
REM 7-Zip のパス設定
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\7-Zip'; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and $c -notlike \"*$p*\"){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$c\",'Machine')}"

FFTW3 のインストール(Build Tools for Visual Studio を利用)(Windows 上)

  1. FFTW のバージョンを確認する.

    https://www.fftw.org

  2. 以下の手順を管理者権限コマンドプロンプトで実行する (手順:Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」)。
  3. fftw3 のソースコードをダウンロード

    このとき,使用するバージョンを指定している.

    cd /d c:%HOMEPATH%
    rmdir /s /q fftw-3.3.10
    del fftw-3.3.10.tar.gz
    del fftw-3.3.10.tar
    curl -O https://www.fftw.org/fftw-3.3.10.tar.gz
    "c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x fftw-3.3.10.tar.gz
    "c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x fftw-3.3.10.tar
    
  4. cmake の実行

    cmake の実行手順例は次の通り

    cd /d c:%HOMEPATH%
    cd fftw-3.3.10
    rmdir /s /q build
    mkdir build
    cd build
    del CMakeCache.txt
    rmdir /s /q CMakeFiles
    cmake .. -A x64 -T host=x64 ^
        -DCMAKE_POLICY_VERSION_MINIMUM=3.5 ^
        -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="c:\fftw3"
    
  5. cmake の実行結果の確認

    * 下の通りになるとは限らない.エラーメッセージが出るなど場合は,前で cmake を実行したときの設定を変えてやり直す

  6. ソースコードからビルドし、インストールする
    cmake --build . --config Release --target INSTALL -- /m:4
    
  7. 実行結果の確認
  8. Windowsシステム環境変数 FFTW3_ROOT に,C:\fftw3 を設定

    Windows で,管理者権限コマンドプロンプトを起動(手順:Windowsキーまたはスタートメニュー > cmd と入力 > 右クリック > 「管理者として実行」)。

    次のコマンドを実行

    powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"FFTW3_ROOT\", \"C:\fftw3\", \"Machine\")"
    
  9. Windowsシステム環境変数 Pathに,C:\fftw3\bin追加することにより,パスを通す

    Windows で,管理者権限コマンドプロンプトを起動(手順:Windowsキーまたはスタートメニュー > cmd と入力 > 右クリック > 「管理者として実行」)。

    次のコマンドを実行

    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";C:\fftw3\bin\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
    

【まとめ】 FFTW3をダウンロード,cmakeでビルド,環境変数を設定して離散フーリエ変換の機能を利用可能に.