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();

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）。

可以使用从.NET 5开始的Convert.ToHexString。还有一个用于反向操作的方法：Convert.FromHexString。

对于较旧版本的.NET，您可以使用：

public static string ByteArrayToString(byte[] ba)
{
  StringBuilder hex = new StringBuilder(ba.Length * 2);
  foreach (byte b in ba)
    hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
  return hex.ToString();
}

or:

public static string ByteArrayToString(byte[] ba)
{
  return BitConverter.ToString(ba).Replace("-","");
}

举个例子，这里有更多的方法。

反向转换如下：

public static byte[] StringToByteArray(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;
}

使用Substring是与Convert.ToByte结合使用的最佳选项。有关详细信息，请参阅此答案。如果需要更好的性能，必须避免Convert.ToByte，然后才能删除SubString。

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();
}

如果性能很重要，这里有一个优化的解决方案：

    static readonly char[] _hexDigits = "0123456789abcdef".ToCharArray();
    public static string ToHexString(this byte[] bytes)
    {
        char[] digits = new char[bytes.Length * 2];
        for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
        {
            int d1, d2;
            d1 = Math.DivRem(bytes[i], 16, out d2);
            digits[2 * i] = _hexDigits[d1];
            digits[2 * i + 1] = _hexDigits[d2];
        }
        return new string(digits);
    }

它比BitConverter.ToString快2.5倍，比BitConverter.ToString+删除“-”字符快7倍。