C#でバイト配列から数値や文字列に変換する

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2024年9月8日

プログラミングをしていると、バイト配列（byte[]）を扱う機会が多々あります。特にファイルの読み書きやネットワーク通信を行う際に頻繁に登場します。しかし、バイト配列をそのまま扱うのは難しいので、普段使い慣れた数値や文字列に変換する必要があります。この記事では、C#でバイト配列から数値や文字列に変換する方法を、初心者の方にも分かりやすく解説します。

バイト配列とは

まず、バイト配列について簡単に説明しましょう。バイト配列は、0から255までの値を持つバイト（byte）型のデータが連続して並んだものです。C#では、byte[]と表現します。

バイト配列から数値への変換

バイト配列から数値（int, long, floatなど）に変換する方法をいくつか紹介します。

BitConverterクラスを使用する方法

BitConverterクラスは、バイト配列と数値型の相互変換を簡単に行えるメソッドを提供しています。

using System;

class ByteArrayToNumberExample
{
    static void Main()
    {
        // サンプルのバイト配列
        byte[] intBytes = new byte[] { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78 };
        byte[] longBytes = new byte[] { 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88 };
        byte[] floatBytes = new byte[] { 0x00, 0x00, 0x80, 0x3F };

        // int型への変換
        int intValue = BitConverter.ToInt32(intBytes, 0);
        Console.WriteLine($"Int値: {intValue}");

        // long型への変換
        long longValue = BitConverter.ToInt64(longBytes, 0);
        Console.WriteLine($"Long値: {longValue}");

        // float型への変換
        float floatValue = BitConverter.ToSingle(floatBytes, 0);
        Console.WriteLine($"Float値: {floatValue}");
    }
}

このコードでは、BitConverterクラスのメソッドを使用して、バイト配列からint, long, float型の値に変換しています。

ビット演算を使用する方法

BitConverterを使用せずに、ビット演算で直接変換することもできます。これは、より細かい制御が必要な場合や、パフォーマンスが重要な場合に使用します。

using System;

class BitOperationConversionExample
{
    static void Main()
    {
        byte[] intBytes = new byte[] { 0x12, 0x34, 0x56, 0x78 };

        // ビット演算でint型に変換
        int intValue = (intBytes[0] << 24) | (intBytes[1] << 16) | (intBytes[2] << 8) | intBytes[3];
        Console.WriteLine($"ビット演算で変換したInt値: {intValue}");
    }
}

この方法は、バイトの順序（エンディアン）を明示的に制御できるという利点があります。

バイト配列から文字列への変換

バイト配列から文字列に変換する方法も見ていきましょう。

Encodingクラスを使用する方法

Encodingクラスを使用すると、様々な文字エンコーディングに対応した変換が可能です。

using System;
using System.Text;

class ByteArrayToStringExample
{
    static void Main()
    {
        // UTF-8でエンコードされた "Hello, World!" のバイト配列
        byte[] utf8Bytes = new byte[] { 72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, 87, 111, 114, 108, 100, 33 };

        // UTF-8でデコード
        string utf8String = Encoding.UTF8.GetString(utf8Bytes);
        Console.WriteLine($"UTF-8文字列: {utf8String}");

        // Shift-JISでエンコードされた "こんにちは" のバイト配列
        byte[] sjisBytes = new byte[] { 130, 223, 130, 247, 130, 241, 130, 191, 130, 205 };

        // Shift-JISでデコード
        string sjisString = Encoding.GetEncoding("Shift-JIS").GetString(sjisBytes);
        Console.WriteLine($"Shift-JIS文字列: {sjisString}");
    }
}

このコードでは、UTF-8とShift-JISでエンコードされたバイト配列を、それぞれ適切なエンコーディングを指定して文字列に変換しています。