【Python系列】执行 Shell 命令的六种方法

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在 Python 编程中，有时我们需要执行一些 shell 命令来完成特定的任务，比如文件操作、系统调用等。Python 提供了多种内建的方法来执行这些命令，每种方法都有其适用场景和特点。

1. os.system()

os.system() 是执行 shell 命令的最简单方法。它接受一个字符串作为命令，并在 shell 中执行。返回值是命令的退出状态码，通常 0 表示成功，非 0 表示失败。

import os
result = os.system('ls -l')
print("Exit status:", result)

特点：

• 简单易用。
• 无法获取命令的输出或错误信息。
• 无法处理命令的超时。

2. subprocess.run()

subprocess.run() 是推荐的方式，因为它提供了更多的灵活性和功能。它可以执行命令，并且可以捕获输出和错误信息。

import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print("Output:", result.stdout)

特点：

• 可以捕获输出和错误。
• 可以设置超时。
• 可以检查命令的退出状态。

3. subprocess.Popen()

subprocess.Popen() 提供了更细粒度的控制，允许执行命令并与之交互。它返回一个 Popen 对象，可以用于进一步操作。

import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print("Output:", stdout)
if process.returncode != 0:
    print("Error:", stderr)

特点：

• 可以实时获取输出和错误。
• 可以控制进程的输入、输出和错误流。
• 可以等待或轮询进程的完成。

4. os.popen()

os.popen() 用于执行命令并读取输出。它返回一个文件对象，可以像普通文件一样读取。

with os.popen('ls -l') as stream:
    print(stream.read())

特点：

• 简单易用，适用于只读取输出的场景。
• 不能捕获错误信息。

5. subprocess.check_output()

subprocess.check_output() 用于执行命令并获取输出。如果命令返回非零退出状态码，会抛出异常。

from subprocess import check_output
output = check_output(['ls', '-l'], text=True)
print("Output:", output)

特点：

• 直接获取命令输出。
• 如果命令失败，会抛出异常，便于错误处理。

6. subprocess.call()

subprocess.call() 执行一个命令并等待其完成，返回命令的退出状态码。

import subprocess
status = subprocess.call(['ls', '-l'])
print("Exit status:", status)

特点：

• 简单易用，只返回退出状态码。

• 不能捕获输出或错误信息。

  

使用建议

在选择执行 shell 命令的方法时，应根据具体需求来决定使用哪种方法。如果需要捕获输出和错误信息，推荐使用 subprocess.run() 或 subprocess.Popen() 。如果只是简单地执行命令并获取退出状态， os.system() 或 subprocess.call() 可能更合适。

此外，使用这些方法时，还需要注意异常和错误的处理，特别是当命令失败时。 subprocess 模块因其强大的控制和灵活性，已成为执行 shell 命令的首选方式。

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