Converter uma representação de cadeia de um hexadecimal para uma matriz de bytes usando Java?

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/140131

  •  02-07-2019
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Pergunta

Eu estou procurando uma maneira de converter uma cadeia longa (a partir de um dump), que representa valores hexadecimais em uma matriz de bytes.

Eu não poderia ter formulado melhor do que a pessoa que postou o mesma pergunta aqui .

Mas para mantê-lo original, eu vou frase que minha própria maneira: suponha que eu tenho um "00A0BF" string que gostaria interpretado como o 

byte[] {0x00,0xA0,0xBf}

O que devo fazer?

Eu sou um novato Java e acabou usando BigInteger e cuidando de zeros hexadecimais. Mas eu acho que é feio e tenho certeza de que estou perdendo algo simples.

Foi útil?

Solução

Aqui está uma solução que eu acho que é melhor do que qualquer publicado até agora: 

public static byte[] hexStringToByteArray(String s) {
    int len = s.length();
    byte[] data = new byte[len / 2];
    for (int i = 0; i < len; i += 2) {
        data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4)
                             + Character.digit(s.charAt(i+1), 16));
    }
    return data;
}

As razões por que é uma melhoria:

  • segura com zeros (ao contrário BigInteger) e com valores de byte negativos (ao contrário Byte.parseByte)

  • não converter a String em um char[], ou criar StringBuilder e objetos String para cada byte.

  • Não há bibliotecas dependentes que podem não estar disponíveis

Sinta-se livre para adicionar verificação argumento via assert ou exceções se o argumento não é conhecido por ser seguro.

Outras dicas

one-liners: 

import javax.xml.bind.DatatypeConverter;

public static String toHexString(byte[] array) {
    return DatatypeConverter.printHexBinary(array);
}

public static byte[] toByteArray(String s) {
    return DatatypeConverter.parseHexBinary(s);
}

Advertências :

  • em Java 9 Jigsaw isso não é mais parte do (default) raiz java.se set por isso vai resultar em uma ClassNotFoundException menos que você especifique --add-modules java.se.ee (graças a @eckes)
  • Não disponível no Android (graças a Fabian para notar isso), mas você só pode pegar o código fonte se o seu sistema carece javax.xml por algum motivo. Graças à @Bert Regelink para extrair a fonte.

A classe Hex em commons-codec deve fazer isso por você.

http://commons.apache.org/codec/ 

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
...
byte[] decoded = Hex.decodeHex("00A0BF");
// 0x00 0xA0 0xBF

Você agora pode usar BaseEncoding em guava para alcançar este objetivo. 

BaseEncoding.base16().decode(string);

Para reverter isso usar 

BaseEncoding.base16().encode(bytes);

Na verdade, acho que o BigInteger é solução é muito agradável: 

new BigInteger("00A0BF", 16).toByteArray();

Edit:. Não seguro para zeros à esquerda , como observou o cartaz

O HexBinaryAdapter fornece a capacidade de marechal e unmarshal entre String e byte[]. 

import javax.xml.bind.annotation.adapters.HexBinaryAdapter;

public byte[] hexToBytes(String hexString) {
     HexBinaryAdapter adapter = new HexBinaryAdapter();
     byte[] bytes = adapter.unmarshal(hexString);
     return bytes;
}

Isso é apenas um exemplo que eu digitei ... Na verdade, eu apenas usá-lo como está e não precisa fazer um método separado para usá-lo.

one-liners: 

import javax.xml.bind.DatatypeConverter;

public static String toHexString(byte[] array) {
    return DatatypeConverter.printHexBinary(array);
}

public static byte[] toByteArray(String s) {
    return DatatypeConverter.parseHexBinary(s);
}

Para aqueles de vocês interessados ??no código real por trás das one-liners de FractalizeR (Eu precisava que desde javax.xml.bind não está disponível para Android (por padrão)), este vem de com.sun.xml.internal.bind.DatatypeConverterImpl.java : 

public byte[] parseHexBinary(String s) {
    final int len = s.length();

    // "111" is not a valid hex encoding.
    if( len%2 != 0 )
        throw new IllegalArgumentException("hexBinary needs to be even-length: "+s);

    byte[] out = new byte[len/2];

    for( int i=0; i<len; i+=2 ) {
        int h = hexToBin(s.charAt(i  ));
        int l = hexToBin(s.charAt(i+1));
        if( h==-1 || l==-1 )
            throw new IllegalArgumentException("contains illegal character for hexBinary: "+s);

        out[i/2] = (byte)(h*16+l);
    }

    return out;
}

private static int hexToBin( char ch ) {
    if( '0'<=ch && ch<='9' )    return ch-'0';
    if( 'A'<=ch && ch<='F' )    return ch-'A'+10;
    if( 'a'<=ch && ch<='f' )    return ch-'a'+10;
    return -1;
}

private static final char[] hexCode = "0123456789ABCDEF".toCharArray();

public String printHexBinary(byte[] data) {
    StringBuilder r = new StringBuilder(data.length*2);
    for ( byte b : data) {
        r.append(hexCode[(b >> 4) & 0xF]);
        r.append(hexCode[(b & 0xF)]);
    }
    return r.toString();
}

Aqui está um método que realmente funciona (com base em várias respostas semi-corretas anteriores): 

private static byte[] fromHexString(final String encoded) {
    if ((encoded.length() % 2) != 0)
        throw new IllegalArgumentException("Input string must contain an even number of characters");

    final byte result[] = new byte[encoded.length()/2];
    final char enc[] = encoded.toCharArray();
    for (int i = 0; i < enc.length; i += 2) {
        StringBuilder curr = new StringBuilder(2);
        curr.append(enc[i]).append(enc[i + 1]);
        result[i/2] = (byte) Integer.parseInt(curr.toString(), 16);
    }
    return result;
}

O único possível problema que eu posso ver é se a cadeia de entrada é extremamente longo; chamando ToCharArray () faz uma cópia da matriz interna da string.

EDIT: Ah, e por falar nisso, bytes são assinados em Java, para que seus convertidos cadeia de entrada para [0, -96, -65] em vez de [0, 160, 191]. Mas você provavelmente já sabia disso.

No Android, se você estiver trabalhando com hex, você pode tentar Okio .

uso simples: 

byte[] bytes = ByteString.decodeHex("c000060000").toByteArray();

e resultado será 

[-64, 0, 6, 0, 0]

EDIT: como apontado por @mmyers, este método não funciona na entrada que contém substrings correspondentes a bytes com o conjunto de alta bit ( "80" - "FF"). A explicação é em Bug ID: 6259307 Byte.parseByte não funciona como anunciado no SDK documentação . 

public static final byte[] fromHexString(final String s) {
    byte[] arr = new byte[s.length()/2];
    for ( int start = 0; start < s.length(); start += 2 )
    {
        String thisByte = s.substring(start, start+2);
        arr[start/2] = Byte.parseByte(thisByte, 16);
    }
    return arr;
}

O BigInteger() Método de java.math é muito lento e não recommandable.

Integer.parseInt(HEXString, 16)

pode causar problemas com alguns personagens sem a conversão para Digit / Integer

Um método bem Trabalho: 

Integer.decode("0xXX") .byteValue()

Função: 

public static byte[] HexStringToByteArray(String s) {
    byte data[] = new byte[s.length()/2];
    for(int i=0;i < s.length();i+=2) {
        data[i/2] = (Integer.decode("0x"+s.charAt(i)+s.charAt(i+1))).byteValue();
    }
    return data;
}

Have Fun, Good Luck

O Código apresentado por Bert Regelink simplesmente não funciona. Tente o seguinte: 

import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
import java.io.*;

public class Test
{  
    @Test
    public void testObjectStreams( ) throws IOException, ClassNotFoundException
    {     
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);

            String stringTest = "TEST";
            oos.writeObject( stringTest );

            oos.close();
            baos.close();

            byte[] bytes = baos.toByteArray();
            String hexString = DatatypeConverter.printHexBinary( bytes);
            byte[] reconvertedBytes = DatatypeConverter.parseHexBinary(hexString);

            assertArrayEquals( bytes, reconvertedBytes );

            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(reconvertedBytes);
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);

            String readString = (String) ois.readObject();

            assertEquals( stringTest, readString);
        }
    }

Por que vale a pena, aqui está uma outra versão que suporta cadeias de comprimento ímpares, sem recorrer a concatenação. 

public static byte[] hexStringToByteArray(String input) {
    int len = input.length();

    if (len == 0) {
        return new byte[] {};
    }

    byte[] data;
    int startIdx;
    if (len % 2 != 0) {
        data = new byte[(len / 2) + 1];
        data[0] = (byte) Character.digit(input.charAt(0), 16);
        startIdx = 1;
    } else {
        data = new byte[len / 2];
        startIdx = 0;
    }

    for (int i = startIdx; i < len; i += 2) {
        data[(i + 1) / 2] = (byte) ((Character.digit(input.charAt(i), 16) << 4)
                + Character.digit(input.charAt(i+1), 16));
    }
    return data;
}

Eu sempre usei um método como 

public static final byte[] fromHexString(final String s) {
    String[] v = s.split(" ");
    byte[] arr = new byte[v.length];
    int i = 0;
    for(String val: v) {
        arr[i++] =  Integer.decode("0x" + val).byteValue();

    }
    return arr;
}

Este método divide no espaço delimitado valores hexadecimais, mas não seria difícil fazê-lo dividir a string em quaisquer outros critérios, tais como em grupos de dois caracteres.

Eu gosto da solução Character.digit, mas aqui está como eu resolveu 

public byte[] hex2ByteArray( String hexString ) {
    String hexVal = "0123456789ABCDEF";
    byte[] out = new byte[hexString.length() / 2];

    int n = hexString.length();

    for( int i = 0; i < n; i += 2 ) {
        //make a bit representation in an int of the hex value 
        int hn = hexVal.indexOf( hexString.charAt( i ) );
        int ln = hexVal.indexOf( hexString.charAt( i + 1 ) );

        //now just shift the high order nibble and add them together
        out[i/2] = (byte)( ( hn << 4 ) | ln );
    }

    return out;
}

Eu encontrei Kernel Panic ter a solução mais útil para mim, mas teve problemas se a string hex era um número ímpar. resolvido desta maneira: 

boolean isOdd(int value)
{
    return (value & 0x01) !=0;
}

private int hexToByte(byte[] out, int value)
{
    String hexVal = "0123456789ABCDEF"; 
    String hexValL = "0123456789abcdef";
    String st = Integer.toHexString(value);
    int len = st.length();
    if (isOdd(len))
        {
        len+=1; // need length to be an even number.
        st = ("0" + st);  // make it an even number of chars
        }
    out[0]=(byte)(len/2);
    for (int i =0;i<len;i+=2)
    {
        int hh = hexVal.indexOf(st.charAt(i));
            if (hh == -1)  hh = hexValL.indexOf(st.charAt(i));
        int lh = hexVal.indexOf(st.charAt(i+1));
            if (lh == -1)  lh = hexValL.indexOf(st.charAt(i+1));
        out[(i/2)+1] = (byte)((hh << 4)|lh);
    }
    return (len/2)+1;
}

estou adicionando uma série de números hexadecimais para uma matriz, de modo que passe a referência para a matriz que estou usando, e o int preciso convertido e retornando à posição relativa do seguinte número hexadecimal. Assim, a matriz de bytes final tem [0] número de pares de hexadecimais, [1 ...] pares de hexadecimais, em seguida, o número de pares ...

Com base na op solução votado, o seguinte deve ser um pouco mais eficiente: 

  public static byte [] hexStringToByteArray (final String s) {
    if (s == null || (s.length () % 2) == 1)
      throw new IllegalArgumentException ();
    final char [] chars = s.toCharArray ();
    final int len = chars.length;
    final byte [] data = new byte [len / 2];
    for (int i = 0; i < len; i += 2) {
      data[i / 2] = (byte) ((Character.digit (chars[i], 16) << 4) + Character.digit (chars[i + 1], 16));
    }
    return data;
  }

Porque: a conversão inicial de uma matriz de char poupa os controlos comprimento em charAt

Se você tem uma preferência para Java 8 fluxos como o seu estilo de codificação, então isso pode ser conseguido usando apenas primitivas JDK. 

String hex = "0001027f80fdfeff";

byte[] converted = IntStream.range(0, hex.length() / 2)
    .map(i -> Character.digit(hex.charAt(i * 2), 16) << 4 | Character.digit(hex.charAt((i * 2) + 1), 16))
    .collect(ByteArrayOutputStream::new,
             ByteArrayOutputStream::write,
             (s1, s2) -> s1.write(s2.toByteArray(), 0, s2.size()))
    .toByteArray();

Os parâmetros , 0, s2.size() na função concatenar coletor pode ser omitido se você não se importar pegar IOException. 

public static byte[] hex2ba(String sHex) throws Hex2baException {
    if (1==sHex.length()%2) {
        throw(new Hex2baException("Hex string need even number of chars"));
    }

    byte[] ba = new byte[sHex.length()/2];
    for (int i=0;i<sHex.length()/2;i++) {
        ba[i] = (Integer.decode(
                "0x"+sHex.substring(i*2, (i+1)*2))).byteValue();
    }
    return ba;
}

A minha solução formal: 

/**
 * Decodes a hexadecimally encoded binary string.
 * <p>
 * Note that this function does <em>NOT</em> convert a hexadecimal number to a
 * binary number.
 *
 * @param hex Hexadecimal representation of data.
 * @return The byte[] representation of the given data.
 * @throws NumberFormatException If the hexadecimal input string is of odd
 * length or invalid hexadecimal string.
 */
public static byte[] hex2bin(String hex) throws NumberFormatException {
    if (hex.length() % 2 > 0) {
        throw new NumberFormatException("Hexadecimal input string must have an even length.");
    }
    byte[] r = new byte[hex.length() / 2];
    for (int i = hex.length(); i > 0;) {
        r[i / 2 - 1] = (byte) (digit(hex.charAt(--i)) | (digit(hex.charAt(--i)) << 4));
    }
    return r;
}

private static int digit(char ch) {
    int r = Character.digit(ch, 16);
    if (r < 0) {
        throw new NumberFormatException("Invalid hexadecimal string: " + ch);
    }
    return r;
}

É como o PHP HEX2BIN () função mas em estilo Java.

Exemplo: 

String data = new String(hex2bin("6578616d706c65206865782064617461"));
// data value: "example hex data"

De longe, não a solução mais limpa. Mas ele trabalha para mim e está bem formatado: 

private String createHexDump(byte[] msg, String description) {
    System.out.println();
    String result = "\n" + description;
    int currentIndex = 0;
    for(int i=0 ; i<msg.length ; i++){
        currentIndex++;
        if(i == 0){
            result += String.format("\n  %04x ", i);
        }
        if(i % 16 == 0 && i != 0){
            result += " | ";
            for(int j=(i-16) ; j<msg.length && j<i ; j++) {
                char characterToAdd = (char) msg[j];
                if (characterToAdd == '\n') {
                    characterToAdd = ' ';
                }
                result += characterToAdd;
            }

            result += String.format("\n  %04x ", i);
        }

        result += String.format("%02x ", msg[i]);
    }

    if(currentIndex % 16 != 0){
        int fitIns = msg.length / 16;
        int leftOvers = msg.length - (fitIns * 16);
        for(int i=0 ; i<16-leftOvers ; i++){
            result += "   ";
        }

        result += " | ";

        for(int i=msg.length-leftOvers ; i<msg.length ; i++){
            char characterToAdd = (char) msg[i];
            if (characterToAdd == '\n') {
                characterToAdd = ' ';
            }
            result += characterToAdd;
        }
    }

    result += "\n";

    return result;
}

A saída: 

  S -> C
    0000 0b 00 2e 06 4d 6f 72 69 74 7a 53 6f 6d 65 20 54  |  .Heyyy Some T
    0010 43 50 20 73 74 75 66 66 20 49 20 63 61 70 74 75  | CP stuff I captu
    0020 72 65 64 2e 2e 77 65 6c 6c 20 66 6f 72 6d 61 74  | red..well format
    0030 3f                                               | ?

atrasado para a festa, mas eu amalgamado a resposta acima por Davel em uma classe com a ação reversa - apenas no caso de ajuda. 

public final class HexString {
    private static final char[] digits = "0123456789ABCDEF".toCharArray();

    private HexString() {}

    public static final String fromBytes(final byte[] bytes) {
        final StringBuilder buf = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            buf.append(HexString.digits[(bytes[i] >> 4) & 0x0f]);
            buf.append(HexString.digits[bytes[i] & 0x0f]);
        }
        return buf.toString();
    }

    public static final byte[] toByteArray(final String hexString) {
        if ((hexString.length() % 2) != 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Input string must contain an even number of characters");
        }
        final int len = hexString.length();
        final byte[] data = new byte[len / 2];
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(hexString.charAt(i), 16) << 4)
                    + Character.digit(hexString.charAt(i + 1), 16));
        }
        return data;
    }
}

E classe de teste JUnit: 

public class TestHexString {

    @Test
    public void test() {
        String[] tests = {"0FA1056D73", "", "00", "0123456789ABCDEF", "FFFFFFFF"};

        for (int i = 0; i < tests.length; i++) {
            String in = tests[i];
            byte[] bytes = HexString.toByteArray(in);
            String out = HexString.fromBytes(bytes);
            System.out.println(in); //DEBUG
            System.out.println(out); //DEBUG
            Assert.assertEquals(in, out);

        }

    }

}

Eu sei que este é um fio muito velho, mas ainda gosto de adicionar o meu centavo vale a pena.

Se eu realmente preciso de código se uma string hex simples de conversor de binário, eu gostaria de fazê-lo da seguinte forma. 

public static byte[] hexToBinary(String s){

  /*
   * skipped any input validation code
   */

  byte[] data = new byte[s.length()/2];

  for( int i=0, j=0; 
       i<s.length() && j<data.length; 
       i+=2, j++)
  {
     data[j] = (byte)Integer.parseInt(s.substring(i, i+2), 16);
  }

  return data;
}

eu acho que vai fazer isso por você. I paralelepípedos-lo junto de uma função similar que retornou os dados como uma string: 

private static byte[] decode(String encoded) {
    byte result[] = new byte[encoded/2];
    char enc[] = encoded.toUpperCase().toCharArray();
    StringBuffer curr;
    for (int i = 0; i < enc.length; i += 2) {
        curr = new StringBuffer("");
        curr.append(String.valueOf(enc[i]));
        curr.append(String.valueOf(enc[i + 1]));
        result[i] = (byte) Integer.parseInt(curr.toString(), 16);
    }
    return result;
}

Para mim, este foi a solução, HEX = "FF01", em seguida, dividir a FF (255) e 01 (01) 

private static byte[] BytesEncode(String encoded) {
    //System.out.println(encoded.length());
    byte result[] = new byte[encoded.length() / 2];
    char enc[] = encoded.toUpperCase().toCharArray();
    String curr = "";
    for (int i = 0; i < encoded.length(); i=i+2) {
        curr = encoded.substring(i,i+2);
        System.out.println(curr);
        if(i==0){
            result[i]=((byte) Integer.parseInt(curr, 16));
        }else{
            result[i/2]=((byte) Integer.parseInt(curr, 16));
        }

    }
    return result;
}
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