Create Haar Wavelet Transformation Matrix in C

haar.c

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define AT(mat, i, j) mat[((i) * N) + (j)]

struct kpq {
    float k;
    float p;
    float q;
};

int main(void) {
    int N;
    printf("Enter the size of the haar matrix: ");
    scanf("%d", &N);

    // n
    int n = (int)log2(N);

    // z values
    float z[N];
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        z[i] = (float)i / N;
    }

    float haar_mat[N * N];
    struct kpq kpq_values[N];
    // p and q
    int kpq_idx = 0;
    for (int p = 0; p <= n - 1; p++) {
        if (p == 0) {
            kpq_values[kpq_idx].p = 0;
            kpq_values[kpq_idx].q = 0;
            kpq_values[kpq_idx++].k = 0;

            kpq_values[kpq_idx].p = 0;
            kpq_values[kpq_idx].q = 1;
            kpq_values[kpq_idx++].k = 1;
            continue;
        }

        for (int q = 1; q <= (int)pow(2, p); q++) {
            kpq_values[kpq_idx].p = p;
            kpq_values[kpq_idx].q = q;
            kpq_values[kpq_idx++].k = powf(2, p) + (float)q - 1;
        }
    }

    // make the haar matrix
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        if (kpq_values[i].k == 0) {
            // set the entire row to 1 / sqrt(N)
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                AT(haar_mat, i, j) = ((float)1 / sqrt(N));
            }
            continue;
            // break;
        }
        struct kpq pair = kpq_values[i];
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            if (((pair.q - 1) / pow(2, pair.p)) <= z[j] && z[j] < ((pair.q - 0.5) / powf(2, pair.p))) {
                AT(haar_mat, i, j) = (1.0f / sqrtf(N)) * powf(2, pair.p / 2);
            } else if (((pair.q - 0.5) / powf(2, pair.p)) <= z[j] && z[j] < (pair.q / powf(2, pair.p))) {
                AT(haar_mat, i, j) = (1.0f / sqrtf(N)) * -powf(2, pair.p / 2);
            } else {
                AT(haar_mat, i, j) = 0;
            }
        }
    }

    // print the mat
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            printf(" %f ", AT(haar_mat, i, j));
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}