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
.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
其他回答
为了方便以后复制和粘贴，将几个答案合并到一个类中：
/// <summary>
/// Extension methods to quickly convert byte array to string and back.
/// </summary>
public static class HexConverter
{
/// <summary>
/// Map values to hex digits
/// </summary>
private static readonly char[] HexDigits =
{
'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'
};
/// <summary>
/// Map 56 characters between ['0', 'F'] to their hex equivalents, and set invalid characters
/// such that they will overflow byte to fail conversion.
/// </summary>
private static readonly ushort[] HexValues =
{
0x0000, 0x0001, 0x0002, 0x0003, 0x0004, 0x0005, 0x0006, 0x0007, 0x0008, 0x0009, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100,
0x000A, 0x000B, 0x000C, 0x000D, 0x000E, 0x000F, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100,
0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x000A, 0x000B,
0x000C, 0x000D, 0x000E, 0x000F
};
/// <summary>
/// Empty byte array
/// </summary>
private static readonly byte[] Empty = new byte[0];
/// <summary>
/// Convert a byte array to a hexadecimal string.
/// </summary>
/// <param name="bytes">
/// The input byte array.
/// </param>
/// <returns>
/// A string of hexadecimal digits.
/// </returns>
public static string ToHexString(this byte[] bytes)
{
var c = new char[bytes.Length * 2];
for (int i = 0, j = 0; i < bytes.Length; i++)
{
c[j++] = HexDigits[bytes[i] >> 4];
c[j++] = HexDigits[bytes[i] & 0x0F];
}
return new string(c);
}
/// <summary>
/// Parse a string of hexadecimal digits into a byte array.
/// </summary>
/// <param name="hexadecimalString">
/// The hexadecimal string.
/// </param>
/// <returns>
/// The parsed <see cref="byte[]"/> array.
/// </returns>
/// <exception cref="ArgumentException">
/// The input string either contained invalid characters, or was of an odd length.
/// </exception>
public static byte[] ToByteArray(string hexadecimalString)
{
if (!TryParse(hexadecimalString, out var value))
{
throw new ArgumentException("Invalid hexadecimal string", nameof(hexadecimalString));
}
return value;
}
/// <summary>
/// Parse a hexadecimal string to bytes
/// </summary>
/// <param name="hexadecimalString">
/// The hexadecimal string, which must be an even number of characters.
/// </param>
/// <param name="value">
/// The parsed value if successful.
/// </param>
/// <returns>
/// True if successful.
/// </returns>
public static bool TryParse(string hexadecimalString, out byte[] value)
{
if (hexadecimalString.Length == 0)
{
value = Empty;
return true;
}
if (hexadecimalString.Length % 2 != 0)
{
value = Empty;
return false;
}
try
{
value = new byte[hexadecimalString.Length / 2];
for (int i = 0, j = 0; j < hexadecimalString.Length; i++)
{
value[i] = (byte)((HexValues[hexadecimalString[j++] - '0'] << 4)
| HexValues[hexadecimalString[j++] - '0']);
}
return true;
}
catch (OverflowException)
{
value = Empty;
return false;
}
}
}
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。
在编写加密代码时，通常避免依赖数据的分支和表查找，以确保运行时不依赖于数据，因为依赖数据的计时可能会导致侧通道攻击。
它也很快。
static string ByteToHexBitFiddle(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);
}
Ph'nglui mglw'naph Cthulhu R'lieh wgah'nagl fhtagn公司
你们这些进入这里的人，放弃一切希望吧
一个奇怪的拨弄解释：
bytes[i]>>4提取字节的高位半字节bytes[i]&0xF提取字节的低位半字节b-10对于值b<10，为<0，将变为十进制数字对于值b>10，为>=0，这将成为从a到F的字母。在有符号32位整数上使用i>>31可以提取符号，这得益于符号扩展。当i<0时为-1，当i>=0时为0。结合2）和3），表明（b-10）>>31将是字母0，数字-1。看看字母的大小写，最后一个被加数变为0，b在10到15的范围内。我们希望将其映射到A（65）到F（70），这意味着添加55（'A'-10）。看看数字的情况，我们希望调整最后一个被加数，使其将b从范围0到9映射到范围0（48）到9（57）。这意味着它需要变为-7（'0'-55）。现在我们可以乘以7。但由于-1由所有位表示为1，因此我们可以改用&-7，因为（0&-7）==0和（-1&-7）==-7。
进一步考虑：
我没有使用第二个循环变量来索引c，因为测量表明从I计算它更便宜。正好使用i<bytes.Length作为循环的上限允许JITter消除对bytes[i]的边界检查，所以我选择了这个变量。将b设为int允许不必要的从和到字节的转换。
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。
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）。
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