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
安全版本：
public static class HexHelper
{
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static string ToHex(this byte[] value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
const string hexAlphabet = @"0123456789ABCDEF";
var chars = new char[checked(value.Length * 2)];
unchecked
{
for (int i = 0; i < value.Length; i++)
{
chars[i * 2] = hexAlphabet[value[i] >> 4];
chars[i * 2 + 1] = hexAlphabet[value[i] & 0xF];
}
}
return new string(chars);
}
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static byte[] FromHex(this string value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
if (value.Length % 2 != 0)
throw new ArgumentException("Hexadecimal value length must be even.", "value");
unchecked
{
byte[] result = new byte[value.Length / 2];
for (int i = 0; i < result.Length; i++)
{
// 0(48) - 9(57) -> 0 - 9
// A(65) - F(70) -> 10 - 15
int b = value[i * 2]; // High 4 bits.
int val = ((b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7)) << 4;
b = value[i * 2 + 1]; // Low 4 bits.
val += (b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7);
result[i] = checked((byte)val);
}
return result;
}
}
}
不安全版本适用于那些喜欢性能且不怕不安全的人。ToHex快35%，FromHex快10%。
public static class HexUnsafeHelper
{
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static unsafe string ToHex(this byte[] value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
const string alphabet = @"0123456789ABCDEF";
string result = new string(' ', checked(value.Length * 2));
fixed (char* alphabetPtr = alphabet)
fixed (char* resultPtr = result)
{
char* ptr = resultPtr;
unchecked
{
for (int i = 0; i < value.Length; i++)
{
*ptr++ = *(alphabetPtr + (value[i] >> 4));
*ptr++ = *(alphabetPtr + (value[i] & 0xF));
}
}
}
return result;
}
[System.Diagnostics.Contracts.Pure]
public static unsafe byte[] FromHex(this string value)
{
if (value == null)
throw new ArgumentNullException("value");
if (value.Length % 2 != 0)
throw new ArgumentException("Hexadecimal value length must be even.", "value");
unchecked
{
byte[] result = new byte[value.Length / 2];
fixed (char* valuePtr = value)
{
char* valPtr = valuePtr;
for (int i = 0; i < result.Length; i++)
{
// 0(48) - 9(57) -> 0 - 9
// A(65) - F(70) -> 10 - 15
int b = *valPtr++; // High 4 bits.
int val = ((b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7)) << 4;
b = *valPtr++; // Low 4 bits.
val += (b - '0') + ((('9' - b) >> 31) & -7);
result[i] = checked((byte)val);
}
}
return result;
}
}
}
顺便提一下对于每次调用的转换函数错误时初始化字母表的基准测试，字母表必须是常量（对于字符串）或静态只读（对于字符[]）。然后，基于字母表的字节[]到字符串的转换变得和字节操作版本一样快。
当然，测试必须在Release中编译（带有优化），并关闭调试选项“抑制JIT优化”（如果代码必须可调试，则“仅启用我的代码”也是如此）。
其他回答
为什么要让它变得复杂？这在Visual Studio 2008中很简单：
C#:
string hex = BitConverter.ToString(YourByteArray).Replace("-", "");
VB:
Dim hex As String = BitConverter.ToString(YourByteArray).Replace("-", "")
性能分析
注：2015-08-20新领导。
我通过一些粗略的Stopwatch性能测试运行了各种转换方法，一次使用随机语句（n=61，1000次迭代），另一次使用Project Gutenburg文本（n=1238957，150次迭代）。以下是结果，大致从最快到最慢。所有测量值都以刻度为单位（10000刻度=1毫秒），所有相关注释都与[最慢]StringBuilder实现进行比较。对于所使用的代码，请参阅下面的测试框架repo，我现在在那里维护运行该代码。
免责声明
警告：不要依赖这些统计数据来获取任何具体信息；它们只是样本数据的一个样本运行。如果您确实需要一流的性能，请在代表您生产需求的环境中测试这些方法，并使用代表您将使用的数据。
后果
按字节不安全查找（通过CodesInChaos）（通过空气呼吸器添加到测试报告中）文本：4727.85（105.2X）句子：0.28（99.7X）按字节查找（通过CodesInChaos）文本：10853.96（速度快45.8倍）句子：0.65（快42.7X）字节操作2（通过CodesInChaos）文本：12967.69（38.4X更快）句子：0.73（快37.9倍）字节操作（通过Waleed Eissa）文本：16856.64（快29.5倍）句子：0.70（快39.5倍）查找/轮班（通过Nathan Moinvaziri）文本：23201.23（速度快21.4倍）句子：1.24（快22.3倍）通过半字节查找（通过Brian Lambert）文本：23879.41（速度加快20.8倍）句子：1.15（快23.9倍）BitConverter（通过Tomalak）文本：113269.34（速度快4.4倍）句子：9.98（快2.8倍）｛SoapHexBinary｝.ToString（通过Mykroft）文本：178601.39（速度快2.8倍）句子：10.68（快2.6倍）｛byte｝.ToString（“X2”）（使用foreach）（源自Will Dean的答案）文本：308805.38（速度快2.4倍）句子：16.89（快2.4倍）｛byte｝.ToString（“X2”）（使用｛IEnumerable｝.Agregate，需要System.Linq）（通过Mark）文本：352828.20（快2.1倍）句子：16.87（快2.4倍）Array.ConvertAll（使用string.Join）（通过Will Dean）文本：675451.57（快1.1倍）句子：17.95（快2.2倍）Array.ConvertAll（使用string.Concat，需要.NET 4.0）（通过Will Dean）文本：752078.70（速度快1.0倍）句子：18.28（快2.2倍）｛StringBuilder｝.AppendFormat（使用foreach）（通过Tomalak）文本：672115.77（快1.1倍）句子：36.82（快1.1倍）｛StringBuilder｝.AppendFormat（使用｛IEnumerable｝.Agregate，需要System.Linq）（源自Tomalak的答案）文本：718380.63（速度快1.0倍）句子：39.71（快1.0X）
查找表已经领先于字节操作。基本上，有某种形式的预先计算任何给定的半字节或字节将是十六进制的。然后，当您读取数据时，只需查找下一部分，看看它是什么十六进制字符串。然后以某种方式将该值添加到结果字符串输出中。在很长一段时间里，字节操作是性能最好的方法，而某些开发人员可能更难阅读。
您最好的选择仍然是找到一些具有代表性的数据，并在类似于生产的环境中进行测试。如果您有不同的内存限制，您可能更喜欢分配更少的方法，而不是更快但消耗更多内存的方法。
测试代码
请随意使用我使用的测试代码。此处包含一个版本，但您可以随意克隆回购并添加自己的方法。如果您发现任何有趣的东西或希望帮助改进它使用的测试框架，请提交一个拉取请求。
将新的静态方法（Func<byte[]，string>）添加到/Tests/ConvertByteArrayToHexString/Test.cs。将该方法的名称添加到同一类中的TestCandidate返回值中。通过切换同一类中GenerateTestInput中的注释，确保您正在运行所需的输入版本（句子或文本）。单击F5并等待输出（/bin文件夹中也会生成HTML转储）。
static string ByteArrayToHexStringViaStringJoinArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Join(string.Empty, Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringConcatArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Concat(Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaBitConverter(byte[] bytes) {
string hex = BitConverter.ToString(bytes);
return hex.Replace("-", "");
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateByteToString(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.Append(b.ToString("X2"))).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachByteToString(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.Append(b.ToString("X2"));
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateAppendFormat(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.AppendFormat("{0:X2}", b)).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachAppendFormat(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.AppendFormat("{0:X2}", b);
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation(byte[] bytes) {
char[] c = new char[bytes.Length * 2];
byte b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
b = ((byte)(bytes[i] >> 4));
c[i * 2] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
b = ((byte)(bytes[i] & 0xF));
c[i * 2 + 1] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
}
return new string(c);
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation2(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);
}
static string ByteArrayToHexViaSoapHexBinary(byte[] bytes) {
SoapHexBinary soapHexBinary = new SoapHexBinary(bytes);
return soapHexBinary.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaLookupAndShift(byte[] bytes) {
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
string hexAlphabet = "0123456789ABCDEF";
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexAlphabet[(int)(b >> 4)]);
result.Append(hexAlphabet[(int)(b & 0xF)]);
}
return result.ToString();
}
static readonly uint* _lookup32UnsafeP = (uint*)GCHandle.Alloc(_Lookup32, GCHandleType.Pinned).AddrOfPinnedObject();
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;
}
static uint[] _Lookup32 = Enumerable.Range(0, 255).Select(i => {
string s = i.ToString("X2");
return ((uint)s[0]) + ((uint)s[1] << 16);
}).ToArray();
static string ByteArrayToHexViaLookupPerByte(byte[] bytes) {
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);
}
static string ByteArrayToHexViaLookup(byte[] bytes) {
string[] hexStringTable = new string[] {
"00", "01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "0A", "0B", "0C", "0D", "0E", "0F",
"10", "11", "12", "13", "14", "15", "16", "17", "18", "19", "1A", "1B", "1C", "1D", "1E", "1F",
"20", "21", "22", "23", "24", "25", "26", "27", "28", "29", "2A", "2B", "2C", "2D", "2E", "2F",
"30", "31", "32", "33", "34", "35", "36", "37", "38", "39", "3A", "3B", "3C", "3D", "3E", "3F",
"40", "41", "42", "43", "44", "45", "46", "47", "48", "49", "4A", "4B", "4C", "4D", "4E", "4F",
"50", "51", "52", "53", "54", "55", "56", "57", "58", "59", "5A", "5B", "5C", "5D", "5E", "5F",
"60", "61", "62", "63", "64", "65", "66", "67", "68", "69", "6A", "6B", "6C", "6D", "6E", "6F",
"70", "71", "72", "73", "74", "75", "76", "77", "78", "79", "7A", "7B", "7C", "7D", "7E", "7F",
"80", "81", "82", "83", "84", "85", "86", "87", "88", "89", "8A", "8B", "8C", "8D", "8E", "8F",
"90", "91", "92", "93", "94", "95", "96", "97", "98", "99", "9A", "9B", "9C", "9D", "9E", "9F",
"A0", "A1", "A2", "A3", "A4", "A5", "A6", "A7", "A8", "A9", "AA", "AB", "AC", "AD", "AE", "AF",
"B0", "B1", "B2", "B3", "B4", "B5", "B6", "B7", "B8", "B9", "BA", "BB", "BC", "BD", "BE", "BF",
"C0", "C1", "C2", "C3", "C4", "C5", "C6", "C7", "C8", "C9", "CA", "CB", "CC", "CD", "CE", "CF",
"D0", "D1", "D2", "D3", "D4", "D5", "D6", "D7", "D8", "D9", "DA", "DB", "DC", "DD", "DE", "DF",
"E0", "E1", "E2", "E3", "E4", "E5", "E6", "E7", "E8", "E9", "EA", "EB", "EC", "ED", "EE", "EF",
"F0", "F1", "F2", "F3", "F4", "F5", "F6", "F7", "F8", "F9", "FA", "FB", "FC", "FD", "FE", "FF",
};
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexStringTable[b]);
}
return result.ToString();
}
更新（2010-01-13）
添加了瓦利德对分析的回答。速度相当快。
更新（2011-10-05）
为了完整性，添加了string.Concat Array.ConvertAll变量（需要.NET 4.0）。与string.Join版本相同。
更新（2012-02-05）
测试回购包括更多变体，如StringBuilder.Append（b.ToString（“X2”））。没有一个会影响结果。foreach比｛IEnumerable｝更快。例如，Aggregate，但BitConverter仍然获胜。
更新（2012-04-03）
将Mykroft的SoapHexBinary答案添加到分析中，获得第三名。
更新（2013-01-15）
增加了CodesInChaos的字节操作答案，该答案占据了第一位（在大块文本上有很大的空白）。
更新（2013-05-23）
添加了Nathan Moinvaziri的查找答案和Brian Lambert博客中的变体。两者都相当快，但在我使用的测试机器（AMD Phenom 9750）上没有领先。
更新（2014-07-31）
添加了@CodesInChaos基于字节的新查找答案。它似乎在句子测试和全文测试中都处于领先地位。
更新（2015-08-20）
将空气助燃器的优化和不安全变体添加到这个答案的repo中。如果你想在不安全的游戏中玩，你可以在短字符串和大文本上比之前的任何一个冠军获得巨大的性能提升。
多样性的另一种变化：
public static byte[] FromHexString(string src)
{
if (String.IsNullOrEmpty(src))
return null;
int index = src.Length;
int sz = index / 2;
if (sz <= 0)
return null;
byte[] rc = new byte[sz];
while (--sz >= 0)
{
char lo = src[--index];
char hi = src[--index];
rc[sz] = (byte)(
(
(hi >= '0' && hi <= '9') ? hi - '0' :
(hi >= 'a' && hi <= 'f') ? hi - 'a' + 10 :
(hi >= 'A' && hi <= 'F') ? hi - 'A' + 10 :
0
)
<< 4 |
(
(lo >= '0' && lo <= '9') ? lo - '0' :
(lo >= 'a' && lo <= 'f') ? lo - 'a' + 10 :
(lo >= 'A' && lo <= 'F') ? lo - 'A' + 10 :
0
)
);
}
return rc;
}
扩展方法（免责声明：完全未经测试的代码，BTW…）：
public static class ByteExtensions
{
public static string ToHexString(this byte[] ba)
{
StringBuilder hex = new StringBuilder(ba.Length * 2);
foreach (byte b in ba)
{
hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
}
return hex.ToString();
}
}
使用Tomalak的三种解决方案之一（最后一种是字符串上的扩展方法）。
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。）
