NET面试题：如何在String和Byte[]对象之间进行转换

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genwoxuedotnet 2011-03-01 08:21:12

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NET面试题：如何在String和Byte[]对象之间进行转换
在数据的处理过程中，不可避免地将经常遇到字符串和字节数组转换的需求。这一类的面试题旨在考查应聘者对于字符、编码等基本概念的理解程度。
  所涉及的知识点
· 比特、字节和编码的基本概念
· 在字符串和字节数组间进行转换
  分析问题
字符串和字节数组之间的转换，事实上代表了现实世界信息和数字世界信息之间的转换，要理解其中的机制，需要先了解一下几个基本概念。
1．比特
比特（bit）是指一个位，它可以说是计算机内物理保存的最基本单元。现在的计算机体系采用二进制逻辑，即一个基本单元可以保存两种数值：0和1。这是因为0、1机制可以用多种物理系统来代表，例如高电平和低电平、二极管的导通和关闭、磁场的正极和负极等。总之，一个比特就是一个二进制位。
2．字节
一个字节（byte），在C#中是由8个比特来构成的。它的值可以由一个0～255的整数表示，但是在C#中不允许隐式地把一个整数变量赋值给一个字节变量，下面的代码将导致编译的错误：
int i=10;
int j=0;
byte b=i-j;
3．编码
编码，可说是数字信息和现实信息的转换机制。一种编码通常就定义了一种字符集合转换的原则，常用的编码方式包括UTF8、GB2312、UTF7、Unicode等，在UTF-8中，字符采用1～6个8比特字节的序列进行编码。仅仅8比特字节的序列中，字节的高位为0，其他的7位用于字符值编码。n（n>1）个8比特字节的一个序列中，初始的8比特字节中高n位为1，接着一位为0，此字节余下的位包含被编码字符值的位。接着的所有8比特字节的最高位为1，接着下一位为0，余下每个字节6位包含被编码字符的位。
图4.1展示了比特、字节、编码和字符串的关系。

图4.1  比特、字节、编码的图示
根据定义，字节数组和字符串的转换必然涉及使用某种编码方法。不同的编码方式将导致不同的转换结果。在C#中，使用System.Text.Encoding来管理常用的编码。代码4-3展示了如何在字节数组和字符串之间进行转换。
代码4-3  字符串和字节数组转换：StringByte.cs
namespace NET.MST. Fourth.StringByte
{
class StringByte
{
      static void Main(string[] args)
      {
         String s = "我是字符串,I am string";
         //字节数组转换到字符串
         //UTF8编码
         Byte[] utf8 = StringToByte(s, Encoding.UTF8);
         //GB2312编码
         Byte[] gb2312 = StringToByte(s, Encoding.GetEncoding("GB2312"));
         //UNICODE编码
         Byte[] unicode = StringToByte(s, Encoding.Unicode);
         Console.WriteLine(utf8.Length);
         Console.WriteLine(gb2312.Length);
         Console.WriteLine(unicode.Length);
         //转换回字符串
         Console.WriteLine(ByteToString(utf8, Encoding.UTF8));
         Console.WriteLine(ByteToString(gb2312, Encoding.GetEncoding("GB2312")));
         Console.WriteLine(ByteToString(unicode, Encoding.Unicode));
         Console.Read();
      }
      //把字符串转换为字节数组
      static Byte[] StringToByte(String s, Encoding encoding)
      {
         return encoding.GetBytes(s);
      }
      //把字节数组转换为字符串
      static String ByteToString(Byte[] b, Encoding encoding)
      {
         return encoding.GetString(b);
      }
}
}
程序展示了如何利用三种常见的编码方式把字符串转换成字节数组，接着再转换回字符串。程序中间检查了字节数组的长度，读者可以看到利用不同的编码方式产生的字节数组是完全不同的。对于具体的编码定义，有兴趣的读者可以参考ISO和RFC的标准文档。下面是程序的执行结果：
27
22
34
我是字符串，I am string
我是字符串，I am string
我是字符串，I am string
  答案
字符串和字节数组的转换依赖于编码方式的使用，不同的编码标准将使用不同的算法进行。System.Text.Encoding类型提供了大部分常见的编码算法支持，用以进行字符串和字节数组之间的转换