如何将字节数组(MD5哈希)转换为字符串(36个字符)
本文关键字：转换 字符串 字符 36个 哈希 MD5 字节 字节数 数组 | 更新日期: 2023-09-27 18:08:38
我有一个使用哈希函数创建的字节数组。我想把这个数组转换成一个字符串。到目前为止还不错，它会给我十六进制字符串。
现在，我想使用与十六进制字符不同的，我想用36个字符对字节数组进行编码：[a-z][0-9]。
我该怎么走？
编辑：我之所以这么做，是因为我希望有一个比十六进制字符串小的字符串。
我将任意长度的基转换函数从这个答案调整为C#：
static string BaseConvert(string number, int fromBase, int toBase)
{
var digits = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
var length = number.Length;
var result = string.Empty;
var nibbles = number.Select(c => digits.IndexOf(c)).ToList();
int newlen;
do {
var value = 0;
newlen = 0;
for (var i = 0; i < length; ++i) {
value = value * fromBase + nibbles[i];
if (value >= toBase) {
if (newlen == nibbles.Count) {
nibbles.Add(0);
}
nibbles[newlen++] = value / toBase;
value %= toBase;
}
else if (newlen > 0) {
if (newlen == nibbles.Count) {
nibbles.Add(0);
}
nibbles[newlen++] = 0;
}
}
length = newlen;
result = digits[value] + result; //
}
while (newlen != 0);
return result;
}
由于它来自PHP，所以可能不是太习惯的C#，也没有参数有效性检查。然而，你可以给它一个十六进制编码的字符串，它可以很好地与配合使用
var result = BaseConvert(hexEncoded, 16, 36);
这并不是您所要求的，但将byte[]编码为十六进制是微不足道的。
在实际操作中查看。
今晚早些时候，我遇到了一个围绕这里讨论的相同算法的代码评审问题。请参阅：https://codereview.stackexchange.com/questions/14084/base-36-encoding-of-a-byte-array/
我提供了它早期答案之一的改进实现(两者都使用BigInteger(。请参阅：https://codereview.stackexchange.com/a/20014/20654.该解决方案采用一个字节[]并返回一个Base36字符串。原始和我的都包含简单的基准信息。
为了完整起见，以下是从字符串中解码字节[]的方法。我将包括上面链接中的编码函数。有关解码的一些简单基准信息，请参阅此代码块后面的文本。
const int kByteBitCount= 8; // number of bits in a byte
// constants that we use in FromBase36String and ToBase36String
const string kBase36Digits= "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
static readonly double kBase36CharsLengthDivisor= Math.Log(kBase36Digits.Length, 2);
static readonly BigInteger kBigInt36= new BigInteger(36);
// assumes the input 'chars' is in big-endian ordering, MSB->LSB
static byte[] FromBase36String(string chars)
{
var bi= new BigInteger();
for (int x= 0; x < chars.Length; x++)
{
int i= kBase36Digits.IndexOf(chars[x]);
if (i < 0) return null; // invalid character
bi *= kBigInt36;
bi += i;
}
return bi.ToByteArray();
}
// characters returned are in big-endian ordering, MSB->LSB
static string ToBase36String(byte[] bytes)
{
// Estimate the result's length so we don't waste time realloc'ing
int result_length= (int)
Math.Ceiling(bytes.Length * kByteBitCount / kBase36CharsLengthDivisor);
// We use a List so we don't have to CopyTo a StringBuilder's characters
// to a char[], only to then Array.Reverse it later
var result= new System.Collections.Generic.List<char>(result_length);
var dividend= new BigInteger(bytes);
// IsZero's computation is less complex than evaluating "dividend > 0"
// which invokes BigInteger.CompareTo(BigInteger)
while (!dividend.IsZero)
{
BigInteger remainder;
dividend= BigInteger.DivRem(dividend, kBigInt36, out remainder);
int digit_index= Math.Abs((int)remainder);
result.Add(kBase36Digits[digit_index]);
}
// orientate the characters in big-endian ordering
result.Reverse();
// ToArray will also trim the excess chars used in length prediction
return new string(result.ToArray());
}
"测试1234。做得稍微大一点！"编码到Base64为"165kkoorqxin775ct82ist5ysteekll7kaqlcnnu6mfe7ag7e63b5">
在我的机器上解码Base36字符串1000000次需要12.6558909秒(我使用了与代码审查答案中提供的相同的构建和机器条件(
您提到，您处理的是MD5哈希的byte[]，而不是它的十六进制字符串表示，所以我认为这个解决方案为您提供的开销最小。
如果您想要一个更短的字符串，并且可以接受[a-zA-Z0-9]和+，然后查看Convert.ToBase64String
使用BigInteger(需要System.Numerics参考(
使用BigInteger(需要System.Numerics参考(
const string chars = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
// The result is padded with chars[0] to make the string length
// (int)Math.Ceiling(bytes.Length * 8 / Math.Log(chars.Length, 2))
// (so that for any value [0...0]-[255...255] of bytes the resulting
// string will have same length)
public static string ToBaseN(byte[] bytes, string chars, bool littleEndian = true, int len = -1)
{
if (bytes.Length == 0 || len == 0)
{
return String.Empty;
}
// BigInteger saves in the last byte the sign. > 7F negative,
// <= 7F positive.
// If we have a "negative" number, we will prepend a 0 byte.
byte[] bytes2;
if (littleEndian)
{
if (bytes[bytes.Length - 1] <= 0x7F)
{
bytes2 = bytes;
}
else
{
// Note that Array.Resize doesn't modify the original array,
// but creates a copy and sets the passed reference to the
// new array
bytes2 = bytes;
Array.Resize(ref bytes2, bytes.Length + 1);
}
}
else
{
bytes2 = new byte[bytes[0] > 0x7F ? bytes.Length + 1 : bytes.Length];
// We copy and reverse the array
for (int i = bytes.Length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++)
{
bytes2[j] = bytes[i];
}
}
BigInteger bi = new BigInteger(bytes2);
// A little optimization. We will do many divisions based on
// chars.Length .
BigInteger length = chars.Length;
// We pre-calc the length of the string. We know the bits of
// "information" of a byte are 8. Using Log2 we calc the bits of
// information of our new base.
if (len == -1)
{
len = (int)Math.Ceiling(bytes.Length * 8 / Math.Log(chars.Length, 2));
}
// We will build our string on a char[]
var chs = new char[len];
int chsIndex = 0;
while (bi > 0)
{
BigInteger remainder;
bi = BigInteger.DivRem(bi, length, out remainder);
chs[littleEndian ? chsIndex : len - chsIndex - 1] = chars[(int)remainder];
chsIndex++;
if (chsIndex < 0)
{
if (bi > 0)
{
throw new OverflowException();
}
}
}
// We append the zeros that we skipped at the beginning
if (littleEndian)
{
while (chsIndex < len)
{
chs[chsIndex] = chars[0];
chsIndex++;
}
}
else
{
while (chsIndex < len)
{
chs[len - chsIndex - 1] = chars[0];
chsIndex++;
}
}
return new string(chs);
}
public static byte[] FromBaseN(string str, string chars, bool littleEndian = true, int len = -1)
{
if (str.Length == 0 || len == 0)
{
return new byte[0];
}
// This should be the maximum length of the byte[] array. It's
// the opposite of the one used in ToBaseN.
// Note that it can be passed as a parameter
if (len == -1)
{
len = (int)Math.Ceiling(str.Length * Math.Log(chars.Length, 2) / 8);
}
BigInteger bi = BigInteger.Zero;
BigInteger length2 = chars.Length;
BigInteger mult = BigInteger.One;
for (int j = 0; j < str.Length; j++)
{
int ix = chars.IndexOf(littleEndian ? str[j] : str[str.Length - j - 1]);
// We didn't find the character
if (ix == -1)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException();
}
bi += ix * mult;
mult *= length2;
}
var bytes = bi.ToByteArray();
int len2 = bytes.Length;
// BigInteger adds a 0 byte for positive numbers that have the
// last byte > 0x7F
if (len2 >= 2 && bytes[len2 - 1] == 0)
{
len2--;
}
int len3 = Math.Min(len, len2);
byte[] bytes2;
if (littleEndian)
{
if (len == bytes.Length)
{
bytes2 = bytes;
}
else
{
bytes2 = new byte[len];
Array.Copy(bytes, bytes2, len3);
}
}
else
{
bytes2 = new byte[len];
for (int i = 0; i < len3; i++)
{
bytes2[len - i - 1] = bytes[i];
}
}
for (int i = len3; i < len2; i++)
{
if (bytes[i] != 0)
{
throw new OverflowException();
}
}
return bytes2;
}
请注意，它们真的很慢！真的很慢！(100公里2分钟(。为了加快它们的速度，您可能需要重写除法/模运算，以便它们直接在缓冲区上工作，而不是每次都像BigInteger那样重新创建暂存区。而且它仍然会很慢。问题是编码第一个字节所需的时间是O(n(，其中n是字节数组的长度(这是因为所有数组都需要除以36(。除非您想处理5字节的块并丢失一些位。Base36的每个符号携带大约5.169925001个比特。因此，这些符号中的8个将携带41.35940001个比特。非常接近40字节。
请注意，这些方法既可以在小端序模式下工作，也可以在大端序模式中工作。输入和输出的端序是相同的。两种方法都接受len参数。您可以使用它来修剪多余的0(零(。请注意，如果您试图使输出太小而无法包含输入，则会抛出OverflowException。
System.Text.Encoding enc = System.Text.Encoding.ASCII;
string myString = enc.GetString(myByteArray);
你可以玩你需要的编码：
System.Text.ASCIIEncoding,
System.Text.UnicodeEncoding,
System.Text.UTF7Encoding,
System.Text.UTF8Encoding
为了满足[a-z][0-9]的要求，您可以使用它：
Byte[] bytes = new Byte[] { 200, 180, 34 };
string result = String.Join("a", bytes.Select(x => x.ToString()).ToArray());
您将拥有带字符分隔符的字节字符串表示形式。要转换回，您需要进行拆分，并使用与.Select()相同的方法将string[]转换为byte[]。
通常使用2的幂，这样一个字符映射到固定数量的位。例如，32位的字母表将映射到5位。在这种情况下，唯一的挑战是如何反序列化可变长度的字符串。
对于36位，您可以将数据视为一个大数字，然后：
- 除以36
- 将余数作为字符添加到结果中
- 重复，直到除法结果为0
说起来容易做起来难。
您可以使用modulu。本例将字节数组编码为[0-9][a-z]字符串。如果你愿意的话，可以改变它。
public string byteToString(byte[] byteArr)
{
int i;
char[] charArr = new char[byteArr.Length];
for (i = 0; i < byteArr.Length; i++)
{
int byt = byteArr[i] % 36; // 36=num of availible charachters
if (byt < 10)
{
charArr[i] = (char)(byt + 48); //if % result is a digit
}
else
{
charArr[i] = (char)(byt + 87); //if % result is a letter
}
}
return new String(charArr);
}
如果你不想因为去编码而丢失数据，你可以使用这个例子：
public string byteToString(byte[] byteArr)
{
int i;
char[] charArr = new char[byteArr.Length*2];
for (i = 0; i < byteArr.Length; i++)
{
charArr[2 * i] = (char)((int)byteArr[i] / 36+48);
int byt = byteArr[i] % 36; // 36=num of availible charachters
if (byt < 10)
{
charArr[2*i+1] = (char)(byt + 48); //if % result is a digit
}
else
{
charArr[2*i+1] = (char)(byt + 87); //if % result is a letter
}
}
return new String(charArr);
}
现在有一个长度加倍的字符串，奇数字符是36的乘积，偶数字符是残差。例如：200=36*5+20=>"5k"。