Python 执行shell命令

介绍

Python 是一种广泛使用的编程语言，它提供了丰富的库和模块，以简化开发过程。在某些情况下，我们可能需要在Python程序中执行shell命令，以实现一些操作系统级的功能。本文将详细介绍如何使用Python执行shell命令，并提供示例代码和运行结果。

背景

在某些场景下，我们可能需要在Python程序中执行shell命令。这样的场景包括但不限于：

自动化部署：在部署应用程序时，我们可能需要执行一系列shell命令，例如创建文件夹、复制文件等。
系统管理：在管理服务器或操作系统时，我们可能需要执行一些shell命令来获取系统信息、监控状态等。
数据处理：有时候，我们可能需要调用一些shell命令来处理数据，例如使用grep、awk等命令进行文本处理。

Python提供了多种执行shell命令的方法，我们将在下面的章节中逐一介绍。

使用os模块执行shell命令

Python的内置模块os提供了执行shell命令的接口。通过os.system()函数，我们可以执行简单的shell命令，并获得命令的退出状态码。

下面是一个使用os.system()执行shell命令的示例代码：

import os

# 执行shell命令
exit_code = os.system('ls -l')

# 获取命令的退出状态码
print(f'Exit code: {exit_code}')

运行以上代码，将输出Exit code: 0，表示ls -l命令执行成功。如果命令执行失败，os.system()会返回一个非零的退出状态码。

需要注意的是，os.system()函数执行命令后，会直接将命令的输出打印到终端，而不会返回给调用者。如果我们需要获取命令的输出，可以使用os.popen()函数。

下面是一个使用os.popen()执行shell命令并获取输出的示例代码：

import os

# 执行shell命令并获取输出
output = os.popen('ls -l').read()

# 输出命令的执行结果
print(output)

以上代码会将ls -l命令的输出打印出来。

使用os.system()和os.popen()执行shell命令的优点是简单易用，适合执行一次性的简单命令。但对于复杂的命令或需要实时获取命令输出的情况，我们可以使用subprocess模块。

使用subprocess模块执行shell命令

subprocess模块是Python的一个强大工具，用于创建子进程并与其交互。通过subprocess模块，我们可以更加灵活地执行shell命令，并获取命令的输出。

下面是一个使用subprocess模块执行shell命令的示例代码：

import subprocess

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

# 输出命令的执行结果
print(result.stdout)

以上代码将使用subprocess.run()函数执行ls -l命令，并使用capture_output=True参数来捕获命令的输出。最后，我们通过result.stdout获取命令的标准输出。

subprocess.run()函数还提供了许多其他参数，例如cwd参数可以指定命令执行的工作目录，timeout参数可以设置命令的超时时间等。详情可以参考官方文档。

除了subprocess.run()函数，subprocess模块还提供了其他调用方式，例如subprocess.check_output()函数用于执行命令并返回其输出。

下面是一个使用subprocess.check_output()执行shell命令的示例代码：

import subprocess

# 执行shell命令并获取输出
output = subprocess.check_output('ls -l', shell=True, text=True)

# 输出命令的执行结果
print(output)

和subprocess.run()类似，subprocess.check_output()函数还提供了许多其他参数，例如timeout参数用于设置命令的超时时间，input参数用于传递命令的输入等。

使用sh模块执行shell命令

sh模块是一个第三方模块，它提供了一个简洁、Pythonic的接口，用于执行shell命令。通过sh模块，我们可以像调用Python函数一样调用shell命令。

首先，我们需要安装sh模块。可以使用以下命令在命令行中安装sh模块：

pip install sh

安装完成后，我们就可以在Python程序中使用sh模块了。

下面是一个使用sh模块执行shell命令的示例代码：

import sh

# 执行shell命令
output = sh.ls('-l')

# 输出命令的执行结果
print(output.stdout)

以上代码使用sh.ls()函数执行ls -l命令，并使用output.stdout获取命令的标准输出。

sh模块还提供了许多其他方法，用于执行shell命令的不同调用方式。例如，我们可以使用sh模块执行管道操作、重定向输入输出等。

下面是一个使用sh模块执行管道操作的示例代码：

import sh

# 执行shell命令，并使用管道操作
output = sh.grep('example', sh.cat('file.txt'))

# 输出命令的执行结果
print(output.stdout)

以上代码使用sh.cat()函数读取file.txt文件的内容，并通过sh.grep()函数过滤包含example的行，最终输出结果。

sh模块提供了类似于shell的文法，可以非常灵活地执行shell命令。但需要注意的是，由于sh模块内部使用了很多元编程技巧，相对于其他方法可能会稍慢一些。

小结

本文介绍了在Python程序中执行shell命令的多种方法。我们可以使用内置模块os的os.system()和os.popen()函数，使用subprocess模块的subprocess.run()和subprocess.check_output()函数，或者使用第三方模块sh来执行shell命令。这些方法各有优缺点，可以根据具体需求选择适合的方法。