.NET 編碼的基礎知識

2022 年 1 月 4 日
筆記
.NET Core, 16進位, byte[], 位元組流, 編碼

.NET 編碼的一些基本概念和分析

簡單的類型概念

Hex （16進位）
byte 位元組範圍是：0~255，二進位下的範圍就是00000000~11111111，相當於1位元組。
byte[] 位元組數組
bit 比特，只有2種狀態：0，1

1 位元組等於 8 比特 即1byte=8bit

在c#中。Byte即byte，他是一個struct結構體，

b1等於b2.

byte b = 1;
byte b1 = 0xf;//以0x開頭 即16進位的寫法
byte b2 = 15;
Assert.Equal(b1, b2);

錯誤的語法

byte b3 = b1 + b2;

正確的語法

byte b3 = (byte)(b1 + b2);
//或
int b4 = b1 + b2;

因為byte的相互運算太容易發生溢出，+ 加的重載是int類型相加，所以結果是int類型

Encoding.UTF8.GetBytes

UTF8是統一的編碼方式，它是一種變長的編碼方式.它可以使用1~4個位元組表示一個符號，根據不同的符號而變化位元組長度

byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("0123456789");

能得到什麼樣的數據，48,49,50,51,52,53,54,55,56,57。為什麼？

搜ASCII碼，我們就知道 0的ASCII碼是 48

如果是字母呢。

byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("ABCDabcd");

能得到什麼樣的數據，65,66,67,68,97,98,99,100。為什麼？還是因為ASCII碼。UTF8當然是兼容ASCII碼。

因為一個ASCII碼，1個位元組就能表示256個狀態，所以英文字母，阿拉伯數字，標點符號都不在話，哪如果是中文呢。這裡我們就拿UTF8編碼來分析。

byte[]   plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("中國");

如下內容，長度為6，228，184，173 都是十進位。如果轉成16進位呢。e4，b8，ad，如果分不清十六進位，建議學一下，電腦系統基礎。當然，說明一下，a代表10，e即代表14.即14*16+4=228.表示時不區分大小寫，即用大寫A，和小寫a都能表示10

列	十進位	十六進位
0	228	e4
1	184	b8
2	173	ad
3	229	e5
4	155	9b
5	189	bd

我們從網上搜下，可以發現中國的UTF-8編碼： E4B8AD E59BBD.說明通過Encoding.UTF8.GetBytes的結果肯定是對的。中文是用3或4個 Bytes存儲的。

1.byte[] 轉換hex(16進位字元串)

Encoding.UTF8.GetBytes能得到數據的十進位的位元組數組。
BitConverter.ToString支援將十進位的數據轉換成16進位，中間以-分隔，所以需要將中間的- Replace掉

public string ByteToHex(string str)
{
    byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
    string hex = BitConverter.ToString(bytes, 0).Replace("-", string.Empty);
    return hex;
}

hex得到的數據就是 E4B8ADE59BBD

 string hex= ByteToHex("中國");

2.byte[] 轉換hex:StringBuilder方式

如下內容為什麼能將數據轉成16進位.

Encoding.UTF8.GetBytes能得到數據的十進位的位元組數組。
利用c#中的 複合格式化特性 {0:X2}自動轉換成16進位。同樣內容支援Console.WriteLine等

public string ByteToHex2(string str)
{
    byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
    StringBuilder ret = new StringBuilder();
    foreach (byte b in bytes)
    {
        //{0:x2} 小寫
        ret.AppendFormat("{0:X2}", b);
    }
    return ret.ToString();
}

hex(16進位字元串)轉換 byte[]

一個循環將16進位轉換成10進位。

public byte[] HexToByte(string hex)
{
    byte[] inputByteArray = new byte[hex.Length / 2];
    for (var x = 0; x < inputByteArray.Length; x++)
    {
        var i = Convert.ToInt32(hex.Substring(x * 2, 2), 16);
        inputByteArray[x] = (byte)i;
    }
    return inputByteArray;
}

調用如下內容，bytes[]中的長度為6，數據是228，184，173、229，155，189。即上文中的中國的十進位byte數組

string hexChinese = "E4B8ADE59BBD";//中國的UTF8編碼。十六進位。
byte[] bytes = HexToByte(hexChinese);
string text = Encoding.UTF8.GetString(bytes);// `中國`

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