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。

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）。

如果你想得到wcoenen报告的“4倍速度增长”，那么如果不明显：用hex[i]+hex[i+1]替换hex.Substring（i，2）

您还可以再进一步，通过在两个地方使用i++来消除i+=2。

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。

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;
}

有一个简单的一行解决方案尚未提及，它将十六进制字符串转换为字节数组（我们不在乎这里的否定解释，因为这无关紧要）：

BigInteger.Parse(str, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber).ToByteArray().Reverse().ToArray();