用@CodesInChaus补充答案（反向方法）

public static byte[] HexToByteUsingByteManipulation(string s)
{
    byte[] bytes = new byte[s.Length / 2];
    for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
    {
        int hi = s[i*2] - 65;
        hi = hi + 10 + ((hi >> 31) & 7);

        int lo = s[i*2 + 1] - 65;
        lo = lo + 10 + ((lo >> 31) & 7) & 0x0f;

        bytes[i] = (byte) (lo | hi << 4);
    }
    return bytes;
}

说明：

&0x0f还支持小写字母

hi=hi+10+（（hi>>31）&7）；与以下内容相同：

hi=ch-65+10+（（ch-65）>>31）&7）；

对于“0”9’与hi＝ch-65+10+7相同；其为hi＝ch-48（这是因为0xffffff&7）。

对于“A”F’为hi=ch-65+10；（这是因为0x00000000&7）。

对于“a”我们必须使用大数字，所以我们必须通过使用&0x0f使某些位为0，从默认版本中减去32。

65是“A”的代码

48是“0”的代码

7是ASCII表中“9”和“A”之间的字母数（…456789:；<=>？@ABCD…）。

您可以使用BitConverter.ToString方法：

byte[] bytes = {0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256}
Console.WriteLine( BitConverter.ToString(bytes));

输出：

00-01-02-04-08-10-20-40-80-FF

更多信息：BitConverter.ToString方法（Byte[]）

用@CodesInChaus补充答案（反向方法）

public static byte[] HexToByteUsingByteManipulation(string s)
{
    byte[] bytes = new byte[s.Length / 2];
    for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
    {
        int hi = s[i*2] - 65;
        hi = hi + 10 + ((hi >> 31) & 7);

        int lo = s[i*2 + 1] - 65;
        lo = lo + 10 + ((lo >> 31) & 7) & 0x0f;

        bytes[i] = (byte) (lo | hi << 4);
    }
    return bytes;
}

说明：

&0x0f还支持小写字母

hi=hi+10+（（hi>>31）&7）；与以下内容相同：

hi=ch-65+10+（（ch-65）>>31）&7）；

对于“0”9’与hi＝ch-65+10+7相同；其为hi＝ch-48（这是因为0xffffff&7）。

对于“A”F’为hi=ch-65+10；（这是因为0x00000000&7）。

对于“a”我们必须使用大数字，所以我们必须通过使用&0x0f使某些位为0，从默认版本中减去32。

65是“A”的代码

48是“0”的代码

7是ASCII表中“9”和“A”之间的字母数（…456789:；<=>？@ABCD…）。

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);
    }

有一个简单的一行解决方案尚未提及，它将十六进制字符串转换为字节数组（我们不在乎这里的否定解释，因为这无关紧要）：

BigInteger.Parse(str, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber).ToByteArray().Reverse().ToArray();

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。