如何将字节数组转换为十六进制字符串，反之亦然？
当前回答
安全版本：
public static class HexHelper
{
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static string ToHex(this byte[] value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
const string hexAlphabet = @"0123456789ABCDEF";
var chars = new char[checked(value.Length * 2)];
unchecked
{
for (int i = 0; i < value.Length; i++)
{
chars[i * 2] = hexAlphabet[value[i] >> 4];
chars[i * 2 + 1] = hexAlphabet[value[i] & 0xF];
}
}
return new string(chars);
}
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static byte[] FromHex(this string value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
if (value.Length % 2 != 0)
throw new ArgumentException("Hexadecimal value length must be even.", "value");
unchecked
{
byte[] result = new byte[value.Length / 2];
for (int i = 0; i < result.Length; i++)
{
// 0(48) - 9(57) -> 0 - 9
// A(65) - F(70) -> 10 - 15
int b = value[i * 2]; // High 4 bits.
int val = ((b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7)) << 4;
b = value[i * 2 + 1]; // Low 4 bits.
val += (b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7);
result[i] = checked((byte)val);
}
return result;
}
}
}
不安全版本适用于那些喜欢性能且不怕不安全的人。ToHex快35%，FromHex快10%。
public static class HexUnsafeHelper
{
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static unsafe string ToHex(this byte[] value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
const string alphabet = @"0123456789ABCDEF";
string result = new string(' ', checked(value.Length * 2));
fixed (char* alphabetPtr = alphabet)
fixed (char* resultPtr = result)
{
char* ptr = resultPtr;
unchecked
{
for (int i = 0; i < value.Length; i++)
{
*ptr++ = *(alphabetPtr + (value[i] >> 4));
*ptr++ = *(alphabetPtr + (value[i] & 0xF));
}
}
}
return result;
}
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static unsafe byte[] FromHex(this string value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
if (value.Length % 2 != 0)
throw new ArgumentException("Hexadecimal value length must be even.", "value");
unchecked
{
byte[] result = new byte[value.Length / 2];
fixed (char* valuePtr = value)
{
char* valPtr = valuePtr;
for (int i = 0; i < result.Length; i++)
{
// 0(48) - 9(57) -> 0 - 9
// A(65) - F(70) -> 10 - 15
int b = *valPtr++; // High 4 bits.
int val = ((b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7)) << 4;
b = *valPtr++; // Low 4 bits.
val += (b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7);
result[i] = checked((byte)val);
}
}
return result;
}
}
}
顺便提一下对于每次调用的转换函数错误时初始化字母表的基准测试，字母表必须是常量（对于字符串）或静态只读（对于字符[]）。然后，基于字母表的字节[]到字符串的转换变得和字节操作版本一样快。
当然，测试必须在Release中编译（带有优化），并关闭调试选项“抑制JIT优化”（如果代码必须可调试，则“仅启用我的代码”也是如此）。
其他回答
在编写加密代码时，通常避免依赖数据的分支和表查找，以确保运行时不依赖于数据，因为依赖数据的计时可能会导致侧通道攻击。
它也很快。
static string ByteToHexBitFiddle(byte[] bytes)
{
char[] c = new char[bytes.Length * 2];
int b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
b = bytes[i] >> 4;
c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
b = bytes[i] & 0xF;
c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
}
return new string(c);
}
Ph'nglui mglw'naph Cthulhu R'lieh wgah'nagl fhtagn公司
你们这些进入这里的人，放弃一切希望吧
一个奇怪的拨弄解释：
bytes[i]>>4提取字节的高位半字节bytes[i]&0xF提取字节的低位半字节b-10对于值b<10，为<0，将变为十进制数字对于值b>10，为>=0，这将成为从a到F的字母。在有符号32位整数上使用i>>31可以提取符号，这得益于符号扩展。当i<0时为-1，当i>=0时为0。结合2）和3），表明（b-10）>>31将是字母0，数字-1。看看字母的大小写，最后一个被加数变为0，b在10到15的范围内。我们希望将其映射到A（65）到F（70），这意味着添加55（'A'-10）。看看数字的情况，我们希望调整最后一个被加数，使其将b从范围0到9映射到范围0（48）到9（57）。这意味着它需要变为-7（'0'-55）。现在我们可以乘以7。但由于-1由所有位表示为1，因此我们可以改用&-7，因为（0&-7）==0和（-1&-7）==-7。
进一步考虑：
我没有使用第二个循环变量来索引c，因为测量表明从I计算它更便宜。正好使用i<bytes.Length作为循环的上限允许JITter消除对bytes[i]的边界检查，所以我选择了这个变量。将b设为int允许不必要的从和到字节的转换。
另一种方法是使用stackaloc来降低GC内存压力：
static string ByteToHexBitFiddle(byte[] bytes)
{
var c = stackalloc char[bytes.Length * 2 + 1];
int b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; ++i)
{
b = bytes[i] >> 4;
c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
b = bytes[i] & 0xF;
c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
}
c[bytes.Length * 2 ] = '\0';
return new string(c);
}
可以使用从.NET 5开始的Convert.ToHexString。还有一个用于反向操作的方法：Convert.FromHexString。
对于较旧版本的.NET，您可以使用：
public static string ByteArrayToString(byte[] ba)
{
StringBuilder hex = new StringBuilder(ba.Length * 2);
foreach (byte b in ba)
hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
return hex.ToString();
}
or:
public static string ByteArrayToString(byte[] ba)
{
return BitConverter.ToString(ba).Replace("-","");
}
举个例子，这里有更多的方法。
反向转换如下：
public static byte[] StringToByteArray(String hex)
{
int NumberChars = hex.Length;
byte[] bytes = new byte[NumberChars / 2];
for (int i = 0; i < NumberChars; i += 2)
bytes[i / 2] = Convert.ToByte(hex.Substring(i, 2), 16);
return bytes;
}
使用Substring是与Convert.ToByte结合使用的最佳选项。有关详细信息，请参阅此答案。如果需要更好的性能，必须避免Convert.ToByte，然后才能删除SubString。
这里不想赘述很多答案，但我发现了一个十六进制字符串解析器的相当优化（比公认的好4.5倍）、简单的实现。首先，我的测试输出（第一批是我的实现）：
Give me that string:
04c63f7842740c77e545bb0b2ade90b384f119f6ab57b680b7aa575a2f40939f
Time to parse 100,000 times: 50.4192 ms
Result as base64: BMY/eEJ0DHflRbsLKt6Qs4TxGfarV7aAt6pXWi9Ak58=
BitConverter'd: 04-C6-3F-78-42-74-0C-77-E5-45-BB-0B-2A-DE-90-B3-84-F1-19-F6-AB-5
7-B6-80-B7-AA-57-5A-2F-40-93-9F
Accepted answer: (StringToByteArray)
Time to parse 100000 times: 233.1264ms
Result as base64: BMY/eEJ0DHflRbsLKt6Qs4TxGfarV7aAt6pXWi9Ak58=
BitConverter'd: 04-C6-3F-78-42-74-0C-77-E5-45-BB-0B-2A-DE-90-B3-84-F1-19-F6-AB-5
7-B6-80-B7-AA-57-5A-2F-40-93-9F
With Mono's implementation:
Time to parse 100000 times: 777.2544ms
Result as base64: BMY/eEJ0DHflRbsLKt6Qs4TxGfarV7aAt6pXWi9Ak58=
BitConverter'd: 04-C6-3F-78-42-74-0C-77-E5-45-BB-0B-2A-DE-90-B3-84-F1-19-F6-AB-5
7-B6-80-B7-AA-57-5A-2F-40-93-9F
With SoapHexBinary:
Time to parse 100000 times: 845.1456ms
Result as base64: BMY/eEJ0DHflRbsLKt6Qs4TxGfarV7aAt6pXWi9Ak58=
BitConverter'd: 04-C6-3F-78-42-74-0C-77-E5-45-BB-0B-2A-DE-90-B3-84-F1-19-F6-AB-5
7-B6-80-B7-AA-57-5A-2F-40-93-9F
base64和“BitConverter'd”行用于测试正确性。请注意，它们是相等的。
实施：
public static byte[] ToByteArrayFromHex(string hexString)
{
if (hexString.Length % 2 != 0) throw new ArgumentException("String must have an even length");
var array = new byte[hexString.Length / 2];
for (int i = 0; i < hexString.Length; i += 2)
{
array[i/2] = ByteFromTwoChars(hexString[i], hexString[i + 1]);
}
return array;
}
private static byte ByteFromTwoChars(char p, char p_2)
{
byte ret;
if (p <= '9' && p >= '0')
{
ret = (byte) ((p - '0') << 4);
}
else if (p <= 'f' && p >= 'a')
{
ret = (byte) ((p - 'a' + 10) << 4);
}
else if (p <= 'F' && p >= 'A')
{
ret = (byte) ((p - 'A' + 10) << 4);
} else throw new ArgumentException("Char is not a hex digit: " + p,"p");
if (p_2 <= '9' && p_2 >= '0')
{
ret |= (byte) ((p_2 - '0'));
}
else if (p_2 <= 'f' && p_2 >= 'a')
{
ret |= (byte) ((p_2 - 'a' + 10));
}
else if (p_2 <= 'F' && p_2 >= 'A')
{
ret |= (byte) ((p_2 - 'A' + 10));
} else throw new ArgumentException("Char is not a hex digit: " + p_2, "p_2");
return ret;
}
我尝试了一些不安全的东西，并将（显然是冗余的）字符移动到另一个方法来蚕食if序列，但这是最快的。
（我承认这回答了一半的问题。我觉得字符串->字节[]转换不足，而字节[]->字符串角度似乎被很好地覆盖了。因此，这个答案。）
static string ByteArrayToHexViaLookupPerByte2(byte[] bytes)
{
var result3 = new uint[bytes.Length];
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
result3[i] = _Lookup32[bytes[i]];
var handle = GCHandle.Alloc(result3, GCHandleType.Pinned);
try
{
var result = Marshal.PtrToStringUni(handle.AddrOfPinnedObject(), bytes.Length * 2);
return result;
}
finally
{
handle.Free();
}
}
在我的测试中，这个函数总是不安全实现之后的第二个条目。
不幸的是，测试台不太可靠。。。如果你多次运行它，列表会被打乱，以至于谁知道在不安全之后哪个才是最快的！它没有考虑预热、jit编译时间和GC性能影响。我很想重写它以获得更多信息，但我真的没有时间。
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