这是我的纯二进制解决方案，不需要库查找，也支持大写/小写：

public static String encode(byte[] bytes, boolean uppercase) {
    char[] result = new char[2 * bytes.length];
    for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
        byte word = bytes[i];
        byte left = (byte) ((0XF0 & word) >>> 4);
        byte right = (byte) ((byte) 0X0F & word);

        int resultIndex = i * 2;
        result[resultIndex] = encode(left, uppercase);
        result[resultIndex + 1] = encode(right, uppercase);
    }
    return new String(result);
}

public static char encode(byte value, boolean uppercase) {
    int characterCase = uppercase ? 0 : 32;
    if (value > 15 || value < 0) {
        return '0';
    }
    if (value > 9) {
        return (char) (value + 0x37 | characterCase);
    }
    return (char) (value + 0x30);
}

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。

下面还通过允许本机小写选项扩展了这里的优秀答案，并且还处理null或空输入，并使其成为扩展方法。

    /// <summary>
    /// Converts the byte array to a hex string very fast. Excellent job
    /// with code lightly adapted from 'community wiki' here: https://stackoverflow.com/a/14333437/264031
    /// (the function was originally named: ByteToHexBitFiddle). Now allows a native lowerCase option
    /// to be input and allows null or empty inputs (null returns null, empty returns empty).
    /// </summary>
    public static string ToHexString(this byte[] bytes, bool lowerCase = false)
    {
        if (bytes == null)
            return null;
        else if (bytes.Length == 0)
            return "";

        char[] c = new char[bytes.Length * 2];

        int b;
        int xAddToAlpha = lowerCase ? 87 : 55;
        int xAddToDigit = lowerCase ? -39 : -7;

        for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {

            b = bytes[i] >> 4;
            c[i * 2] = (char)(xAddToAlpha + b + (((b - 10) >> 31) & xAddToDigit));

            b = bytes[i] & 0xF;
            c[i * 2 + 1] = (char)(xAddToAlpha + b + (((b - 10) >> 31) & xAddToDigit));
        }

        string val = new string(c);
        return val;
    }

    public static string ToHexString(this IEnumerable<byte> bytes, bool lowerCase = false)
    {
        if (bytes == null)
            return null;
        byte[] arr = bytes.ToArray();
        return arr.ToHexString(lowerCase);
    }

将byte[]转换为十六进制字符串-基准测试/性能分析

更新日期：2022-04-17

从.NET 5开始，您应该使用Convert.ToHexString（bytes[]）！

using System;
string result = Convert.ToHexString(bytesToConvert);

关于此排行榜和基准

Thymine的比较似乎过时且不完整，尤其是在.NET 5及其Convert.ToHexString之后，所以我决定~~从字节到十六进制字符串的兔子洞~~创建一个新的、更新的比较，其中包含这两个问题的答案中的更多方法。

我使用的是BencharkDotNet，而不是定制的基准测试脚本，这有望使结果更准确。请记住，微观基准测试永远不能代表实际情况，您应该进行测试。

我在AMD Ryzen 5800H的Linux上运行了这些基准测试，内核为5.15.32，内存为2x8 GB DDR4@2133 MHz。请注意，完成整个基准测试可能需要很多时间——在我的机器上大约需要40分钟。

大写输出与小写输出

所有提到的方法（除非另有说明）都只关注UPPERCASE输出。这意味着输出将看起来像B33F69，而不是B33F69。

Convert.ToHexString的输出始终为大写。不过，值得庆幸的是，与ToLower（）配合使用时，性能并没有显著下降，尽管这两种不安全的方法都会更快。

在某些方法中（尤其是具有位运算符魔力的方法），有效地将字符串小写可能是一个挑战，但在大多数情况下，将参数X2更改为X2或将映射中的字母从大写更改为小写就足够了。

排行榜

按平均值N=100排序。参考点是StringBuilderForEachByte方法。

结论

ConvertToHexString方法无疑是目前最快的方法，在我看来，如果您有选择的话，应该始终使用它-它既快速又干净。

using System;

string result = Convert.ToHexString(bytesToConvert);

如果没有，我决定在下面强调另外两种我认为值得使用的方法。我决定不强调不安全的方法，因为这样的代码可能不仅是不安全的，而且我合作过的大多数项目都不允许这样的代码。

值得一提

第一个是LookupPerByteSpan。从这个答案中可以看出，该代码与LookupPerBytebyCodesInChaos中的代码几乎相同。这是最快且不安全的基准方法。原始版本和本版本之间的区别在于，对更短的输入使用堆栈分配（最多512字节）。这使得该方法在这些输入上快10%左右，但在较大的输入上慢5%左右。由于我使用的大多数数据都比大数据短，所以我选择了这个。LookupSpanPerByteSpan也非常快，但与所有其他方法相比，其ReadOnlySpan<byte>映射的代码大小太大。

private static readonly uint[] Lookup32 = Enumerable.Range(0, 256).Select(i =>
{
    string s = i.ToString("X2");
    return s[0] + ((uint)s[1] << 16);
}).ToArray();

public string ToHexString(byte[] bytes)
{
    var result = bytes.Length * 2 <= 1024
        ? stackalloc char[bytes.Length * 2]
        : new char[bytes.Length * 2];

    for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
    {
        var val = Lookup32[bytes[i]];
        result[2 * i] = (char)val;
        result[2 * i + 1] = (char)(val >> 16);
    }

    return new string(result);
}

第二个是LookupAndShiftAlphabetSpanMultiply。首先，我想提一下，这是我的创作。然而，我相信这种方法不仅速度很快，而且很容易理解。速度来自于C#7.3中发生的变化，其中声明的ReadOnlyPan＜byte＞方法返回常量数组初始化-新字节｛1，2，3，…｝-被编译为程序的静态数据，因此省略了冗余内存。[来源]

private static ReadOnlySpan<byte> HexAlphabetSpan => new[]
{
    (byte)'0', (byte)'1', (byte)'2', (byte)'3',
    (byte)'4', (byte)'5', (byte)'6', (byte)'7',
    (byte)'8', (byte)'9', (byte)'A', (byte)'B',
    (byte)'C', (byte)'D', (byte)'E', (byte)'F'
};

public static string ToHexString(byte[] bytes)
{
    var res = bytes.Length * 2 <= 1024 ? stackalloc char[bytes.Length * 2] : new char[bytes.Length * 2];

    for (var i = 0; i < bytes.Length; ++i)
    {
        var j = i * 2;
        res[j] = (char)HexAlphabetSpan[bytes[i] >> 4];
        res[j + 1] = (char)HexAlphabetSpan[bytes[i] & 0xF];
    }

    return new string(res);
}

源代码

所有方法的源代码、基准和这个答案都可以在GitHub上的Gist中找到。

具有扩展支持的基本解决方案

public static class Utils
{
    public static byte[] ToBin(this 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;
    }
    public static string ToHex(this byte[] ba)
    {
        return  BitConverter.ToString(ba).Replace("-", "");
    }
}

并像下面那样使用这个类

    byte[] arr1 = new byte[] { 1, 2, 3 };
    string hex1 = arr1.ToHex();
    byte[] arr2 = hex1.ToBin();

如果您希望比BitConverter更灵活，但不希望使用那些笨重的90年代风格的显式循环，那么您可以这样做：

String.Join(String.Empty, Array.ConvertAll(bytes, x => x.ToString("X2")));

或者，如果您使用的是.NET 4.0：

String.Concat(Array.ConvertAll(bytes, x => x.ToString("X2")));

（后者来自对原帖子的评论。）