如何在.NET(C#)中将字符串转换为字节[]而不手动指定特定编码?

我要加密字符串。我可以在不进行转换的情况下对其进行加密,但我仍然想知道为什么编码会在这里发挥作用。

此外,为什么还要考虑编码?我不能简单地获取字符串存储的字节数吗?为什么依赖字符编码?


当前回答

嗯,我读过所有的答案,它们都是关于使用编码或关于删除未配对代理的序列化。

例如,如果字符串来自SQL Server,它是从存储例如密码哈希的字节数组构建的,这就很糟糕了。如果我们从中删除任何内容,它将存储一个无效的哈希,如果我们想将其存储在XML中,我们希望保持它的完整性(因为XML编写器会在它找到的任何未配对代理上删除一个异常)。

所以我在这种情况下使用了字节数组的Base64编码,但是在互联网上,只有一种解决方案是C#,而且它有bug,而且只有一种方法,所以我已经修复了bug并编写了返回过程。给你,未来的谷歌人:

public static byte[] StringToBytes(string str)
{
    byte[] data = new byte[str.Length * 2];
    for (int i = 0; i < str.Length; ++i)
    {
        char ch = str[i];
        data[i * 2] = (byte)(ch & 0xFF);
        data[i * 2 + 1] = (byte)((ch & 0xFF00) >> 8);
    }

    return data;
}

public static string StringFromBytes(byte[] arr)
{
    char[] ch = new char[arr.Length / 2];
    for (int i = 0; i < ch.Length; ++i)
    {
        ch[i] = (char)((int)arr[i * 2] + (((int)arr[i * 2 + 1]) << 8));
    }
    return new String(ch);
}

其他回答

我不确定,但我认为字符串将其信息存储为一个Chars数组,这对字节来说效率很低。具体来说,Char的定义是“表示Unicode字符”。

以以下示例为例:

String str = "asdf éß";
String str2 = "asdf gh";
EncodingInfo[] info =  Encoding.GetEncodings();
foreach (EncodingInfo enc in info)
{
    System.Console.WriteLine(enc.Name + " - " 
      + enc.GetEncoding().GetByteCount(str)
      + enc.GetEncoding().GetByteCount(str2));
}

请注意,在这两种情况下,Unicode答案都是14个字节,而UTF-8答案第一种只有9个字节,第二种只有7个字节。

因此,如果您只想要字符串所使用的字节,只需使用Encoding.Unicode,但存储空间会很低。

由于以下事实,字符串可以通过几种不同的方式转换为字节数组:.NET支持Unicode,Unicode标准化了几种称为UTF的不同编码。它们具有不同长度的字节表示,但在这个意义上是等价的,即当字符串被编码时,它可以被编码回字符串,但如果字符串用一个UTF编码,并且在不同UTF的假设下解码,如果可能会出错。

此外,.NET支持非Unicode编码,但它们在一般情况下无效(只有在实际字符串(如ASCII)中使用有限的Unicode代码点子集时才有效)。在内部,.NET支持UTF-16,但对于流表示,通常使用UTF-8。它也是互联网的事实标准。

毫不奇怪,System.Text.Encoding类是一个抽象类,它支持将字符串序列化为字节数组和反序列化;它的派生类支持具体编码:ASCIIEncoding和四个UTF(System.Text.UnicodeEncoding支持UTF-16)

参考此链接。

对于使用System.Text.Encoding.GetBytes对字节数组进行序列化。对于反向操作,使用System.Text.Encoding.GGetChars。此函数返回字符数组,因此要获取字符串,请使用字符串构造函数System.string(char[])。请参阅本页。

例子:

string myString = //... some string

System.Text.Encoding encoding = System.Text.Encoding.UTF8; //or some other, but prefer some UTF is Unicode is used
byte[] bytes = encoding.GetBytes(myString);

//next lines are written in response to a follow-up questions:

myString = new string(encoding.GetChars(bytes));
byte[] bytes = encoding.GetBytes(myString);
myString = new string(encoding.GetChars(bytes));
byte[] bytes = encoding.GetBytes(myString);

//how many times shall I repeat it to show there is a round-trip? :-)

可以使用以下代码将字符串转换为.NET中的字节数组

string s_unicode = "abcéabc";
byte[] utf8Bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(s_unicode);

最快的方式

public static byte[] GetBytes(string text)
{
    return System.Text.ASCIIEncoding.UTF8.GetBytes(text);
}

编辑正如Makotosan所说,这是现在最好的方式:

Encoding.UTF8.GetBytes(text)

随着C#7.2发布的Span<T>的出现,将字符串的底层内存表示捕获到托管字节数组中的规范技术是:

byte[] bytes = "rubbish_\u9999_string".AsSpan().AsBytes().ToArray();

将其转换回去应该是一件不容易的事,因为这意味着您实际上正在以某种方式解释数据,但为了完整性:

string s;
unsafe
{
    fixed (char* f = &bytes.AsSpan().NonPortableCast<byte, char>().DangerousGetPinnableReference())
    {
        s = new string(f);
    }
}

NonPortableCast和DangerousGetPinnableReference这两个名称应该进一步证明您可能不应该这样做。

注意,使用Span<T>需要安装System.Memory NuGet包。

无论如何,实际的原始问题和后续评论暗示底层内存没有被“解释”(我假设这意味着没有修改或读取,超出了按原样编写的需要),这表明应该使用Stream类的某些实现,而不是将数据作为字符串进行推理。