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
我想出了一个不同的代码,它可以容忍额外的字符(空格、破折号…)。它的灵感主要来自这里一些可以接受的快速答案。它允许解析以下“文件”
00-aa-84-fb
12 32 FF CD
12 00
12_32_FF_CD
1200d5e68a
/// <summary>Reads a hex string into bytes</summary>
public static IEnumerable<byte> HexadecimalStringToBytes(string hex) {
if (hex == null)
throw new ArgumentNullException(nameof(hex));
char c, c1 = default(char);
bool hasc1 = false;
unchecked {
for (int i = 0; i < hex.Length; i++) {
c = hex[i];
bool isValid = 'A' <= c && c <= 'f' || 'a' <= c && c <= 'f' || '0' <= c && c <= '9';
if (!hasc1) {
if (isValid) {
hasc1 = true;
}
} else {
hasc1 = false;
if (isValid) {
yield return (byte)((GetHexVal(c1) << 4) + GetHexVal(c));
}
}
c1 = c;
}
}
}
/// <summary>Reads a hex string into a byte array</summary>
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray(string hex)
{
if (hex == null)
throw new ArgumentNullException(nameof(hex));
var bytes = new List<byte>(hex.Length / 2);
foreach (var item in HexadecimalStringToBytes(hex)) {
bytes.Add(item);
}
return bytes.ToArray();
}
private static byte GetHexVal(char val)
{
return (byte)(val - (val < 0x3A ? 0x30 : val < 0x5B ? 0x37 : 0x57));
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^
// digits 0-9 upper char A-Z a-z
}
复制时请参考完整代码。包括单元测试。
有些人可能会说它对额外的字符太宽容了。因此,不要依赖此代码来执行验证(或更改)。
其他回答
如果性能很重要,这里有一个优化的解决方案:
static readonly char[] _hexDigits = "0123456789abcdef".ToCharArray();
public static string ToHexString(this byte[] bytes)
{
char[] digits = new char[bytes.Length * 2];
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
{
int d1, d2;
d1 = Math.DivRem(bytes[i], 16, out d2);
digits[2 * i] = _hexDigits[d1];
digits[2 * i + 1] = _hexDigits[d2];
}
return new string(digits);
}
它比BitConverter.ToString快2.5倍,比BitConverter.ToString+删除“-”字符快7倍。
有一个名为SoapHexBinary的类,它完全符合您的需要。
using System.Runtime.Remoting.Metadata.W3cXsd2001;
public static byte[] GetStringToBytes(string value)
{
SoapHexBinary shb = SoapHexBinary.Parse(value);
return shb.Value;
}
public static string GetBytesToString(byte[] value)
{
SoapHexBinary shb = new SoapHexBinary(value);
return shb.ToString();
}
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
我猜它的速度值16个额外的字节。
static char[] hexes = new char[]{'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};
public static string ToHexadecimal (this byte[] Bytes)
{
char[] Result = new char[Bytes.Length << 1];
int Offset = 0;
for (int i = 0; i != Bytes.Length; i++) {
Result[Offset++] = hexes[Bytes[i] >> 4];
Result[Offset++] = hexes[Bytes[i] & 0x0F];
}
return new string(Result);
}
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);
}
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