C# 16进制格式的字符串与byte[]数组相互转换

本文介绍了如何使用.NETFramework创建一个类,实现将16进制字符串转换为字节数组和字节数组转换为16进制字符串的功能,支持多种16进制表示格式,包括空格、0x/0X开头以及MAC地址的格式。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

一、概述

经常在写程序中会遇到将二进制的字节用16进制的字符串表示出来,比如串口通讯,Modbus等中经常遇到,下面就写个相互转换的类以方便使用,当记录与大家分享。

二、代码

    #region 16进制字符串和byte类型转换类
    
    public static class HexStringConvert
    {
        /// <summary>
        /// 16进制表示的字符串转换为byte[]数组
        /// </summary>
        /// <param name="hexString">用16进制写的字符串,如"A0 FF CE"</param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] HexStringToBytes(string hexString)
        {
            try
            {
                //把16进制的字符串中空格,0x,0X,-,:这些符号过滤掉
                hexString = hexString.Replace(" ", "").Replace("0x", "").Replace("0X", "").Replace("-", "").Replace(":", "");
                //保证16进制字符串是偶数位,10进制小于15的,也要写成两位,比如15要写成0F
                if (hexString.Length % 2 != 0)
                    throw new ArgumentException();
                return Enumerable.Range(0, hexString.Length / 2)  //Range产生一个Enumerable类型的[0,1,2, ......]索引数组
                        .Select(i => Convert.ToByte(hexString.Substring(i * 2, 2), 16))
                        .ToArray();
            }
            catch (InvalidCastException)
            {
                return null;
            }
            catch (ArgumentException)
            {
                return null;
            }
        }

        /// <summary>
        /// byte[]数组转换为16进制字符串
        /// </summary>
        /// <param name="bytes">byte[]数组</param>
        /// <returns></returns>
        public static string bytesToHexString(byte[] bytes)
        {
            try
            {
                ////方法1,有间隔符(空格表示)
                //return string.Join(" ", bytes.Select(u => u.ToString("X2")));
                ////方法2,无间隔
                //return string.Concat(bytes.Select(u => u.ToString("X2")));

                //方法3,有间隔符(空格表示)
                return BitConverter.ToString(bytes).Replace("-", " ").ToUpper();
            }
            catch
            {
                return null;
            }
        }
    }
    #endregion

三、说明

1、上述代码没有使用循环语句去遍历来转换,代码尽量使用Net Framework框架自身带的函数功能去实现,语句力求简单。
2、在第一个16进制字符串转byte[]数组方法中,参数可以是用空格间隔或者用0x,0X开头表示的16进制方式的字符串,也可以是MAC地址常用的表示方法,带有"-“和”:“的方式的字符串,转换函数中都会过滤掉,但字符串必须是偶数位,即每个16进制字符必须是两位,比如15这个数,16进制是F,但必须用0F来表示,否则将返回null。
第二个byte[]数组转字符串的方法中,方法1和方法3可以将每个16进制字符用间隔符进行间隔。也可以将代码中的间隔符(空格)去掉形成一个整体字符串,也可以换成其他字符做间隔符。
3、上述方法与ToString()方法是区别的,上述方法是将每个字节的二进制的值转换为十六进制(用字符串表示出来),而ToString()方法是直接将数值转换为看起来是等值的字符串。比如一个字节,byte b=15,用上述方法转换为字符串是"0F”,如果是b.toString(),那么就会成为字符串“15”。这个有时会让脑子有点混淆。

<think>我们需要将16进制字符串转换byte数组。在C#中,常用的方法是使用`Convert.ToByte`方法,每次处理两个字符(因为每个字节由两个16进制字符表示)。同时,我们需要处理字符串长度可能是奇数的情况(通常16进制字符串长度应为偶数,但有时可能会遇到没有前导零的奇数长度字符串,这时我们需要在前面补0)。 另一种方法是使用.NET Framework 3.5及以上版本提供的`System.HexConverter`,但注意这个类在.NET 5.0之前并不是公开的。因此,我们通常使用循环或者LINQ来实现。 这里给出两种常见方法: 方法1:使用循环和Convert.ToByte 步骤: 1. 检查字符串长度是否为奇数,如果是,则在前面补一个'0'。 2. 将字符串每两个字符分成一组。 3. 将每组字符串转换为一个byte。 方法2:使用LINQ(简洁但效率稍低) 我们主要使用方法1,因为它效率较高且容易理解。 代码实现(方法1):</think>### C# 16进制字符串转换byte数组 #### 解决方案代码 ```csharp public static byte[] HexStringToByteArray(string hex) { // 处理空字符串 if (string.IsNullOrEmpty(hex)) return Array.Empty<byte>(); // 处理奇数长度:在开头补'0' if (hex.Length % 2 != 0) hex = "0" + hex; byte[] bytes = new byte[hex.Length / 2]; for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) { // 每次截取两个字符转换 string hexByte = hex.Substring(i * 2, 2); bytes[i] = Convert.ToByte(hexByte, 16); // 16表示十六进制基数 } return bytes; } // 使用示例: string hex = "1A3F"; byte[] result = HexStringToByteArray(hex); // 输出结果: [26, 63] ``` #### 关键点解释 1. **长度处理**: - 十六进制字符串每两个字符表示1个字节(如`"A8"`=168) - 奇数长度时(如`"ABC"`)在开头补`'0'`变为`"0ABC"` 2. **核心转换**: - `Convert.ToByte(hexByte, 16)`:将两个字符的子串解析为字节 - 基数`16`指定输入为十六进制格式 3. **边界情况处理**: - 空输入返回空数组 - 自动处理大小写(`"aB"`和`"AB"`等效) 4. **性能优化**: - 预分配结果数组避免动态扩容 - 循环次数 = 字符串长度/2 #### 常见错误场景 1. **非法字符**: ```csharp HexStringToByteArray("G2"); // G不是有效十六进制字符 ``` *解决方案*:添加异常处理 ```csharp try { bytes[i] = Convert.ToByte(hexByte, 16); } catch (FormatException) { throw new ArgumentException($"无效的十六进制字符: {hexByte}"); } ``` 2. **带前缀的字符串**: ```csharp HexStringToByteArray("0x1A3F"); // 包含"0x"前缀 ``` *解决方案*:预处理移除前缀 ```csharp if (hex.StartsWith("0x", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) hex = hex.Substring(2); ``` 3. **带分隔符的字符串**: ```csharp HexStringToByteArray("1A-3F"); // 包含分隔符 ``` *解决方案*:过滤非十六进制字符 ```csharp hex = new string(hex.Where(c => IsHexChar(c)).ToArray()); // 辅助方法 private static bool IsHexChar(char c) => (c >= '0' && c <= '9') || (c >= 'A' && c <= 'F') || (c >= 'a' && c <= 'f'); ``` #### 性能优化方案(大型数据处理) ```csharp public static byte[] HexToBytes(ReadOnlySpan<char> hex) { if (hex.IsEmpty) return Array.Empty<byte>(); int len = (hex.Length + 1) / 2; // 处理奇数长度 var bytes = new byte[len]; for (int i = 0, j = 0; j < len; j++) { byte high = CharToNibble(hex[i++]); byte low = (i < hex.Length) ? CharToNibble(hex[i++]) : (byte)0; bytes[j] = (byte)((high << 4) | low); } return bytes; } private static byte CharToNibble(char c) { return c switch { >= '0' and <= '9' => (byte)(c - '0'), >= 'A' and <= 'F' => (byte)(c - 'A' + 10), >= 'a' and <= 'f' => (byte)(c - 'a' + 10), _ => throw new FormatException($"无效字符: {c}") }; } ``` *优势*: - 使用`Span<char>`减少内存分配 - 避免子字符串创建 - 直接位运算替代类型转换
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值