如何将字节数组转换为十六进制字符串，反之亦然？

2018-06-06 20:10:07

或者：

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();
}

要么：

public static string ByteArrayToString(byte[] ba)
{
  return BitConverter.ToString(ba).Replace("-","");
}

例如，这里有更多的变种。

反向转换将如下所示：

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结合的最佳选择。请参阅此答案以获取更多信息。如果您需要更好的性能，则必须先避免Convert.ToByte然后才能删除SubString 。

性能分析

注：截至2015-08-20新领导者。

我通过一些粗略的Stopwatch性能测试，一个随机句子（n = 61,1000次迭代）和一个带有古登堡项目（n = 1,238,957,150次迭代）的运行来运行各种转换方法。以下是结果，大致从最快到最慢。所有的测量都是以滴答（10,000 ticks = 1 ms），所有的相关音符都与[最慢的] StringBuilder实现进行比较。对于使用的代码，请参阅下面或测试框架回购，我现在维护用于运行此代码的代码。

放弃

警告：不要将这些统计数据用于任何具体的事情; 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，请在代表您的生产需求的环境中使用代表您将使用的数据的数据来测试这些方法。

结果

按字节查找unsafe （通过CodesInChaos）（添加到airbreather测试回购）

文本：4,727.85（105.2X）

一句话：0.28（99.7X）

按字节查找（通过CodesInChaos）

文本：10,853.96（快45.8倍）

句子：0.65（快42.7倍）

字节操作2（通过CodesInChaos）

文字：12,967.69（快38.4倍）

句子：0.73（快37.9倍）

字节操作（通过Waleed Eissa）

文本：16,856.64（快29.5倍）

句子：0.70（快39.5倍）

Lookup / Shift（通过Nathan Moinvaziri）

文字：23,201.23（快21.4倍）

句子：1.24（快22.3倍）

通过轻咬查找（通过Brian Lambert）

文本：23,879.41（快20.8倍）

句子：1.15（快23.9倍）

BitConverter （通过Tomalak）

文字：113,269.34（快4.4倍）

一句话：9.98（快2.8倍）

{SoapHexBinary}.ToString （通过Mykroft）

文字：178,601.39（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）

文字：308,805.38（快2.4倍）

一句话：16.89（快2.4倍）

{byte}.ToString("X2") （使用{IEnumerable}.Aggregate ，需要System.Linq）（通过Mark）

文字：352,828.20（快2.1倍）

一句话：16.87（快2.4倍）

Array.ConvertAll （使用string.Join ）（通过Will Dean）

文字：675,451.57（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）

文字：752,078.70（快1.0倍）

一句话：18.28（快2.2倍）

{StringBuilder}.AppendFormat （使用foreach ）（通过Tomalak）

文字：672,115.77（快1.1倍）

一句话：36.82（快1.1倍）

{StringBuilder}.AppendFormat （使用{IEnumerable}.Aggregate ，需要System.Linq）（来自Tomalak的回答）

文字：718,380.63（加快1.0倍）

句子：39.71（快1.0倍）

查找表在字节操作上占据了领先地位。基本上，预先计算任何给定的半字节或字节在十六进制中的形式。然后，在翻阅数据时，只需查看下一部分即可查看它将是什么十六进制字符串。然后该值以某种方式添加到结果字符串输出中。对于很长时间的字节操作，一些开发人员可能难以阅读，是最高性能的方法。

你最好的选择仍然是找到一些有代表性的数据，并在类似生产的环境中试用。如果你有不同的内存限制，你可能更喜欢一种分配较少的方法，这种方法速度更快但消耗的内存更多。

测试代码

随意使用我使用的测试代码。这里包括一个版本，但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内容或想要帮助改进它所使用的测试框架，请提交拉取请求。

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个类中的TestCandidates返回值。

通过在同一个类中切换GenerateTestInput中的注释，确保您正在运行所需的输入版本，句子或文本。

按F5并等待输出（HTML转储也在/ bin文件夹中生成）。

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）

Waleed的分析答案增加了。蛮快。

更新（2011-10-05）

为了完整性添加了string.Concat Array.ConvertAll变体（需要.NET 4.0）。与string.Join版本一致。

更新（2012-02-05）

测试回购包括更多变体，如StringBuilder.Append(b.ToString("X2")) 。没有打乱任何结果。 foreach比{IEnumerable}.Aggregate 。例如， {IEnumerable}.Aggregate ，但BitConverter仍然赢。

更新（2012-04-03）

分析中添加了Mykroft的SoapHexBinary答案，并获得了第三名。

更新（2013-01-15）

添加了CodesInChaos的字节操作答案，该答案占据了第一名（在大块文本上大幅度增加）。

更新（2013-05-23）

添加了Nathan Moinvaziri的查找答案以及Brian Lambert博客中的变体。两者相当快，但在我使用的测试机器（AMD Phenom 9750）上没有领先。

更新（2014-07-31）

增加了@ CodesInChaos的新的基于字节的查找答案。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）

此回答的回购添加了airbreather的优化和unsafe变体。如果你想玩不安全的游戏，你可以在短字符串和大文本上获得比以前任何优胜者都大的性能提升。

有一个叫做SoapHexBinary的类，它完全符合你的要求。

using System.Runtime.Remoting.Metadata.W3cXsd2001;

public static byte[] GetStringToBytes(string value)
{
    SoapHexBinary shb = SoapHexBinary.Parse(value);
    return shb.Value;
}

public static string GetBytesToString(byte[] value)
{
    SoapHexBinary shb = new SoapHexBinary(value);
    return shb.ToString();
}

链接地址: http://www.djcxy.com/p/21109.html

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