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
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();
}
其他回答
性能分析
注：2015-08-20新领导。
我通过一些粗略的Stopwatch性能测试运行了各种转换方法，一次使用随机语句（n=61，1000次迭代），另一次使用Project Gutenburg文本（n=1238957，150次迭代）。以下是结果，大致从最快到最慢。所有测量值都以刻度为单位（10000刻度=1毫秒），所有相关注释都与[最慢]StringBuilder实现进行比较。对于所使用的代码，请参阅下面的测试框架repo，我现在在那里维护运行该代码。
免责声明
警告：不要依赖这些统计数据来获取任何具体信息；它们只是样本数据的一个样本运行。如果您确实需要一流的性能，请在代表您生产需求的环境中测试这些方法，并使用代表您将使用的数据。
后果
按字节不安全查找（通过CodesInChaos）（通过空气呼吸器添加到测试报告中）文本：4727.85（105.2X）句子：0.28（99.7X）按字节查找（通过CodesInChaos）文本：10853.96（速度快45.8倍）句子：0.65（快42.7X）字节操作2（通过CodesInChaos）文本：12967.69（38.4X更快）句子：0.73（快37.9倍）字节操作（通过Waleed Eissa）文本：16856.64（快29.5倍）句子：0.70（快39.5倍）查找/轮班（通过Nathan Moinvaziri）文本：23201.23（速度快21.4倍）句子：1.24（快22.3倍）通过半字节查找（通过Brian Lambert）文本：23879.41（速度加快20.8倍）句子：1.15（快23.9倍）BitConverter（通过Tomalak）文本：113269.34（速度快4.4倍）句子：9.98（快2.8倍）｛SoapHexBinary｝.ToString（通过Mykroft）文本：178601.39（速度快2.8倍）句子：10.68（快2.6倍）｛byte｝.ToString（“X2”）（使用foreach）（源自Will Dean的答案）文本：308805.38（速度快2.4倍）句子：16.89（快2.4倍）｛byte｝.ToString（“X2”）（使用｛IEnumerable｝.Agregate，需要System.Linq）（通过Mark）文本：352828.20（快2.1倍）句子：16.87（快2.4倍）Array.ConvertAll（使用string.Join）（通过Will Dean）文本：675451.57（快1.1倍）句子：17.95（快2.2倍）Array.ConvertAll（使用string.Concat，需要.NET 4.0）（通过Will Dean）文本：752078.70（速度快1.0倍）句子：18.28（快2.2倍）｛StringBuilder｝.AppendFormat（使用foreach）（通过Tomalak）文本：672115.77（快1.1倍）句子：36.82（快1.1倍）｛StringBuilder｝.AppendFormat（使用｛IEnumerable｝.Agregate，需要System.Linq）（源自Tomalak的答案）文本：718380.63（速度快1.0倍）句子：39.71（快1.0X）
查找表已经领先于字节操作。基本上，有某种形式的预先计算任何给定的半字节或字节将是十六进制的。然后，当您读取数据时，只需查找下一部分，看看它是什么十六进制字符串。然后以某种方式将该值添加到结果字符串输出中。在很长一段时间里，字节操作是性能最好的方法，而某些开发人员可能更难阅读。
您最好的选择仍然是找到一些具有代表性的数据，并在类似于生产的环境中进行测试。如果您有不同的内存限制，您可能更喜欢分配更少的方法，而不是更快但消耗更多内存的方法。
测试代码
请随意使用我使用的测试代码。此处包含一个版本，但您可以随意克隆回购并添加自己的方法。如果您发现任何有趣的东西或希望帮助改进它使用的测试框架，请提交一个拉取请求。
将新的静态方法（Func<byte[]，string>）添加到/Tests/ConvertByteArrayToHexString/Test.cs。将该方法的名称添加到同一类中的TestCandidate返回值中。通过切换同一类中GenerateTestInput中的注释，确保您正在运行所需的输入版本（句子或文本）。单击F5并等待输出（/bin文件夹中也会生成HTML转储）。
static string ByteArrayToHexStringViaStringJoinArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Join(string.Empty, Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringConcatArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Concat(Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaBitConverter(byte[] bytes) {
string hex = BitConverter.ToString(bytes);
return hex.Replace("-", "");
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateByteToString(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.Append(b.ToString("X2"))).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachByteToString(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.Append(b.ToString("X2"));
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateAppendFormat(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.AppendFormat("{0:X2}", b)).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachAppendFormat(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.AppendFormat("{0:X2}", b);
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation(byte[] bytes) {
char[] c = new char[bytes.Length * 2];
byte b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
b = ((byte)(bytes[i] >> 4));
c[i * 2] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
b = ((byte)(bytes[i] & 0xF));
c[i * 2 + 1] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
}
return new string(c);
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation2(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);
}
static string ByteArrayToHexViaSoapHexBinary(byte[] bytes) {
SoapHexBinary soapHexBinary = new SoapHexBinary(bytes);
return soapHexBinary.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaLookupAndShift(byte[] bytes) {
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
string hexAlphabet = "0123456789ABCDEF";
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexAlphabet[(int)(b >> 4)]);
result.Append(hexAlphabet[(int)(b & 0xF)]);
}
return result.ToString();
}
static readonly uint* _lookup32UnsafeP = (uint*)GCHandle.Alloc(_Lookup32, GCHandleType.Pinned).AddrOfPinnedObject();
static string ByteArrayToHexViaLookup32UnsafeDirect(byte[] bytes) {
var lookupP = _lookup32UnsafeP;
var result = new string((char)0, bytes.Length * 2);
fixed (byte* bytesP = bytes)
fixed (char* resultP = result) {
uint* resultP2 = (uint*)resultP;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
resultP2[i] = lookupP[bytesP[i]];
}
}
return result;
}
static uint[] _Lookup32 = Enumerable.Range(0, 255).Select(i => {
string s = i.ToString("X2");
return ((uint)s[0]) + ((uint)s[1] << 16);
}).ToArray();
static string ByteArrayToHexViaLookupPerByte(byte[] bytes) {
var result = 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);
}
static string ByteArrayToHexViaLookup(byte[] bytes) {
string[] hexStringTable = new string[] {
"00", "01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "0A", "0B", "0C", "0D", "0E", "0F",
"10", "11", "12", "13", "14", "15", "16", "17", "18", "19", "1A", "1B", "1C", "1D", "1E", "1F",
"20", "21", "22", "23", "24", "25", "26", "27", "28", "29", "2A", "2B", "2C", "2D", "2E", "2F",
"30", "31", "32", "33", "34", "35", "36", "37", "38", "39", "3A", "3B", "3C", "3D", "3E", "3F",
"40", "41", "42", "43", "44", "45", "46", "47", "48", "49", "4A", "4B", "4C", "4D", "4E", "4F",
"50", "51", "52", "53", "54", "55", "56", "57", "58", "59", "5A", "5B", "5C", "5D", "5E", "5F",
"60", "61", "62", "63", "64", "65", "66", "67", "68", "69", "6A", "6B", "6C", "6D", "6E", "6F",
"70", "71", "72", "73", "74", "75", "76", "77", "78", "79", "7A", "7B", "7C", "7D", "7E", "7F",
"80", "81", "82", "83", "84", "85", "86", "87", "88", "89", "8A", "8B", "8C", "8D", "8E", "8F",
"90", "91", "92", "93", "94", "95", "96", "97", "98", "99", "9A", "9B", "9C", "9D", "9E", "9F",
"A0", "A1", "A2", "A3", "A4", "A5", "A6", "A7", "A8", "A9", "AA", "AB", "AC", "AD", "AE", "AF",
"B0", "B1", "B2", "B3", "B4", "B5", "B6", "B7", "B8", "B9", "BA", "BB", "BC", "BD", "BE", "BF",
"C0", "C1", "C2", "C3", "C4", "C5", "C6", "C7", "C8", "C9", "CA", "CB", "CC", "CD", "CE", "CF",
"D0", "D1", "D2", "D3", "D4", "D5", "D6", "D7", "D8", "D9", "DA", "DB", "DC", "DD", "DE", "DF",
"E0", "E1", "E2", "E3", "E4", "E5", "E6", "E7", "E8", "E9", "EA", "EB", "EC", "ED", "EE", "EF",
"F0", "F1", "F2", "F3", "F4", "F5", "F6", "F7", "F8", "F9", "FA", "FB", "FC", "FD", "FE", "FF",
};
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexStringTable[b]);
}
return result.ToString();
}
更新（2010-01-13）
添加了瓦利德对分析的回答。速度相当快。
更新（2011-10-05）
为了完整性，添加了string.Concat Array.ConvertAll变量（需要.NET 4.0）。与string.Join版本相同。
更新（2012-02-05）
测试回购包括更多变体，如StringBuilder.Append（b.ToString（“X2”））。没有一个会影响结果。foreach比｛IEnumerable｝更快。例如，Aggregate，但BitConverter仍然获胜。
更新（2012-04-03）
将Mykroft的SoapHexBinary答案添加到分析中，获得第三名。
更新（2013-01-15）
增加了CodesInChaos的字节操作答案，该答案占据了第一位（在大块文本上有很大的空白）。
更新（2013-05-23）
添加了Nathan Moinvaziri的查找答案和Brian Lambert博客中的变体。两者都相当快，但在我使用的测试机器（AMD Phenom 9750）上没有领先。
更新（2014-07-31）
添加了@CodesInChaos基于字节的新查找答案。它似乎在句子测试和全文测试中都处于领先地位。
更新（2015-08-20）
将空气助燃器的优化和不安全变体添加到这个答案的repo中。如果你想在不安全的游戏中玩，你可以在短字符串和大文本上比之前的任何一个冠军获得巨大的性能提升。
从.NET 5 RC2开始，您可以使用：
Convert.ToHexString（byte[]inArray），返回字符串和Convert.FromHexString（字符串s），返回字节[]。
可以使用跨度参数的重载。
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）。
我将参加这个比特拨弄比赛，因为我有一个同样使用比特拨弄来解码十六进制的答案。请注意，使用字符数组可能会更快，因为调用StringBuilder方法也需要时间。
public static String ToHex (byte[] data)
{
int dataLength = data.Length;
// pre-create the stringbuilder using the length of the data * 2, precisely enough
StringBuilder sb = new StringBuilder (dataLength * 2);
for (int i = 0; i < dataLength; i++) {
int b = data [i];
// check using calculation over bits to see if first tuple is a letter
// isLetter is zero if it is a digit, 1 if it is a letter
int isLetter = (b >> 7) & ((b >> 6) | (b >> 5)) & 1;
// calculate the code using a multiplication to make up the difference between
// a digit character and an alphanumerical character
int code = '0' + ((b >> 4) & 0xF) + isLetter * ('A' - '9' - 1);
// now append the result, after casting the code point to a character
sb.Append ((Char)code);
// do the same with the lower (less significant) tuple
isLetter = (b >> 3) & ((b >> 2) | (b >> 1)) & 1;
code = '0' + (b & 0xF) + isLetter * ('A' - '9' - 1);
sb.Append ((Char)code);
}
return sb.ToString ();
}
public static byte[] FromHex (String hex)
{
// pre-create the array
int resultLength = hex.Length / 2;
byte[] result = new byte[resultLength];
// set validity = 0 (0 = valid, anything else is not valid)
int validity = 0;
int c, isLetter, value, validDigitStruct, validDigit, validLetterStruct, validLetter;
for (int i = 0, hexOffset = 0; i < resultLength; i++, hexOffset += 2) {
c = hex [hexOffset];
// check using calculation over bits to see if first char is a letter
// isLetter is zero if it is a digit, 1 if it is a letter (upper & lowercase)
isLetter = (c >> 6) & 1;
// calculate the tuple value using a multiplication to make up the difference between
// a digit character and an alphanumerical character
// minus 1 for the fact that the letters are not zero based
value = ((c & 0xF) + isLetter * (-1 + 10)) << 4;
// check validity of all the other bits
validity |= c >> 7; // changed to >>, maybe not OK, use UInt?
validDigitStruct = (c & 0x30) ^ 0x30;
validDigit = ((c & 0x8) >> 3) * (c & 0x6);
validity |= (isLetter ^ 1) * (validDigitStruct | validDigit);
validLetterStruct = c & 0x18;
validLetter = (((c - 1) & 0x4) >> 2) * ((c - 1) & 0x2);
validity |= isLetter * (validLetterStruct | validLetter);
// do the same with the lower (less significant) tuple
c = hex [hexOffset + 1];
isLetter = (c >> 6) & 1;
value ^= (c & 0xF) + isLetter * (-1 + 10);
result [i] = (byte)value;
// check validity of all the other bits
validity |= c >> 7; // changed to >>, maybe not OK, use UInt?
validDigitStruct = (c & 0x30) ^ 0x30;
validDigit = ((c & 0x8) >> 3) * (c & 0x6);
validity |= (isLetter ^ 1) * (validDigitStruct | validDigit);
validLetterStruct = c & 0x18;
validLetter = (((c - 1) & 0x4) >> 2) * ((c - 1) & 0x2);
validity |= isLetter * (validLetterStruct | validLetter);
}
if (validity != 0) {
throw new ArgumentException ("Hexadecimal encoding incorrect for input " + hex);
}
return result;
}
从Java代码转换而来。
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