Python中如何读取文件为原始字符串字面量以适配ctypes函数？

问题背景 #

使用ctypes调用函数时，出现以下差异现象：

• 用r前缀定义原始字符串字面量，编码为字节串传入后函数执行成功；
• 直接以二进制模式读取文件得到字节串，或直接定义字节串字面量传入，函数均执行失败。
  需要将文件内容读取为与原始字符串字面量等价的形式。

测试代码：

if __name__ == '__main__':
    a = r"\x00hello"
    with open('some_file', 'rb') as f: # some_file中仅包含"\x00hello"
        b = f.read()
    c = b"\x00hello"

    x = CtypeObj.Function(a.encode('utf-8', errors='ignore')) # 执行成功！
    y = CtypeObj.Function(b)                                  # 执行失败！
    z = CtypeObj.Function(c)                                  # 执行失败！

核心原因 #

不同方式生成的字节串实际内容完全不同：

• a.encode('utf-8')生成b'\\x00hello'：共9个字节，对应字符\、x、0、0、h、e、l、l、o的UTF-8编码；
• c = b"\x00hello"生成b'\x00hello'：共6个字节，对应**空字节（0x00）**加上hello的5个字节；
• 若文件保存的是转义后的二进制内容（如实际包含空字节），读取的b会和c一致，不符合函数预期格式。

解决方案 #

根据文件实际保存的内容类型，选择对应处理方式：

场景1：文件保存的是字面量文本（如直接输入的\x00hello） #

用文本模式读取文件，再编码为UTF-8字节串，即可得到与原始字符串编码后一致的结果：

with open('some_file', 'r', encoding='utf-8') as f:
    # 读取文本并去除可能的换行符，再编码为字节串
    b = f.read().strip().encode('utf-8')
CtypeObj.Function(b) # 执行成功

场景2：文件保存的是二进制内容（如包含空字节0x00） #

需要将二进制内容转换为字面量转义格式的字节串，可通过repr()函数实现：

with open('some_file', 'rb') as f:
    b_raw = f.read()
# 将二进制内容转为转义字符串，去掉repr生成的前后标识后编码
b_escaped = repr(b_raw)[2:-1].encode('utf-8')
CtypeObj.Function(b_escaped) # 执行成功

补充说明 #

原始字符串r"\x00hello"不会解析\x00为转义序列，而是将其作为普通字符组合处理，编码后的字节串正好匹配ctypes函数的预期格式。而直接定义字节串或读取二进制文件，会将\x00解析为实际空字节，与函数要求的格式不匹配，导致执行失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者meowcat