字节数组与16进制字符串的相互转换

时间：2023-01-10 09:41:44

众所周知，二进制数据（包括内存地址）在计算机中一般以16进制的方式表示，大家也习惯使用16进制来查看、记录二进制数据，所以看了一下Java中字节与16进制的相互转换。因为大多数情况下我们遇到的都是字节数组，所以本文是以字节数据与16进制字符串的相互转换为例。

先说一下看字节与16进制转换问题的缘由。在项目中，我准备写一个MD5的工具方法，使用的是JDK自带的 MessageDigest 信息摘要类，代码如下：

MessageDigest md5Digest = MessageDigest.getInstance("MD5");
byte[] btArr = md5Digest.digest(str.getBytes());

很明显，我在调用了信息摘要方法之后，得到的是一个字节数组 byte[] ，而我想要的 MD5 方法应该是像大多数md5工具一样，返回一个 32 位的字符串。

简单查了一下，才知道原来 MD5 信息摘要算法返回的结果是一个 128 bit 的二进制数据，128 bit 正好是 16个 byte，而1个byte转成16进制正好是2位（16进制使用4个bit，一个byte有8个bit），所以MD5算法返回的128bit 转成 16进制就正好是 32位。

听着可能有点绕，简单的说，上述代码中md5信息摘要之后，返回了一个有 16个字节的字节数组，而现在需要做的就是把这个字节数组转成16进制格式的数据。

 

回到正题，字节与16进制相互转换的代码如下：

public class HexTest {

    private static final char HexCharArr[] = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','a','b','c','d','e','f'};

    private static final String HexStr = "0123456789abcdef";

    public static String byteArrToHex(byte[] btArr) {
        char strArr[] = new char[btArr.length * 2];
        int i = 0;
        for (byte bt : btArr) {
            strArr[i++] = HexCharArr[bt>>>4 & 0xf];
            strArr[i++] = HexCharArr[bt & 0xf];
        }
        return new String(strArr);
    }

    public static byte[] hexToByteArr(String hexStr) {
        char[] charArr = hexStr.toCharArray();
        byte btArr[] = new byte[charArr.length / 2];
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < charArr.length; i++) {
            int highBit = HexStr.indexOf(charArr[i]);
            int lowBit = HexStr.indexOf(charArr[++i]);
            btArr[index] = (byte) (highBit << 4 | lowBit);
            index++;
        }
        return btArr;
    }
}
byteArrToHex 字节数组转成16进制字符串
基本的算法是：把一个字节分成高4位的bit和低4位的bit，先取高4位的bit，得到这4位bit对应的数字（范围在0~15）,就可以知道对应的16进制数是多少了；按同样的方式取到低4位bit对应的16进制数，把这些16进制数放到一个数组里，最后串成一个字符串，就得到了我们需要的16进制字符串。

hexToByteArr 16进制字符串转成字节数组
基本的算法是：把16进制字符串分成一个的char数组，循环取其中的两个char，这两个char的值一定都是在[0123456789abcdef]之间；先找到第一个char对应的下标位置，比如说char的值为 a，那么下标位置就是 10，把数字10转成byte类型，取低4位bit，然后用同样的方式找到第二个char对应的下标数字，取到该数字的低4位bit；将刚才取到的两个低4位bit拼在一起，第一个char对应的4位bit为字节的高4位，第二个char对应的4位bit为字节的低4位，这样组成一个完整的8bit字节；循环完char数组，就得到了16进制字符串对应的字节数组。

因16进制只需占用4个bit，而一个字节有8个bit，所以字节转16进制的时候需要拆开来转换，一个字节对应两个16进制字符；而16进制字符串转成字节的时候，需要用两个16进制数对应的bit拼接起来才能组成一个完整的字节，转换后得到的字节数组的长度是16进制字符串长度的一半。
（完）
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