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。

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;
        }
    }
}

具有扩展支持的基本解决方案

public static class Utils
{
    public static byte[] ToBin(this 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;
    }
    public static string ToHex(this byte[] ba)
    {
        return  BitConverter.ToString(ba).Replace("-", "");
    }
}

并像下面那样使用这个类

    byte[] arr1 = new byte[] { 1, 2, 3 };
    string hex1 = arr1.ToHex();
    byte[] arr2 = hex1.ToBin();

从微软的开发人员那里，一个很好的、简单的转换：

public static string ByteArrayToString(byte[] ba) 
{
    // Concatenate the bytes into one long string
    return ba.Aggregate(new StringBuilder(32),
                            (sb, b) => sb.Append(b.ToString("X2"))
                            ).ToString();
}

虽然上面的内容简洁紧凑，但性能狂热者会使用枚举器对此尖叫不已。通过Tomalak原始答案的改进版本，您可以获得最佳性能：

public static string ByteArrayToString(byte[] ba)   
{   
   StringBuilder hex = new StringBuilder(ba.Length * 2);   

   for(int i=0; i < ba.Length; i++)       // <-- Use for loop is faster than foreach   
       hex.Append(ba[i].ToString("X2"));   // <-- ToString is faster than AppendFormat   

   return hex.ToString();   
} 

这是迄今为止我在这里看到的所有例程中速度最快的。不要只相信我的话…对每个例程进行性能测试并自行检查其CIL代码。

如果您希望比BitConverter更灵活，但不希望使用那些笨重的90年代风格的显式循环，那么您可以这样做：

String.Join(String.Empty, Array.ConvertAll(bytes, x => x.ToString("X2")));

或者，如果您使用的是.NET 4.0：

String.Concat(Array.ConvertAll(bytes, x => x.ToString("X2")));

（后者来自对原帖子的评论。）

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）。