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
这是对托马拉克大受欢迎的答案(以及随后的编辑)第4版的回答。
我会证明这个编辑是错误的,并解释为什么可以恢复。在这一过程中,您可能会学到一些关于内部的东西,并看到另一个关于过早优化到底是什么以及它如何影响您的例子。
tl;dr:如果你很着急,只需使用Convert.ToByte和String.Substring(下面的“原始代码”),如果你不想重新实现Convert.ToBByte,这是最好的组合。如果你需要性能,请使用不使用Convert.ToByte的更高级的(请参阅其他答案)。不要将String.Substring与Convert.ToByte组合使用,除非有人在这个答案的注释中对此有一些有趣的说法。
警告:如果在框架中实现Convert.ToByte(char[],Int32)重载,则此答案可能会过时。这不太可能很快发生。
一般来说,我不太喜欢说“不要过早优化”,因为没有人知道“过早”是什么时候。在决定是否优化时,你必须考虑的唯一一件事是:“我有时间和资源来适当地研究优化方法吗?”。如果你不这样做,那么现在就太早了,等到你的项目更加成熟或者你需要表现(如果有真正的需要,那么你会腾出时间)。同时,做最简单的事情,可能会奏效。
原始代码:
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray_Original(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
for (var i = 0; i < outputLength; i++)
output[i] = Convert.ToByte(input.Substring(i * 2, 2), 16);
return output;
}
第4版:
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray_Rev4(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
using (var sr = new StringReader(input))
{
for (var i = 0; i < outputLength; i++)
output[i] = Convert.ToByte(new string(new char[2] { (char)sr.Read(), (char)sr.Read() }), 16);
}
return output;
}
修订版避免了String.Substring,而是使用StringReader。给出的原因是:
编辑:您可以通过使用单个传递解析器,如下所示:
好吧,看看String.Substring的参考代码,它显然已经是“单次传递”了;为什么不应该呢?它在字节级运行,而不是在代理对上运行。
然而,它确实分配了一个新字符串,但无论如何,您需要分配一个字符串传递给Convert.ToByte。此外,修订版中提供的解决方案在每次迭代中分配另一个对象(双字符数组);您可以安全地将该分配放在循环之外,并重用数组以避免这种情况。
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
var numeral = new char[2];
using (var sr = new StringReader(input))
{
for (var i = 0; i < outputLength; i++)
{
numeral[0] = (char)sr.Read();
numeral[1] = (char)sr.Read();
output[i] = Convert.ToByte(new string(numeral), 16);
}
}
return output;
}
每个十六进制数字表示使用两个数字(符号)的单个八位字节。
但是,为什么要调用StringReader。读两遍?只需调用它的第二个重载,并要求它一次读取两个字符数组中的两个字符;并将呼叫量减少两次。
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
var numeral = new char[2];
using (var sr = new StringReader(input))
{
for (var i = 0; i < outputLength; i++)
{
var read = sr.Read(numeral, 0, 2);
Debug.Assert(read == 2);
output[i] = Convert.ToByte(new string(numeral), 16);
}
}
return output;
}
剩下的是一个字符串读取器,其唯一添加的“值”是一个并行索引(internal_pos),您可以声明自己(例如j)、一个冗余长度变量(internal_length)和一个输入字符串的冗余引用(internal_s)。换句话说,这是无用的。
如果您想知道Read是如何“读取”的,只需看看代码,它所做的就是对输入字符串调用String.CopyTo。剩下的只是记账开销,以维持我们不需要的价值。
因此,已经删除字符串读取器,并自己调用CopyTo;它更简单、更清晰、更高效。
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
var numeral = new char[2];
for (int i = 0, j = 0; i < outputLength; i++, j += 2)
{
input.CopyTo(j, numeral, 0, 2);
output[i] = Convert.ToByte(new string(numeral), 16);
}
return output;
}
你真的需要一个j索引,它以两个平行于i的步长递增吗?当然不是,只需将i乘以2(编译器应该能够将其优化为加法)。
public static byte[] HexadecimalStringToByteArray_BestEffort(string input)
{
var outputLength = input.Length / 2;
var output = new byte[outputLength];
var numeral = new char[2];
for (int i = 0; i < outputLength; i++)
{
input.CopyTo(i * 2, numeral, 0, 2);
output[i] = Convert.ToByte(new string(numeral), 16);
}
return output;
}
现在的解决方案是什么样子的?与一开始的情况完全一样,只是没有使用String.Substring来分配字符串并将数据复制到其中,而是使用了一个中间数组,将十六进制数字复制到该数组中,然后自己分配字符串并再次将数据从数组复制到字符串中(当您在字符串构造函数中传递它时)。如果字符串已经在实习池中,则第二个副本可能会被优化,但在这些情况下,string.Substring也可以避免。
事实上,如果您再次查看String.Substring,您会发现它使用了一些关于如何构造字符串的低级内部知识,以比通常更快地分配字符串,并且它直接在其中内联CopyTo使用的相同代码,以避免调用开销。
字符串.子字符串
最坏的情况:一次快速分配,一次快速复制。最佳情况:无分配,无复制。
手动方法
最坏情况:两个正常分配,一个正常复制,一个快速复制。最佳情况:一个正常分配,一个正常复制。
结论如果您想使用Convert.ToByte(String,Int32)(因为您不想自己重新实现该功能),似乎没有办法击败String.Substring;你所做的就是绕圈子,重新发明轮子(只使用次优材料)。
注意,如果您不需要极端的性能,那么使用Convert.ToByte和String.Substring是一个非常有效的选择。记住:只有在你有时间和资源调查它是如何正常工作的情况下,才选择一个替代方案。
如果有Convert.ToByte(char[],Int32),情况当然会有所不同(可以执行上面描述的操作,完全避免使用String)。
我怀疑那些通过“避免String.Substring”来报告更好性能的人也会避免Convert.ToByte(String,Int32),如果你需要性能的话,你真的应该这样做。看看其他无数的答案,找出实现这一目标的所有不同方法。
免责声明:我没有反编译框架的最新版本,以验证参考源是否是最新的,我想是的。
现在,这一切听起来都很好,也很合乎逻辑,如果你已经做到了这一点,希望甚至是显而易见的。但这是真的吗?
Intel(R) Core(TM) i7-3720QM CPU @ 2.60GHz
Cores: 8
Current Clock Speed: 2600
Max Clock Speed: 2600
--------------------
Parsing hexadecimal string into an array of bytes
--------------------
HexadecimalStringToByteArray_Original: 7,777.09 average ticks (over 10000 runs), 1.2X
HexadecimalStringToByteArray_BestEffort: 8,550.82 average ticks (over 10000 runs), 1.1X
HexadecimalStringToByteArray_Rev4: 9,218.03 average ticks (over 10000 runs), 1.0X
Yes!
支撑Partridge的长凳框架,很容易破解。使用的输入是以下SHA-1哈希,重复5000次以生成100000字节长的字符串。
209113288F93A9AB8E474EA78D899AFDBB874355
玩得高兴(但要适度优化。)
其他回答
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);
}
// a safe version of the lookup solution:
public static string ByteArrayToHexViaLookup32Safe(byte[] bytes, bool withZeroX)
{
if (bytes.Length == 0)
{
return withZeroX ? "0x" : "";
}
int length = bytes.Length * 2 + (withZeroX ? 2 : 0);
StateSmall stateToPass = new StateSmall(bytes, withZeroX);
return string.Create(length, stateToPass, (chars, state) =>
{
int offset0x = 0;
if (state.WithZeroX)
{
chars[0] = '0';
chars[1] = 'x';
offset0x += 2;
}
Span<uint> charsAsInts = MemoryMarshal.Cast<char, uint>(chars.Slice(offset0x));
int targetLength = state.Bytes.Length;
for (int i = 0; i < targetLength; i += 1)
{
uint val = Lookup32[state.Bytes[i]];
charsAsInts[i] = val;
}
});
}
private struct StateSmall
{
public StateSmall(byte[] bytes, bool withZeroX)
{
Bytes = bytes;
WithZeroX = withZeroX;
}
public byte[] Bytes;
public bool WithZeroX;
}
如果你想得到wcoenen报告的“4倍速度增长”,那么如果不明显:用hex[i]+hex[i+1]替换hex.Substring(i,2)
您还可以再进一步,通过在两个地方使用i++来消除i+=2。
对于插入SQL字符串(如果不使用命令参数):
public static String ByteArrayToSQLHexString(byte[] Source)
{
return = "0x" + BitConverter.ToString(Source).Replace("-", "");
}
static string ByteArrayToHexViaLookupPerByte2(byte[] bytes)
{
var result3 = new uint[bytes.Length];
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
result3[i] = _Lookup32[bytes[i]];
var handle = GCHandle.Alloc(result3, GCHandleType.Pinned);
try
{
var result = Marshal.PtrToStringUni(handle.AddrOfPinnedObject(), bytes.Length * 2);
return result;
}
finally
{
handle.Free();
}
}
在我的测试中,这个函数总是不安全实现之后的第二个条目。
不幸的是,测试台不太可靠。。。如果你多次运行它,列表会被打乱,以至于谁知道在不安全之后哪个才是最快的!它没有考虑预热、jit编译时间和GC性能影响。我很想重写它以获得更多信息,但我真的没有时间。
推荐文章
- 在JavaScript中根据键值查找和删除数组中的对象
- 防止在ASP中缓存。NET MVC中使用属性的特定操作
- 如何确定一个数组是否包含另一个数组的所有元素
- 转换为值类型'Int32'失败,因为物化值为空
- c#中有任何连接字符串解析器吗?
- 给定一个数字数组,返回所有其他数字的乘积的数组(不除法)
- 多维数组如何在内存中格式化?
- 在Linq中转换int到字符串到实体的问题
- 是否可以动态编译和执行c#代码片段?
- 创建自定义MSBuild任务时,如何从c#代码获取当前项目目录?
- c#和Java的主要区别是什么?
- 在c#中创建一个特定时区的DateTime
- .NET中的属性是什么?
- TypeScript枚举对象数组
- csproj文件中的“Service Include”是干什么用的?