.NET 5已添加Convert.ToHexString方法。

对于使用旧版本.NET的用户

internal static class ByteArrayExtensions
{
    
    public static string ToHexString(this byte[] bytes, Casing casing = Casing.Upper)
    {
        Span<char> result = stackalloc char[0];
        if (bytes.Length > 16)
        {
            var array = new char[bytes.Length * 2];
            result = array.AsSpan();
        }
        else
        {
            result = stackalloc char[bytes.Length * 2];
        }

        int pos = 0;
        foreach (byte b in bytes)
        {
            ToCharsBuffer(b, result, pos, casing);
            pos += 2;
        }

        return result.ToString();
    }

    private static void ToCharsBuffer(byte value, Span<char> buffer, int startingIndex = 0, Casing casing = Casing.Upper)
    {
        uint difference = (((uint)value & 0xF0U) << 4) + ((uint)value & 0x0FU) - 0x8989U;
        uint packedResult = ((((uint)(-(int)difference) & 0x7070U) >> 4) + difference + 0xB9B9U) | (uint)casing;

        buffer[startingIndex + 1] = (char)(packedResult & 0xFF);
        buffer[startingIndex] = (char)(packedResult >> 8);
    }
}

public enum Casing : uint
{
    // Output [ '0' .. '9' ] and [ 'A' .. 'F' ].
    Upper = 0,

    // Output [ '0' .. '9' ] and [ 'a' .. 'f' ].
    Lower = 0x2020U,
}

改编自.NET存储库https://github.com/dotnet/runtime/blob/v5.0.3/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Convert.cshttps://github.com/dotnet/runtime/blob/v5.0.3/src/libraries/Common/src/System/HexConverter.cs

另一个快速功能。。。

private static readonly byte[] HexNibble = new byte[] {
    0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7,
    0x8, 0x9, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0,
    0x0, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF, 0x0,
    0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0,
    0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0,
    0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0,
    0x0, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF
};

public static byte[] HexStringToByteArray( string str )
{
    int byteCount = str.Length >> 1;
    byte[] result = new byte[byteCount + (str.Length & 1)];
    for( int i = 0; i < byteCount; i++ )
        result[i] = (byte) (HexNibble[str[i << 1] - 48] << 4 | HexNibble[str[(i << 1) + 1] - 48]);
    if( (str.Length & 1) != 0 )
        result[byteCount] = (byte) HexNibble[str[str.Length - 1] - 48];
    return result;
}

将byte[]转换为十六进制字符串-基准测试/性能分析

更新日期：2022-04-17

从.NET 5开始，您应该使用Convert.ToHexString（bytes[]）！

using System;
string result = Convert.ToHexString(bytesToConvert);

关于此排行榜和基准

Thymine的比较似乎过时且不完整，尤其是在.NET 5及其Convert.ToHexString之后，所以我决定~~从字节到十六进制字符串的兔子洞~~创建一个新的、更新的比较，其中包含这两个问题的答案中的更多方法。

我使用的是BencharkDotNet，而不是定制的基准测试脚本，这有望使结果更准确。请记住，微观基准测试永远不能代表实际情况，您应该进行测试。

我在AMD Ryzen 5800H的Linux上运行了这些基准测试，内核为5.15.32，内存为2x8 GB DDR4@2133 MHz。请注意，完成整个基准测试可能需要很多时间——在我的机器上大约需要40分钟。

大写输出与小写输出

所有提到的方法（除非另有说明）都只关注UPPERCASE输出。这意味着输出将看起来像B33F69，而不是B33F69。

Convert.ToHexString的输出始终为大写。不过，值得庆幸的是，与ToLower（）配合使用时，性能并没有显著下降，尽管这两种不安全的方法都会更快。

在某些方法中（尤其是具有位运算符魔力的方法），有效地将字符串小写可能是一个挑战，但在大多数情况下，将参数X2更改为X2或将映射中的字母从大写更改为小写就足够了。

排行榜

按平均值N=100排序。参考点是StringBuilderForEachByte方法。

结论

ConvertToHexString方法无疑是目前最快的方法，在我看来，如果您有选择的话，应该始终使用它-它既快速又干净。

using System;

string result = Convert.ToHexString(bytesToConvert);

如果没有，我决定在下面强调另外两种我认为值得使用的方法。我决定不强调不安全的方法，因为这样的代码可能不仅是不安全的，而且我合作过的大多数项目都不允许这样的代码。

值得一提

第一个是LookupPerByteSpan。从这个答案中可以看出，该代码与LookupPerBytebyCodesInChaos中的代码几乎相同。这是最快且不安全的基准方法。原始版本和本版本之间的区别在于，对更短的输入使用堆栈分配（最多512字节）。这使得该方法在这些输入上快10%左右，但在较大的输入上慢5%左右。由于我使用的大多数数据都比大数据短，所以我选择了这个。LookupSpanPerByteSpan也非常快，但与所有其他方法相比，其ReadOnlySpan<byte>映射的代码大小太大。

private static readonly uint[] Lookup32 = Enumerable.Range(0, 256).Select(i =>
{
    string s = i.ToString("X2");
    return s[0] + ((uint)s[1] << 16);
}).ToArray();

public string ToHexString(byte[] bytes)
{
    var result = bytes.Length * 2 <= 1024
        ? stackalloc char[bytes.Length * 2]
        : 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);
}

第二个是LookupAndShiftAlphabetSpanMultiply。首先，我想提一下，这是我的创作。然而，我相信这种方法不仅速度很快，而且很容易理解。速度来自于C#7.3中发生的变化，其中声明的ReadOnlyPan＜byte＞方法返回常量数组初始化-新字节｛1，2，3，…｝-被编译为程序的静态数据，因此省略了冗余内存。[来源]

private static ReadOnlySpan<byte> HexAlphabetSpan => new[]
{
    (byte)'0', (byte)'1', (byte)'2', (byte)'3',
    (byte)'4', (byte)'5', (byte)'6', (byte)'7',
    (byte)'8', (byte)'9', (byte)'A', (byte)'B',
    (byte)'C', (byte)'D', (byte)'E', (byte)'F'
};

public static string ToHexString(byte[] bytes)
{
    var res = bytes.Length * 2 <= 1024 ? stackalloc char[bytes.Length * 2] : new char[bytes.Length * 2];

    for (var i = 0; i < bytes.Length; ++i)
    {
        var j = i * 2;
        res[j] = (char)HexAlphabetSpan[bytes[i] >> 4];
        res[j + 1] = (char)HexAlphabetSpan[bytes[i] & 0xF];
    }

    return new string(res);
}

源代码

所有方法的源代码、基准和这个答案都可以在GitHub上的Gist中找到。

为了提高性能，我会选择drphrozens解决方案。解码器的一个微小的优化可能是为任一字符使用一个表，以消除“<<4”。

显然，这两个方法调用代价高昂。如果对输入或输出数据进行某种检查（可以是CRC、校验和或其他），则If（b==255）。。。可以跳过，从而也可以完全调用方法。

使用offset++和offset代替offset和offset+1可能会带来一些理论上的好处，但我怀疑编译器比我更好地处理这一点。

private static readonly byte[] LookupTableLow = 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
};

private static readonly byte[] LookupTableHigh = 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, 0x10, 0x20, 0x30, 0x40, 0x50, 0x60, 0x70, 0x80, 0x90, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
  0xFF, 0xA0, 0xB0, 0xC0, 0xD0, 0xE0, 0xF0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
  0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
  0xFF, 0xA0, 0xB0, 0xC0, 0xD0, 0xE0, 0xF0, 0xFF, 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 LookupLow(char c)
{
  var b = LookupTableLow[c];
  if (b == 255)
    throw new IOException("Expected a hex character, got " + c);
  return b;
}

private static byte LookupHigh(char c)
{
  var b = LookupTableHigh[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)(LookupHigh(chars[offset++]) | LookupLow(chars[offset]));
}

这只是我的头顶，没有经过测试或基准测试。

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);
    }

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。