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。）

测试：十六进制字符串到字节数组

我注意到，大多数测试都是在将Bytes数组转换为十六进制字符串的函数上执行的。因此，在这篇文章中，我将关注另一方面：将十六进制字符串转换为字节数组的函数。若您只对结果感兴趣，可以跳到“摘要”部分。测试代码文件在文章末尾提供。

标签

我想根据接受的答案（Tomalak）将函数命名为StringToByteArrayV1，或将其快捷到V1。其余函数将以相同的方式命名：V2、V3、V4、…、。。。，等

参与功能索引

Tomalak的StringToByteArrayV1（公认答案）Mykroft的StringToByteArrayV2（使用SoapHexBinary）drphrozen的StringToByteArrayV3（查找表）CoperNick的StringToByteArrayV4（字节操作）Chris F编写的StringToByteArrayV5_1（字节操作）Chris F的StringToByteArrayV5_2（V5_1+根据Amir Rezaei的评论修改）Chris F的StringToByteArrayV5_3（V5_2+根据Ben Voigt的评论对其进行了修改）（您可以在发布后的测试代码中看到它的最终形状）Ben Mosher编写的StringToByteArrayV6（字节操作）Maratius的StringToByteArrayV7（字节操作-安全版本）Maratius的StringToByteArrayV8（字节操作-不安全版本）StringToByteArrayV9（按Geograph）AlejandroAlis编写的StringToByteArrayV10Fredrik Hu编写的StringToByteArrayV11Maarten Bodewes编写的StringToByteArrayV12ClausAndersen编写的StringToByteArrayV13Stas Makutin编写的StringToByteArrayV14JJJ的StringToByteArrayV15JamieSee的StringToByteArrayV16spacepille的StringToByteArrayV17Gregory Morse编写的StringToByteArrayV18Rick编写的StringToByteArrayV19SandRock的StringToByteArrayV20Paul编写的StringToByteArrayV21

正确性测试

我通过传递1字节的所有256个可能值来测试正确性，然后检查输出是否正确。结果：

V18中以“00”开头的字符串有问题（请参阅Roger Stewart对此的评论）。除了通过所有测试。如果十六进制字符串字母是大写的：所有函数都成功传递如果十六进制字符串字母是小写的，则以下函数失败：V5_1、V5_2、v7、V8、V15、V19

注：V5_3解决了这个问题（V5_1和V5_2）

性能测试

我已经使用Stopwatch类进行了性能测试。

长字符串的性能

input length: 10,000,000 bytes
runs: 100
average elapsed time per run:
V1 = 136.4ms
V2 = 104.5ms
V3 = 22.0ms
V4 = 9.9ms
V5_1 = 10.2ms
V5_2 = 9.0ms
V5_3 = 9.3ms
V6 = 18.3ms
V7 = 9.8ms
V8 = 8.8ms
V9 = 10.2ms
V10 = 19.0ms
V11 = 12.2ms
V12 = 27.4ms
V13 = 21.8ms
V14 = 12.0ms
V15 = 14.9ms
V16 = 15.3ms
V17 = 9.5ms
V18 got excluded from this test, because it was very slow when using very long string
V19 = 222.8ms
V20 = 66.0ms
V21 = 15.4ms

V1 average ticks per run: 1363529.4
V2 is more fast than V1 by: 1.3 times (ticks ratio)
V3 is more fast than V1 by: 6.2 times (ticks ratio)
V4 is more fast than V1 by: 13.8 times (ticks ratio)
V5_1 is more fast than V1 by: 13.3 times (ticks ratio)
V5_2 is more fast than V1 by: 15.2 times (ticks ratio)
V5_3 is more fast than V1 by: 14.8 times (ticks ratio)
V6 is more fast than V1 by: 7.4 times (ticks ratio)
V7 is more fast than V1 by: 13.9 times (ticks ratio)
V8 is more fast than V1 by: 15.4 times (ticks ratio)
V9 is more fast than V1 by: 13.4 times (ticks ratio)
V10 is more fast than V1 by: 7.2 times (ticks ratio)
V11 is more fast than V1 by: 11.1 times (ticks ratio)
V12 is more fast than V1 by: 5.0 times (ticks ratio)
V13 is more fast than V1 by: 6.3 times (ticks ratio)
V14 is more fast than V1 by: 11.4 times (ticks ratio)
V15 is more fast than V1 by: 9.2 times (ticks ratio)
V16 is more fast than V1 by: 8.9 times (ticks ratio)
V17 is more fast than V1 by: 14.4 times (ticks ratio)
V19 is more SLOW than V1 by: 1.6 times (ticks ratio)
V20 is more fast than V1 by: 2.1 times (ticks ratio)
V21 is more fast than V1 by: 8.9 times (ticks ratio)

V18的长串性能

V18 took long time at the previous test, 
so let's decrease length for it:  
input length: 1,000,000 bytes
runs: 100
average elapsed time per run: V1 = 14.1ms , V18 = 146.7ms
V1 average ticks per run: 140630.3
V18 is more SLOW than V1 by: 10.4 times (ticks ratio)

短字符串的性能

input length: 100 byte
runs: 1,000,000
V1 average ticks per run: 14.6
V2 is more fast than V1 by: 1.4 times (ticks ratio)
V3 is more fast than V1 by: 5.9 times (ticks ratio)
V4 is more fast than V1 by: 15.7 times (ticks ratio)
V5_1 is more fast than V1 by: 15.1 times (ticks ratio)
V5_2 is more fast than V1 by: 18.4 times (ticks ratio)
V5_3 is more fast than V1 by: 16.3 times (ticks ratio)
V6 is more fast than V1 by: 5.3 times (ticks ratio)
V7 is more fast than V1 by: 15.7 times (ticks ratio)
V8 is more fast than V1 by: 18.0 times (ticks ratio)
V9 is more fast than V1 by: 15.5 times (ticks ratio)
V10 is more fast than V1 by: 7.8 times (ticks ratio)
V11 is more fast than V1 by: 12.4 times (ticks ratio)
V12 is more fast than V1 by: 5.3 times (ticks ratio)
V13 is more fast than V1 by: 5.2 times (ticks ratio)
V14 is more fast than V1 by: 13.4 times (ticks ratio)
V15 is more fast than V1 by: 9.9 times (ticks ratio)
V16 is more fast than V1 by: 9.2 times (ticks ratio)
V17 is more fast than V1 by: 16.2 times (ticks ratio)
V18 is more fast than V1 by: 1.1 times (ticks ratio)
V19 is more SLOW than V1 by: 1.6 times (ticks ratio)
V20 is more fast than V1 by: 1.9 times (ticks ratio)
V21 is more fast than V1 by: 11.4 times (ticks ratio)

测试代码

在使用以下代码之前，最好先阅读本文下面的免责声明部分https://github.com/Ghosticollis/performance-tests/blob/main/MTestPerformance.cs

总结

由于性能良好，我建议使用以下函数之一，并支持大写和小写：

CoperNick的StringToByteArrayV4StringToByteArrayV9（按Geograph）spacepille的StringToByteArrayV17StringToByteArrayV5_3基本上由Chris F开发（它基于V5_1，但我根据Amir Rezaei和Ben Voigt的评论对其进行了增强）。

以下是V5_3的最终形状：

static byte[] HexStringToByteArrayV5_3(string hexString) {
    int hexStringLength = hexString.Length;
    byte[] b = new byte[hexStringLength / 2];
    for (int i = 0; i < hexStringLength; i += 2) {
        int topChar = hexString[i];
        topChar = (topChar > 0x40 ? (topChar & ~0x20) - 0x37 : topChar - 0x30) << 4;
        int bottomChar = hexString[i + 1];
        bottomChar = bottomChar > 0x40 ? (bottomChar & ~0x20) - 0x37 : bottomChar - 0x30;
        b[i / 2] = (byte)(topChar + bottomChar);
    }
    return b;
}

免责声明

警告：我没有适当的测试知识。这些原始测试的主要目的是快速概述所有发布的函数的优点。如果您需要准确的结果，请使用适当的测试工具。

最后，我想说，我是新来的，在斯塔科弗洛活跃，如果我的职位空缺，我很抱歉。如果您能发表评论，我们将不胜感激。

另一种基于查找表的方法。该方法只为每个字节使用一个查找表，而不是为每个半字节使用查找表。

private static readonly uint[] _lookup32 = CreateLookup32();

private static uint[] CreateLookup32()
{
    var result = new uint[256];
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        string s=i.ToString("X2");
        result[i] = ((uint)s[0]) + ((uint)s[1] << 16);
    }
    return result;
}

private static string ByteArrayToHexViaLookup32(byte[] bytes)
{
    var lookup32 = _lookup32;
    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);
}

我还使用查找表中的ushort、struct｛char X1，X2｝、struct{byte X1，X2}测试了这个变体。

根据编译目标（x86、X64）的不同，它们要么具有大致相同的性能，要么稍慢于此变体。

---

为了获得更高的性能，其不安全的兄弟：

private static readonly uint[] _lookup32Unsafe = CreateLookup32Unsafe();
private static readonly uint* _lookup32UnsafeP = (uint*)GCHandle.Alloc(_lookup32Unsafe,GCHandleType.Pinned).AddrOfPinnedObject();

private static uint[] CreateLookup32Unsafe()
{
    var result = new uint[256];
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        string s=i.ToString("X2");
        if(BitConverter.IsLittleEndian)
            result[i] = ((uint)s[0]) + ((uint)s[1] << 16);
        else
            result[i] = ((uint)s[1]) + ((uint)s[0] << 16);
    }
    return result;
}

public static string ByteArrayToHexViaLookup32Unsafe(byte[] bytes)
{
    var lookupP = _lookup32UnsafeP;
    var result = new char[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 new string(result);
}

或者如果您认为可以直接写入字符串：

public 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;
}

    // 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;
    }

未针对速度进行优化，但比大多数答案（.NET 4.0）更LINQy：

<Extension()>
Public Function FromHexToByteArray(hex As String) As Byte()
    hex = If(hex, String.Empty)
    If hex.Length Mod 2 = 1 Then hex = "0" & hex
    Return Enumerable.Range(0, hex.Length \ 2).Select(Function(i) Convert.ToByte(hex.Substring(i * 2, 2), 16)).ToArray
End Function

<Extension()>
Public Function ToHexString(bytes As IEnumerable(Of Byte)) As String
    Return String.Concat(bytes.Select(Function(b) b.ToString("X2")))
End Function

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。