在 .NET Core 中，如何把 byte[] 轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制字符串？你能想到哪些方法？什么方式性能最好？今天和大家分享幾種轉(zhuǎn)換方式。

往往在處理字符串性能問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)該想到的是怎么想辦法減少內(nèi)存分配，怎么優(yōu)化字符串構(gòu)建。

下面就通過(guò)遞進(jìn)的方式介紹幾種實(shí)現(xiàn)方式。

1. 使用 StringBuilder

在需要做大量字符串拼接的場(chǎng)景中，我們首先就會(huì)想到StringBuilder，相比string類型來(lái)說(shuō)StringBuilder更高效。在這個(gè)例子中，它通過(guò)一次性分配足夠的內(nèi)存，然后配合字節(jié)格式化方法AppendFormat進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并逐個(gè)追加每個(gè)字節(jié)的 16 進(jìn)制表示，以此減少內(nèi)存分配的開(kāi)銷。

using System.Text;
public class BytesToHexString
{
    public static string ToHexStringStringBuilder(byte[] bytes)
    {
      StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
      foreach (byte b in bytes)
      {
          hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
      }
      return hex.ToString();
    }
}

可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法隨著數(shù)組長(zhǎng)度增加整體性能是在下降的。

2. 使用 BitConverter

BitConverter 是 .NET 中的內(nèi)置類，它提供了一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型為字符串。代碼非常簡(jiǎn)潔，但是其本身只能輸出固定格式如“0A-BC-99”，有連接符“-”并且字母都是大寫(xiě)，因此只適合簡(jiǎn)單需求，如果有復(fù)雜要求還行額外單獨(dú)處理。

public class BytesToHexString
{
    public static string ToHexStringBitConverter (byte[] bytes)
    {
        return BitConverter.ToString(bytes);
    }
}

和StringBuilder方式對(duì)比，性能得到大幅度提升。

3. 使用 Convert（.NET5+）

Convert是 .NET 中的內(nèi)置類，Convert.ToHexString是在 .NET 5 中引入的方法，用于將字節(jié)數(shù)組直接轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制字符串，改方法設(shè)計(jì)之初就考慮了性能，它在實(shí)現(xiàn)上減少了額外的內(nèi)存分配和操作，因此它比 BitConverter.ToString 更高效。但是其本身只能輸出固定格式如“0ABC99”，沒(méi)有連接符“-”并且字母都是大寫(xiě)。

public class BytesToHexString
{
    public static string ToHexStringConvert (byte[] bytes)
    {
        return Convert.ToHexString (bytes);
    }
}

4. 使用位運(yùn)算

在將 byte[] 轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制字符串時(shí)，每個(gè)字節(jié)會(huì)被轉(zhuǎn)化為兩個(gè)字符。因此，我們需要一個(gè)長(zhǎng)度為 bytes.Length * 2 的字符數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)最終的 16 進(jìn)制字符串。同時(shí)定義字符串hex = "0123456789abcdef";這個(gè)字符串中包含了所有可能的 16 進(jìn)制字符，接下來(lái)遍歷循環(huán)把每個(gè)字節(jié)通過(guò)位運(yùn)算分解為2個(gè) 4 位的部分（高 4 位和低 4 位），然后通過(guò)字符串hex將高4位轉(zhuǎn)為16進(jìn)制第一個(gè)字符，低4位轉(zhuǎn)為第二個(gè)字符。以下是一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)：

public class BytesToHexString
{
    public static string ToHexStringBitOperation (byte[] bytes)
    {
        char[] hexChars = new char[bytes.Length * 2];
        const string hex = "0123456789abcdef";
        for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
        {
            hexChars[i * 2] = hex[bytes[i] >> 4];
            hexChars[i * 2 + 1] = hex[bytes[i] & 0x0F];
        }
        return new string(hexChars);
    }
}

雖然和BitConverter相比，性能提升3倍多，但是和Convert方式相比卻有所差距。

如果對(duì)位運(yùn)算不是很明白的，可以留言，后面可以單獨(dú)出一篇文章講解一下。

5. 使用 unsafe 代碼塊（高級(jí)）

如果你需要極致的性能，并且可以接受 unsafe 代碼，你可以使用指針來(lái)操作字節(jié)數(shù)組。這種方法可以極大地提高性能，但需要注意內(nèi)存安全問(wèn)題。

public class BytesToHexString
{
    public static unsafe string ToHexStringUnsafe(byte[] bytes)
    {
        const string hex = "0123456789ABCDEF";
        var hexChars = new char[bytes.Length * 2];
        fixed (byte* bytePtr = bytes)
        {
            fixed (char* charPtr = hexChars)
            {
                byte* source = bytePtr;
                char* dest = charPtr;
                for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
                {
                    byte b = source[i];
                    dest[i * 2] = hex[b >> 4];
                    dest[i * 2 + 1] = hex[b & 0x0F];
                }
            }
        }
        return new string(hexChars);
    }
} 

和位運(yùn)算方式相比，并沒(méi)有像前面的大幅提升，相差無(wú)幾。

下面看看5種方法，整體對(duì)比情況：

通過(guò)上面一系列測(cè)試，我們可以得到如下總結(jié)：

靈活性：StringBuilder、位操作、unsafe 代碼塊 > BitConverter、Convert

性能：Convert > unsafe 代碼塊 > 位操作 > BitConverter > StringBuilder

如果只是要把字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串沒(méi)有什么要求，那么直接選擇官方自帶方法Convert.ToHexString；如果對(duì)于輸出格式有要求，則可以用位操作的方式自己實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需求；當(dāng)在極端特殊情況下可以考慮unsafe 代碼塊方式。

轉(zhuǎn)自https://www.cnblogs.com/hugogoos/p/18385298