Python调用系统命令全攻略：subprocess模块深度解析

在Python编程中，我们常常需要与操作系统进行交互，调用系统命令来完成各种任务，比如执行文件操作、运行脚本等。Python的subprocess模块就是实现这一功能的强大工具。本文将详细介绍subprocess模块的使用方法，帮助你全面掌握Python调用系统命令的技巧。

1. subprocess模块简介

subprocess模块允许你生成新的进程，连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。它提供了一个高级接口，用于替代一些旧的模块和函数，如os.system、os.spawn*等。

2. 基本使用：subprocess.run()

subprocess.run()是Python 3.5及以上版本中推荐使用的函数，用于执行系统命令。下面是一个简单的示例：

import subprocess

# 执行系统命令 'ls -l'
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)

# 打印命令的标准输出
print(result.stdout)

# 打印命令的返回码
print(f"返回码: {result.returncode}")

在上述代码中，subprocess.run()接受一个命令列表作为参数，capture_output=True表示捕获命令的标准输出和标准错误，text=True表示以文本模式处理输出。

3. 执行简单命令：subprocess.call()

subprocess.call()是一个较旧的函数，用于执行系统命令并返回命令的返回码。示例如下：

import subprocess

# 执行系统命令 'pwd'
returncode = subprocess.call(['pwd'])
print(f"返回码: {returncode}")

subprocess.call()执行命令后直接返回命令的返回码，不捕获命令的输出。

4. 执行复杂命令：subprocess.Popen()

subprocess.Popen()是subprocess模块中最底层的函数，提供了更多的控制选项。下面是一个使用Popen执行命令并获取输出的示例：

import subprocess

# 创建一个Popen对象
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, text=True)

# 获取命令的标准输出
stdout, stderr = process.communicate()

# 打印标准输出
print(stdout)

# 打印返回码
print(f"返回码: {process.returncode}")

Popen对象的communicate()方法用于与子进程进行交互，获取命令的输出和错误信息。

5. 处理命令的输入和输出

有时候，我们需要向命令传递输入，并处理命令的输出。下面是一个示例：

import subprocess

# 执行命令 'grep' 并传递输入
process = subprocess.Popen(['grep', 'hello'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)

# 向命令传递输入
input_text = 'hello world\nbye world'
stdout, stderr = process.communicate(input=input_text)

# 打印输出
print(stdout)

在这个示例中，我们使用Popen对象的communicate()方法向grep命令传递输入，并获取命令的输出。

6. 异常处理

在调用系统命令时，可能会出现各种异常，如命令不存在、权限不足等。我们可以使用try-except语句来捕获并处理这些异常。示例如下：

import subprocess

try:
    # 执行一个不存在的命令
    subprocess.run(['nonexistent_command'], check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"命令执行失败: {e}")
except FileNotFoundError:
    print("命令未找到")

check=True表示如果命令返回非零退出状态码，则抛出CalledProcessError异常。

总结与建议

subprocess模块为Python开发者提供了强大而灵活的系统命令调用功能。在使用时，我们可以根据具体需求选择合适的函数：

• 对于简单的命令执行，推荐使用subprocess.run()。
• 如果只需要获取命令的返回码，可以使用subprocess.call()。
• 对于复杂的命令执行和交互，subprocess.Popen()是更好的选择。 同时，在调用系统命令时，一定要注意异常处理，确保程序的健壮性。通过合理使用subprocess模块，你可以轻松实现Python与操作系统的交互，完成各种复杂的任务。