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
Waleed Eissa代码的逆函数（十六进制字符串到字节数组）：
public static byte[] HexToBytes(this string hexString)
{
byte[] b = new byte[hexString.Length / 2];
char c;
for (int i = 0; i < hexString.Length / 2; i++)
{
c = hexString[i * 2];
b[i] = (byte)((c < 0x40 ? c - 0x30 : (c < 0x47 ? c - 0x37 : c - 0x57)) << 4);
c = hexString[i * 2 + 1];
b[i] += (byte)(c < 0x40 ? c - 0x30 : (c < 0x47 ? c - 0x37 : c - 0x57));
}
return b;
}
Waleed Eissa功能，支持小写：
public static string BytesToHex(this byte[] barray, bool toLowerCase = true)
{
byte addByte = 0x37;
if (toLowerCase) addByte = 0x57;
char[] c = new char[barray.Length * 2];
byte b;
for (int i = 0; i < barray.Length; ++i)
{
b = ((byte)(barray[i] >> 4));
c[i * 2] = (char)(b > 9 ? b + addByte : b + 0x30);
b = ((byte)(barray[i] & 0xF));
c[i * 2 + 1] = (char)(b > 9 ? b + addByte : b + 0x30);
}
return new string(c);
}
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。
这个问题也可以使用查找表来解决。这将需要编码器和解码器的少量静态存储器。然而，这种方法很快：
编码器表512字节或1024字节（两次大小写（如果是大写和小写）需要）解码器表256字节或64 KiB（单个字符查找或双字符查找）
我的解决方案使用1024字节作为编码表，256字节用于解码。
解码
private static readonly byte[] LookupTable = new byte[] {
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
};
private static byte Lookup(char c)
{
var b = LookupTable[c];
if (b == 255)
throw new IOException("Expected a hex character, got " + c);
return b;
}
public static byte ToByte(char[] chars, int offset)
{
return (byte)(Lookup(chars[offset]) << 4 | Lookup(chars[offset + 1]));
}
编码
private static readonly char[][] LookupTableUpper;
private static readonly char[][] LookupTableLower;
static Hex()
{
LookupTableLower = new char[256][];
LookupTableUpper = new char[256][];
for (var i = 0; i < 256; i++)
{
LookupTableLower[i] = i.ToString("x2").ToCharArray();
LookupTableUpper[i] = i.ToString("X2").ToCharArray();
}
}
public static char[] ToCharLower(byte[] b, int bOffset)
{
return LookupTableLower[b[bOffset]];
}
public static char[] ToCharUpper(byte[] b, int bOffset)
{
return LookupTableUpper[b[bOffset]];
}
比较
StringBuilderToStringFromBytes: 106148
BitConverterToStringFromBytes: 15783
ArrayConvertAllToStringFromBytes: 54290
ByteManipulationToCharArray: 8444
TableBasedToCharArray: 5651 *
*这个解决方案
Note
在解码过程中，可能会发生IOException和IndexOutOfRangeException（如果字符的值太高>256）。应该实现对流或数组进行去/编码的方法，这只是概念的证明。
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）。
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);
}
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）。
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