// a safe version of the lookup solution:       

    public static string ByteArrayToHexViaLookup32Safe(byte[] bytes, bool withZeroX)
    {
        if (bytes.Length == 0)
        {
            return withZeroX ? "0x" : "";
        }

        int length = bytes.Length * 2 + (withZeroX ? 2 : 0);
        StateSmall stateToPass = new StateSmall(bytes, withZeroX);
        return string.Create(length, stateToPass, (chars, state) =>
        {
            int offset0x = 0;
            if (state.WithZeroX)
            {
                chars[0] = '0';
                chars[1] = 'x';
                offset0x += 2;
            }

            Span<uint> charsAsInts = MemoryMarshal.Cast<char, uint>(chars.Slice(offset0x));
            int targetLength = state.Bytes.Length;
            for (int i = 0; i < targetLength; i += 1)
            {
                uint val = Lookup32[state.Bytes[i]];
                charsAsInts[i] = val;
            }
        });
    }

    private struct StateSmall
    {
        public StateSmall(byte[] bytes, bool withZeroX)
        {
            Bytes = bytes;
            WithZeroX = withZeroX;
        }

        public byte[] Bytes;
        public bool WithZeroX;
    }

.NET 5已添加Convert.ToHexString方法。

对于使用旧版本.NET的用户

internal static class ByteArrayExtensions
{
    
    public static string ToHexString(this byte[] bytes, Casing casing = Casing.Upper)
    {
        Span<char> result = stackalloc char[0];
        if (bytes.Length > 16)
        {
            var array = new char[bytes.Length * 2];
            result = array.AsSpan();
        }
        else
        {
            result = stackalloc char[bytes.Length * 2];
        }

        int pos = 0;
        foreach (byte b in bytes)
        {
            ToCharsBuffer(b, result, pos, casing);
            pos += 2;
        }

        return result.ToString();
    }

    private static void ToCharsBuffer(byte value, Span<char> buffer, int startingIndex = 0, Casing casing = Casing.Upper)
    {
        uint difference = (((uint)value & 0xF0U) << 4) + ((uint)value & 0x0FU) - 0x8989U;
        uint packedResult = ((((uint)(-(int)difference) & 0x7070U) >> 4) + difference + 0xB9B9U) | (uint)casing;

        buffer[startingIndex + 1] = (char)(packedResult & 0xFF);
        buffer[startingIndex] = (char)(packedResult >> 8);
    }
}

public enum Casing : uint
{
    // Output [ '0' .. '9' ] and [ 'A' .. 'F' ].
    Upper = 0,

    // Output [ '0' .. '9' ] and [ 'a' .. 'f' ].
    Lower = 0x2020U,
}

改编自.NET存储库https://github.com/dotnet/runtime/blob/v5.0.3/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Convert.cshttps://github.com/dotnet/runtime/blob/v5.0.3/src/libraries/Common/src/System/HexConverter.cs

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);
}

这是我的尝试。我创建了一对扩展类来扩展字符串和字节。在大文件测试中，性能与Byte Manipulation 2相当。

下面的ToHexString代码是查找和移位算法的优化实现。它与Behrooz的方法几乎相同，但使用foreach进行迭代，计数器比显式索引更快。

在我的机器上，它排在Byte Manipulation 2之后，排在第二位，是非常可读的代码。以下测试结果也值得关注：

ToHexStringCharArrayWithCharArrayLookup：41589.69平均刻度（超过1000次），1.5倍ToHexStringCharArrayWithStringLookup:50764.06平均滴答（超过1000次），1.2XToHexStringStringBuilderWithCharArrayLookup:62812.87平均滴答（超过1000次），1.0X

根据上述结果，可以得出以下结论：

索引到字符串以执行查找与char数组在大型文件测试中非常重要。使用已知容量的StringBuilder与使用字符的惩罚创建字符串的已知大小的数组甚至更重要。

代码如下：

using System;

namespace ConversionExtensions
{
    public static class ByteArrayExtensions
    {
        private readonly static char[] digits = new char[] { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };

        public static string ToHexString(this byte[] bytes)
        {
            char[] hex = new char[bytes.Length * 2];
            int index = 0;

            foreach (byte b in bytes)
            {
                hex[index++] = digits[b >> 4];
                hex[index++] = digits[b & 0x0F];
            }

            return new string(hex);
        }
    }
}


using System;
using System.IO;

namespace ConversionExtensions
{
    public static class StringExtensions
    {
        public static byte[] ToBytes(this string hexString)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(hexString) && hexString.Length % 2 != 0)
            {
                throw new FormatException("Hexadecimal string must not be empty and must contain an even number of digits to be valid.");
            }

            hexString = hexString.ToUpperInvariant();
            byte[] data = new byte[hexString.Length / 2];

            for (int index = 0; index < hexString.Length; index += 2)
            {
                int highDigitValue = hexString[index] <= '9' ? hexString[index] - '0' : hexString[index] - 'A' + 10;
                int lowDigitValue = hexString[index + 1] <= '9' ? hexString[index + 1] - '0' : hexString[index + 1] - 'A' + 10;

                if (highDigitValue < 0 || lowDigitValue < 0 || highDigitValue > 15 || lowDigitValue > 15)
                {
                    throw new FormatException("An invalid digit was encountered. Valid hexadecimal digits are 0-9 and A-F.");
                }
                else
                {
                    byte value = (byte)((highDigitValue << 4) | (lowDigitValue & 0x0F));
                    data[index / 2] = value;
                }
            }

            return data;
        }
    }
}

下面是当我将代码放在我机器上的@patridge测试项目中时得到的测试结果。我还添加了一个从十六进制转换为字节数组的测试。使用我的代码的测试运行是ByteArrayToHexViaOptimizedLookupAndShift和HexToByteArrayViaByteManipulation。HexToByteArrayViaConvertToByte取自XXXX。HexToByteArrayViaSoapHexBinary是@Mykroft的答案。

Intel Pentium III Xeon处理器核心：4<br/>当前时钟速度：1576<br/>最大时钟速度：3092<br/>将字节数组转换为十六进制字符串表示ByteArrayToHexViaByteManipulation2:39366.64平均滴答（超过1000次），22.4倍ByteArrayToHexViaOptimizedLookupAndShift：41588.64平均刻度（超过1000次），21.2倍ByteArrayToHexViaLookup：55509.56次平均点击（超过1000次），15.9倍ByteArrayToHexViaByteManipulation:65349.12平均刻度（超过1000次），13.5XByteArrayToHexViaLookupAndShift：86926.87平均刻度（超过1000运行），10.2XByteArrayToHexStringViaBitConverter:平均139353.73滴答声（超过1000次），6.3XByteArrayToHexViaSoapHexBinary：314598.77平均刻度（超过1000次），2.8XByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachByteToString:344264.63平均刻度（超过1000次），2.6XByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateByteToString:382623.44平均滴答声（超过1000次），2.3XByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachAppend格式：818111.95平均滴答声（超过1000次），1.1倍ByteArrayToHexStringViaStringConcatArray ConvertAll:839424.84平均值滴答声（超过1000次），1.1XByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateAppend格式：867303.98平均刻度（超过1000次），1.0XByteArrayToHexStringViaStringJoinArray ConvertAll:平均882710.28滴答声（超过1000次），1.0X

未针对速度进行优化，但比大多数答案（.NET 4.0）更LINQy：

<Extension()>
Public Function FromHexToByteArray(hex As String) As Byte()
    hex = If(hex, String.Empty)
    If hex.Length Mod 2 = 1 Then hex = "0" & hex
    Return Enumerable.Range(0, hex.Length \ 2).Select(Function(i) Convert.ToByte(hex.Substring(i * 2, 2), 16)).ToArray
End Function

<Extension()>
Public Function ToHexString(bytes As IEnumerable(Of Byte)) As String
    Return String.Concat(bytes.Select(Function(b) b.ToString("X2")))
End Function

从.NET 5 RC2开始，您可以使用：

Convert.ToHexString（byte[]inArray），返回字符串和Convert.FromHexString（字符串s），返回字节[]。

可以使用跨度参数的重载。