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C# 字串與十六進位互轉完整實作：含 VB6 相容版本

編輯：關於C#

字串與十六進位（Hex）編碼互轉是序列化、加密、通訊協定、日誌記錄常見需求。本文提供 C# 標準實作、效能優化版本、VB6 相容版本，並分析 Unicode 處理細節。

核心轉換邏輯

編碼：字串 → Hex

每個字元轉為 4 位元十六進位 (UTF-16 碼位)

public static class HexConverter
{
    /// 
    /// 字串編碼為十六進位字串 (每字元 4 位元，大寫)
    /// 
    public static string Encode(string input)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(input)) return string.Empty;
        
        var sb = new StringBuilder(input.Length * 4);
        foreach (char c in input)
        {
            sb.Append(((ushort)c).ToString("X4")); // UTF-16 碼位，固定 4 位元
        }
        return sb.ToString();
    }

    /// 
    /// 解碼十六進位字串為原始字串
    /// 
    public static string Decode(string hex)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(hex)) return string.Empty;
        if (hex.Length % 4 != 0) 
            throw new ArgumentException("Hex 字串長度必須為 4 的倍數");

        var chars = new char[hex.Length / 4];
        for (int i = 0; i < chars.Length; i++)
        {
            string hexChar = hex.Substring(i * 4, 4);
            chars[i] = (char)ushort.Parse(hexChar, NumberStyles.HexNumber);
        }
        return new string(chars);
    }
}

測試範例

string original = "Hello 世界 123";
string encoded = HexConverter.Encode(original);
// 輸出：00480065006C006C006F00204E16754C0020003100320033

string decoded = HexConverter.Decode(encoded);
Console.WriteLine($"原始：{original}");
Console.WriteLine($"編碼：{encoded}");
Console.WriteLine($"解碼：{decoded}");
Console.WriteLine($"一致：{original == decoded}"); // True

效能優化版本

public static class HexConverterFast
{
    // 查表法：預計算 0-65535 的 Hex 字串 (約 256KB 記憶體)
    private static readonly string[] _hexLookup = CreateHexLookup();

    private static string[] CreateHexLookup()
    {
        var lookup = new string[65536];
        for (int i = 0; i < 65536; i++)
            lookup[i] = i.ToString("X4");
        return lookup;
    }

    public static string EncodeFast(string input)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(input)) return string.Empty;
        
        var sb = new StringBuilder(input.Length * 4);
        foreach (char c in input)
            sb.Append(_hexLookup[c]);
        return sb.ToString();
    }

    // 解碼同樣可用查表 (byte 級別)，略
}

位元組陣列版本 (常用於加密/網路)

public static class ByteArrayHexConverter
{
    // 位元組陣列 → Hex (每位元組 2 位元)
    public static string ToHex(byte[] bytes, bool upperCase = true)
    {
        if (bytes == null || bytes.Length == 0) return string.Empty;
        
        var format = upperCase ? "X2" : "x2";
        var sb = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
        foreach (byte b in bytes)
            sb.Append(b.ToString(format));
        return sb.ToString();
    }

    // Hex → 位元組陣列
    public static byte[] FromHex(string hex)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(hex)) return Array.Empty();
        if (hex.Length % 2 != 0) throw new ArgumentException("Hex 長度必須為偶數");

        var bytes = new byte[hex.Length / 2];
        for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
        {
            bytes[i] = byte.Parse(hex.Substring(i * 2, 2), NumberStyles.HexNumber);
        }
        return bytes;
    }

    // Span 版本 (.NET Core 2.1+，零配置)
    public static string ToHex(ReadOnlySpan bytes) => 
        bytes.Length == 0 ? string.Empty : Convert.ToHexString(bytes); // .NET 5+

    public static bool TryFromHex(ReadOnlySpan hex, Span destination, out int bytesWritten) =>
        Convert.TryFromHexString(hex, destination, out bytesWritten); // .NET 5+
}

VB6 相容版本

VB6 字串為 ANSI (雙位元組字元集 DBCS)，編碼邏輯不同：

' VB6 版本 (參考轉換)
Public Function EncodeVB6(ByVal strSource As String) As String
    Dim i As Long, strReturn As String
    Dim byteLow As String, byteHigh As String
    
    For i = 1 To Len(strSource)
        ' 取得雙位元組字元的低/高位元組
        byteLow = Right$("0" & Hex$(AscB(MidB$(strSource, i * 2 - 1, 1))), 2)
        byteHigh = Right$("0" & Hex$(AscB(MidB$(strSource, i * 2, 1))), 2)
        ' VB6 為 Little Endian：低位元組在前
        strReturn = strReturn & byteHigh & byteLow
    Next
    EncodeVB6 = strReturn
End Function

Public Function DecodeVB6(ByVal strDecode As String) As String
    If Len(strDecode) Mod 4 <> 0 Then Err.Raise vbObjectError + 1, , "Invalid hex length"
    
    Dim i As Long, strResult As String
    For i = 1 To Len(strDecode) Step 4
        Dim hexChar As String = Mid$(strDecode, i, 4)
        ' 高位元組在前 (Big Endian 解碼)
        Dim charCode As Long = CLng("&H" & hexChar)
        If charCode = 63 And hexChar <> "003F" Then Err.Raise vbObjectError + 2, , "Invalid char"
        strResult = strResult & ChrW$(charCode)
    Next
    DecodeVB6 = strResult
End Function

C# 實現 VB6 相容編碼

public static class Vb6HexConverter
{
    /// 
    /// 相容 VB6 Encode：ANSI 字串 → Hex (Little Endian 位元組序)
    /// 
    public static string EncodeVb6Compatible(string input, Encoding encoding = null)
    {
        encoding ??= Encoding.GetEncoding("GB2312"); // 或 Big5, 預設中文編碼
        byte[] bytes = encoding.GetBytes(input);
        return ByteArrayHexConverter.ToHex(bytes);
    }

    /// 
    /// 相容 VB6 Decode：Hex → ANSI 字串
    /// 
    public static string DecodeVb6Compatible(string hex, Encoding encoding = null)
    {
        encoding ??= Encoding.GetEncoding("GB2312");
        byte[] bytes = ByteArrayHexConverter.FromHex(hex);
        return encoding.GetString(bytes);
    }
}

編碼差異對照表

| 方面 | C# 標準 (UTF-16) | VB6 相容 (ANSI/DBCS) | |------|------------------|----------------------| | 字元編碼 | UTF-16 (固定 2 位元組/字元) | ANSI/DBCS (1-2 位元組/字元) | | Hex 長度 | 字元數 × 4 | 位元組數 × 2 | | 位元組序 | Big Endian (高位元組在前) | Little Endian (低位元組在前) | | 中文處理 | 統一 4 Hex/字 | 2-4 Hex/字 (視編碼) | | 適用場景 | .NET 內部、跨平台、JSON | VB6 互通、舊系統整合、特定協定 |

現代 .NET 內建方法 (.NET 5+)

// 位元組陣列 ↔ Hex (最高效能)
string hex = Convert.ToHexString(bytes);           // 編碼
bool ok = Convert.TryFromHexString(hex, out bytes); // 解碼 (不拋例外)

// 字串 ↔ UTF-8 位元組
byte[] utf8Bytes = "Hello".ToUtf8Bytes(); // 擴充方法或 Encoding.UTF8.GetBytes