パフォーマンス分析
注：2015-08-20現在の新しいリーダー。
いくつかの大まかなStopwatchパフォーマンステスト、ランダムな文での実行（n = 61、1000回の反復）、およびProject Gutenburgテキストでの実行（n = 1、238、957、150回の反復）を通じて、さまざまな変換方法をそれぞれ実行しました。およそ最速から最速までの結果を以下に示します。すべての測定はティック（10,000ティック= 1 ms）で行われ、すべての相対ノートは[最も遅い] StringBuilder実装と比較されます。使用したコードについては、以下を参照するか、これを実行するためのコードを保守しているテストフレームワークリポジトリをご覧ください。
免責事項
警告：具体的に何かをこれらの統計に依存しないでください。それらは単にサンプルデータのサンプル実行です。本当に最高のパフォーマンスが必要な場合は、使用するものを表すデータを使用して、本番環境のニーズを表す環境でこれらのメソッドをテストしてください。
結果
- ルックアップバイトによって
unsafe（CodesInChaosを介して）（によって試験レポに追加airbreather）
- テキスト：4,727.85（105.2X）
- 文：0.28（99.7X）
- バイトによるルックアップ（CodesInChaos経由）
- テキスト：10,853.96（45.8倍高速）
- 文：0.65（42.7倍速い）
- バイト操作2（CodesInChaos経由）
- テキスト：12,967.69（38.4倍高速）
- 文：0.73（37.9倍速い）
- バイト操作（Waleed Eissa経由）
- テキスト：16,856.64（29.5倍高速）
- 文：0.70（39.5倍高速）
- ルックアップ/シフト（Nathan Moinvaziri経由）
- テキスト：23,201.23（21.4倍高速）
- 文：1.24（22.3X速い）
- nibbleによる検索（Brian Lambert経由）
- テキスト：23,879.41（20.8倍高速）
- 文：1.15（23.9倍速い）
BitConverter （トマラック経由）
- テキスト：113,269.34（4.4倍高速）
- 文：9.98（2.8倍高速）
{SoapHexBinary}.ToString （Mykroft経由）
- テキスト：178,601.39（2.8倍高速）
- 文：10.68（2.6X高速）
{byte}.ToString("X2")（を使用foreach）（Will Deanの回答から派生）
- テキスト：308,805.38（2.4倍高速）
- 文：16.89（2.4倍高速）
{byte}.ToString("X2")（を使用{IEnumerable}.Aggregate、System.Linqが必要）（Mark経由）
- テキスト：352,828.20（2.1倍高速）
- 文：16.87（2.4倍高速）
Array.ConvertAll（を使用string.Join）（Will Dean経由）
- テキスト：675,451.57（1.1倍高速）
- 文：17.95（2.2倍高速）
Array.ConvertAll（を使用string.Concat、.NET 4.0が必要）（Will Dean経由）
- テキスト：752,078.70（1.0X高速）
- 文：18.28（2.2倍高速）
{StringBuilder}.AppendFormat（を使用foreach）（Tomalak経由）
- テキスト：672,115.77（1.1倍高速）
- 文：36.82（1.1X高速）
{StringBuilder}.AppendFormat（を使用し{IEnumerable}.Aggregate、System.Linqが必要です）（Tomalakの回答から派生）
- テキスト：718,380.63（1.0X高速）
- 文：39.71（1.0X高速）
ルックアップテーブルは、バイト操作をリードしています。基本的に、任意のニブルまたはバイトが16進数で何になるかを事前に計算する何らかの形式があります。次に、データをリッピングするときに、次の部分を調べて、それがどのような16進文字列であるかを確認します。次に、その値が何らかの方法で結果の文字列出力に追加されます。長い間バイト操作は、一部の開発者にとって読み取りが難しい可能性があり、最もパフォーマンスの高いアプローチでした。
あなたの最善の策は、いくつかの代表的なデータを見つけて、本番のような環境でそれを試すことです。異なるメモリ制約がある場合は、割り当てが少ない方法よりも高速ですが、より多くのメモリを消費する方法をお勧めします。
テストコード
使用したテストコードを自由に試してみてください。ここにはバージョンが含まれていますが、リポジトリを複製して独自のメソッドを追加してください。何か面白いものを見つけたり、使用するテストフレームワークの改善に協力したい場合は、プルリクエストを送信してください。
- 新しい静的メソッド（
Func<byte[], string>）を/Tests/ConvertByteArrayToHexString/Test.csに追加します。
- そのメソッドの名前を
TestCandidates同じクラスの戻り値に追加します。
GenerateTestInput同じクラスのコメントを切り替えて、必要な入力バージョン（文またはテキスト）を実行していることを確認してください。- ヒットF5して出力を待ちます（HTMLダンプも/ binフォルダーに生成されます）。
static string ByteArrayToHexStringViaStringJoinArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Join(string.Empty, Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringConcatArrayConvertAll(byte[] bytes) {
return string.Concat(Array.ConvertAll(bytes, b => b.ToString("X2")));
}
static string ByteArrayToHexStringViaBitConverter(byte[] bytes) {
string hex = BitConverter.ToString(bytes);
return hex.Replace("-", "");
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateByteToString(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.Append(b.ToString("X2"))).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachByteToString(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.Append(b.ToString("X2"));
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateAppendFormat(byte[] bytes) {
return bytes.Aggregate(new StringBuilder(bytes.Length * 2), (sb, b) => sb.AppendFormat("{0:X2}", b)).ToString();
}
static string ByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachAppendFormat(byte[] bytes) {
StringBuilder hex = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes)
hex.AppendFormat("{0:X2}", b);
return hex.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation(byte[] bytes) {
char[] c = new char[bytes.Length * 2];
byte b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
b = ((byte)(bytes[i] >> 4));
c[i * 2] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
b = ((byte)(bytes[i] & 0xF));
c[i * 2 + 1] = (char)(b > 9 ? b + 0x37 : b + 0x30);
}
return new string(c);
}
static string ByteArrayToHexViaByteManipulation2(byte[] bytes) {
char[] c = new char[bytes.Length * 2];
int b;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
b = bytes[i] >> 4;
c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
b = bytes[i] & 0xF;
c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
}
return new string(c);
}
static string ByteArrayToHexViaSoapHexBinary(byte[] bytes) {
SoapHexBinary soapHexBinary = new SoapHexBinary(bytes);
return soapHexBinary.ToString();
}
static string ByteArrayToHexViaLookupAndShift(byte[] bytes) {
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
string hexAlphabet = "0123456789ABCDEF";
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexAlphabet[(int)(b >> 4)]);
result.Append(hexAlphabet[(int)(b & 0xF)]);
}
return result.ToString();
}
static readonly uint* _lookup32UnsafeP = (uint*)GCHandle.Alloc(_Lookup32, GCHandleType.Pinned).AddrOfPinnedObject();
static string ByteArrayToHexViaLookup32UnsafeDirect(byte[] bytes) {
var lookupP = _lookup32UnsafeP;
var result = new string((char)0, bytes.Length * 2);
fixed (byte* bytesP = bytes)
fixed (char* resultP = result) {
uint* resultP2 = (uint*)resultP;
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
resultP2[i] = lookupP[bytesP[i]];
}
}
return result;
}
static uint[] _Lookup32 = Enumerable.Range(0, 255).Select(i => {
string s = i.ToString("X2");
return ((uint)s[0]) + ((uint)s[1] << 16);
}).ToArray();
static string ByteArrayToHexViaLookupPerByte(byte[] bytes) {
var result = new char[bytes.Length * 2];
for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
{
var val = _Lookup32[bytes[i]];
result[2*i] = (char)val;
result[2*i + 1] = (char) (val >> 16);
}
return new string(result);
}
static string ByteArrayToHexViaLookup(byte[] bytes) {
string[] hexStringTable = new string[] {
"00", "01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "0A", "0B", "0C", "0D", "0E", "0F",
"10", "11", "12", "13", "14", "15", "16", "17", "18", "19", "1A", "1B", "1C", "1D", "1E", "1F",
"20", "21", "22", "23", "24", "25", "26", "27", "28", "29", "2A", "2B", "2C", "2D", "2E", "2F",
"30", "31", "32", "33", "34", "35", "36", "37", "38", "39", "3A", "3B", "3C", "3D", "3E", "3F",
"40", "41", "42", "43", "44", "45", "46", "47", "48", "49", "4A", "4B", "4C", "4D", "4E", "4F",
"50", "51", "52", "53", "54", "55", "56", "57", "58", "59", "5A", "5B", "5C", "5D", "5E", "5F",
"60", "61", "62", "63", "64", "65", "66", "67", "68", "69", "6A", "6B", "6C", "6D", "6E", "6F",
"70", "71", "72", "73", "74", "75", "76", "77", "78", "79", "7A", "7B", "7C", "7D", "7E", "7F",
"80", "81", "82", "83", "84", "85", "86", "87", "88", "89", "8A", "8B", "8C", "8D", "8E", "8F",
"90", "91", "92", "93", "94", "95", "96", "97", "98", "99", "9A", "9B", "9C", "9D", "9E", "9F",
"A0", "A1", "A2", "A3", "A4", "A5", "A6", "A7", "A8", "A9", "AA", "AB", "AC", "AD", "AE", "AF",
"B0", "B1", "B2", "B3", "B4", "B5", "B6", "B7", "B8", "B9", "BA", "BB", "BC", "BD", "BE", "BF",
"C0", "C1", "C2", "C3", "C4", "C5", "C6", "C7", "C8", "C9", "CA", "CB", "CC", "CD", "CE", "CF",
"D0", "D1", "D2", "D3", "D4", "D5", "D6", "D7", "D8", "D9", "DA", "DB", "DC", "DD", "DE", "DF",
"E0", "E1", "E2", "E3", "E4", "E5", "E6", "E7", "E8", "E9", "EA", "EB", "EC", "ED", "EE", "EF",
"F0", "F1", "F2", "F3", "F4", "F5", "F6", "F7", "F8", "F9", "FA", "FB", "FC", "FD", "FE", "FF",
};
StringBuilder result = new StringBuilder(bytes.Length * 2);
foreach (byte b in bytes) {
result.Append(hexStringTable[b]);
}
return result.ToString();
}
アップデート（2010-01-13）
分析に対するWaleedの回答を追加しました。かなり速いです。
アップデート（2011-10-05）
string.Concat Array.ConvertAll完全性のためにバリアントを追加しました（.NET 4.0が必要です）。string.Joinバージョンと同等。
アップデート（2012-02-05）
テストリポジトリには、などのバリアントがさらに含まれていStringBuilder.Append(b.ToString("X2"))ます。結果を混乱させるものはありません。たとえばforeachはより高速です{IEnumerable}.Aggregateが、それBitConverterでも勝ちます。
アップデート（2012-04-03）
SoapHexBinary分析へのMykroftの回答が追加され、3位になりました。
アップデート（2013-01-15）
CodesInChaosのバイト操作の回答を追加しました。これは（テキストの大きなブロックで大幅なマージンで）1位になりました。
アップデート（2013-05-23）
Nathan Moinvaziriの検索回答とBrian Lambertのブログからのバリアントを追加しました。どちらもかなり高速ですが、私が使用したテストマシン（AMD Phenom 9750）ではリードしていません。
アップデート（2014-07-31）
@CodesInChaosの新しいバイトベースのルックアップ回答が追加されました。文テストと全文テストの両方で主導権を握ったようです。
アップデート（2015-08-20）
この回答のリポジトリにairbreatherの最適化とunsafeバリアントを追加しました。安全でないゲームでプレイしたい場合は、短い文字列と大きなテキストの両方で、以前のトップ勝者よりも大幅にパフォーマンスを向上させることができます。