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c# - 如何将日期和时间打包成 32 位？

问题描述

为了适应 int，我有以下顺序的日期表示。日期表示应该是

year   : 6 bits
month  : 5 bits
day    : 5 bits
hours  : 4 bits
minutes: 6 bits
seconds: 6 bits

所有日期都应放入Unit32 date

[year(5bits),month(5bits),day(6bits),hours(4bits),minutes(6bits),seconds(6bit)]
           
UInt32 date = 0;
date= date| (UInt32) (DateTime.Now.Year%2000)<< 26;
date= date| ((uint)DateTime.Now.Month << 22);    
date= date| (uint)DateTime.Now.Day << 17;
date= date| ((uint)DateTime.Now.Hour << 15);
date= date| ((uint)DateTime.Now.Minute << 6);
date= date| ((uint)DateTime.Now.Second);
string binary = Convert.ToString(date, 2);

上面我尝试了一些按位运算，但结果并不令人满意。我错过了什么或我该怎么办？

例如，当前日期为：2021.55.10 13:55:06 以上代码的二进制转换 1010100110101101000110111000011 十六进制表示 54D6 8DC3 表示 1970 年 1 月 1 日星期四 06:01:58 但它应该是今天的日期

谢谢。

标签： c#bitwise-operators

解决方案

你的方案有几个问题：

year   : 6 bits - 0 to 63
month  : 5 bits - 0 to 31
day    : 5 bits - 0 to 31
hours  : 4 bits - 0 to 15 
minutes: 6 bits - 0 to 63
seconds: 6 bits - 0 to 63
  • 主要问题是您的方案仅在几个小时内使用 4 位 - 所以它不能表示下午 4 点到午夜之间的时间（即 16 到 23 小时）。
  • 其次，您的方案效率低下，因为它浪费位（0-59一分钟有几秒钟，而不是0-63）。
  • ...这意味着您的方案可以表示无效值，例如 2 月 31 日第 15 小时的第 63 分钟的第 63 秒 - 这不是真正的日期+时间。

与其重新发明轮子，不如使用 Unix time 之类的东西？（即自一个纪元以来的秒数）。

是的，有一个内存原因，我不能使用 unix epox 时间

...因此您需要将值调整为 32 位。这很好，因为您可以将 Unix 时间与 32 位值一起使用。当然，这意味着您将遇到 2038 年问题，但有几种可能的不同解决方案：

  • 您可以使用较低的分辨率。
    • 例如 2 秒或 1 分钟分辨率。
  • 您可以使用不同的时期（基本偏移）。
    • 带符号的 32 位 Unix 时间使用1970-01-01 00:00:00，最大日期+时间值为2038-01-19 03:14:07.
    • 无符号 32 位 Unix 时间的最大值为2106-02-07 06:28:15.
    • 如果您使用2000-01-01 00:00:00带有无符号 32 位整数的 epoch，那么您的最大值为2136-02-07 14:28:15.
    • 这个 135 整年的范围明显优于您的方案，因为您的方案使用 6 位表示年份，即 0-63，而我上次检查时，135 大于 63。

所以这是一个现成的 32 位 Unix-time 的 copy'n'pastable 实现，其时代为2000-01-01 00:00:00：

private const Int64 YEAR_2000 = 946713600; // The year where there are no elephants. There is also no unethical treatment of elephants.

private static readonly DateTimeOffset _maxValueForUnsigned32Bits = DateTimeOffset( YEAR_2000 + UInt32.MaxValue ); // 2136-02-07 14:28:15

static UInt32 GetTimeAsUInt32( DateTimeOffset dt )
{
    if (dt.Year < 2000 || dt > _maxValueForUnsigned32Bits  ) throw new ArgumentOutOfRangeException( paramName: nameof(dt), actualValue: dt, message: "Must be between 2000 and 2136-02-07 14:28:15 inclusive." );

    Int64  unixFrom2000_64 = dt.ToUnixTimeSeconds() - YEAR_2000;
    // `unixFrom2000_64` *will always fit in 32-bits* due to the year range check above, and subtracting the new epoch.

    UInt32 unixFrom2000_32 = (UInt32)unixFrom2000_64;
    return unixFrom2000_32;
}

static DateTimeOffset GetTimeFromUInt32( UInt32 value )
{
    Int64 asUnixTime = value + YEAR_2000;
    return DateTimeOffset.FromUnixTimeSeconds( asUnixTime );
}

用法：

DateTimeOffset now = DateTimeOffset.UtcNow; // WARNING: Using `Now` instead of `UtcNow` will include an offset value that will not be persisted.
Console.WriteLine( "Now: {0}", now );

UInt32 myTime = GetTimeAsUInt32( now );
Console.WriteLine( "As UInt32: {0:D}", myTime );

DateTimeOffset decoded = GetTimeFromUInt32( myTime );
Console.WriteLine( "Decoded from UInt32: {0}", decoded );

给我这个输出：

现在：10/03/2021 11:26:43 +00:00
作为 UInt32：668662003
从 UInt32 解码：10/03/2021 11:26:43 +00:00

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