是否可以减少 DateTime.Now.Ticks.ToString("X") 的长度并仍然保持唯一性？

Question

我正在使用的某些硬件存在限制，其中我只能广播（无线）26 个字符。

为了克服这个限制，第一个广播传输一个转换为十六进制 (DateTime.Now.Ticks.ToString( "X" )) 的时间戳，以及正在传输的消息的长度（也作为十六进制字符串）。

接收软件测试头信息，当它确认收到一个时，将时间戳（重新转换为long）存储在字典中：

/*************************************************************************
 * _pendingMessages.Add( DateTime.Now.Ticks, Tuple.Create( MessageLength, string.Empty ) );
 * T.Item1 = Message Length
 * T.Item2 = Message ( when Message.Length == Length, Pop Message )
 *************************************************************************/
private static Dictionary<long, Tuple<long, string>> _pendingMessages;

不幸的是，每次都必须通过时间戳，而且它...超过了分配的字符长度的一半（目前为 15 个字符）。

所以我在想，与其传递整个时间戳，不如通过对十六进制字符串的字符值求和来减少它：

例如：

DateTime.Now.Ticks.ToSTring("X").Sum( C => C ).ToString("X");

不幸的是，一个快速的测试毫不客气地打破了这个想法

（复制键相当快）：

Dictionary<string, long> _dctTest = new Dictionary<string, long>( );
while ( true ){
    long dtNow = DateTime.Now.Ticks;
    string strKey = dtNow.ToString("X").Sum( C => C ).ToStrings("X");
    _dctTest.Add( strKey, dtNow ); //<=====Explodes after less than a second.
}

所以我的问题是 - 有什么方法可以可靠地减少我的“密钥”的长度，同时仍然（合理地）保证唯一性？

Answer 1

这里有一些东西可以启动一些答案。我并不是说这是一个最佳解决方案，但我可以只用 11 个字符 8 个字符 7 个字符 的编码数据为您提供毫秒精度。

假设毫秒精度足够好，我们可以从一开始就降低算法的精度。一个刻度代表 100 纳秒。一毫秒内有 10,000 个滴答声。算法如下：

从过去发生的已知大量滴答开始。此示例使用本世纪初。

long centuryBegin = new DateTime(2001, 1, 1).Ticks; 
// 631139040000000000

现在拍摄当前时间戳的快照：

long currentDate = DateTime.Now.Ticks;
// 636083231371736598

取差，将精度降到毫秒级：

long shortTicks = (currentDate - centuryBegin) / 10000L; 
// 494419137173

现在我们只需对字符串进行 base64 编码：

string base64Ticks = Convert.ToBase64String(BitConverter.GetBytes(shortTicks));
// lVKtHXMAAAA=

但是，无需详细说明原因，尾随的“AAAA=”将出现在此字节数的任何编码数上，因此我们可以将其删除！

base64Ticks = base64Ticks.Substring(0, 7);
// lVKtHXM

您现在有一个 7 字符的字符串 lVKtHXM 用于传输。另一方面：

// Decode the base64-encoded string back into bytes
// Note we need to add on the "AAAA=" that we stripped off    
byte[] data = new byte[8];
Convert.FromBase64String(base64Ticks + "AAAA=").CopyTo(data, 0);

// From the bytes, convert back to a long, multiply by 10,000, and then
// add on the known century begin number of ticks
long originalTicks = (BitConverter.ToInt64(data, 0) * 10000L) + centuryBegin;
// 636083231371730000

我们来看看两者的区别：

 636083231371736598 (original ticks)
-636083231371730000 (decoded ticks)
===================
               6598 (difference)

您可以看到，这可以让您在原始时间戳的 6,598 个滴答声或 0.6598 毫秒内到达。差异总是

就唯一性而言，我在 100,000 次虚假传输上进行了尝试，每次尝试之间睡眠 1 毫秒，并且没有没有冲突。

为了完善这篇文章，您可以使用以下一些辅助方法：

public static string EncodeTransmissionTimestamp(DateTime date)
{
    long shortTicks = (date.Ticks - 631139040000000000L) / 10000L; 
    return Convert.ToBase64String(BitConverter.GetBytes(shortTicks)).Substring(0, 7);
}

public static DateTime DecodeTransmissionTimestamp(string encodedTimestamp)
{
    byte[] data = new byte[8];
    Convert.FromBase64String(encodedTimestamp + "AAAA=").CopyTo(data, 0);
    return new DateTime((BitConverter.ToInt64(data, 0) * 10000L) + 631139040000000000L);
}

部分工作受到这篇文章的启发：Compress large Integers into smallest possible string