将 UInt64 表示为字符串的最短方法

Question

我得到一个可能很大的数字（UInt.MaxValue：18446744073709551615）作为正常的base10数字。 这个数字最终会成为一个文件名：12345678945768.txt

由于Windows上的文件名不仅限于数字，我想将其“压缩”为更短的字符串，但需要确保字符串可以映射回数字。

对于较小的数字：0001365555，十六进制比其他数字短得多。 到目前为止我发现的所有内容都表明 Base64 是最短的，但事实并非如此。

到目前为止，我已经尝试过：

//18446744073709551615 - 20
UInt64 i = UInt64.MaxValue; // 0001365555

//"//////////8=" - 12
string encoded = Convert.ToBase64String(BitConverter.GetBytes(i)); 

//"FFFFFFFFFFFFFFFF" - 16
string hexed = i.ToString("X"); 

//"MTg0NDY3NDQwNzM3MDk1NTE2MTU=" - 28
string utf = Convert.ToBase64String(System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(i.ToString())); 

是否有更好的方法来“压缩”整数以类似于十六进制进行转换，但使用 00-zz 而不仅仅是 00-FF？

提前致谢！

Answer 1

到目前为止，我发现的所有内容都表明 Base64 是最短的，但事实并非如此。

您不想使用 Base64。 Base64 编码文本可以使用 / 字符，这在 Windows 上的文件名中是不允许的。你需要想出别的办法。

还有什么？

好吧，您可以编写自己的基数转换，也许是这样的：

public static string Convert(ulong number)
{
    var validCharacters = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM1234567890!@#$%^&()_-";
    char[] charArray = validCharacters.ToCharArray();
    var buffer = new StringBuilder();
    var quotient = number;
    ulong remainder;
    while (quotient != 0)
    {
        remainder = quotient % (ulong)charArray.LongLength;
        quotient = quotient / (ulong)charArray.LongLength;
        buffer.Insert(0, charArray[remainder].ToString());
    }
    return buffer.ToString();
}

这是一个“base-73”结果，validCharacters 中的字符越多，输出就越小。请随意添加更多字符，只要它们在您的文件系统中是合法字符即可。

Answer 2

您允许的字符集是什么？如果您可以识别可以安全使用的 7132 个不同的 Unicode 字符，则可以将 64 位数字编码为五个 Unicode 字符。另一方面，并​​非所有文件系统都支持此类字符。如果您可以识别 139 个合法字符，则可以将数据压缩为九个字符的字符串。对于 85，您可以使用十个字符的字符串。

Answer 3

你滥用了 Base64。

(System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(i.ToString())

这会生成一个包含 Base10 编码整数的字节序列，并再次以 Base64 对其进行编码。这显然是低效的。

您需要获取整数的原始字节并使用 base64 对其进行编码。哪种编码最有效取决于您想要允许的字符数量。如果你想要 sho

并且你应该在数组的一侧修剪 0 字节。

var bytes=BitConverter.GetBytes(input);
int len=8;
for(int i=7;i>=0;i--)
{
  if(bytes[i]!=0)
  {
    len=i+1;
    break;
  }
}
string s=Convert.ToBase64String(bytes,0,len).ReplaceString('/','-');

请注意，这在大端系统上不会按预期工作。

但也许您应该完全避免字节编码，而只使用基数更高的整数编码。

一个简单的版本可能是：

string digitChars="0123..."
while(i!=0)
{
  int digit=i%digitChars.Length;
  i/=digitChars.Length;
  result=digitChars[digit]+result;
}

Answer 4

这是一个实现：非常长正整数的基本转换

Answer 5

这是一些使用上面 vcsjones 答案的代码，但也包含反向转换。就像他的回答一样，如果需要减少字符串大小，请随意添加更多字符。下面的字符为 ulong.MaxValue 生成大小为 13 的字符串。

private const string _conversionCharacters = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";

public static string UlongToCompressedString(ulong number)
{
    char[] charArray = _conversionCharacters.ToCharArray();
    var buffer = new System.Text.StringBuilder();
    var quotient = number;
    ulong remainder;
    do
    {
        remainder = quotient % (ulong)charArray.LongLength;
        quotient = quotient / (ulong)charArray.LongLength;
        buffer.Insert(0, charArray[remainder].ToString());
    } while (quotient != 0);
    return buffer.ToString();
}

public static ulong? CompressedStringToULong(string compressedNumber)
{
    if (compressedNumber == null)
        return null;

    if (compressedNumber.Length == 0))
        return 0;
    
    ulong result   = 0;
    int   baseNum  = _conversionCharacters.Length;
    ulong baseMult = 1;
    
    for (int i=compressedNumber.Length-1; i>=0; i--)
    {
        int cPos = _conversionCharacters.IndexOf(compressedNumber[i]);
        if (cPos < 0)
            return null;
        result += baseMult * (ulong)cPos;
        baseMult *= (ulong)baseNum;
    }

    return result;
}