Python 调用shell命令

概述

在日常的开发工作中，我们经常需要使用到一些shell命令来进行文件操作、系统管理等任务。Python作为一种非常强大的编程语言，提供了多种方式来调用shell命令，灵活方便地与操作系统进行交互。本文将详细介绍如何使用Python调用shell命令，并提供一些示例代码。

使用 os 模块调用 shell 命令

Python的内置模块os提供了一组函数，用于与操作系统进行交互。其中，os.system()函数是最基本、最简单的一种方式，用于执行系统命令。

import os

# 调用shell命令
os.system('ls')  # 在Linux或Mac系统上执行ls命令
os.system('dir') # 在Windows系统上执行dir命令

上述示例中，os.system()函数用于调用shell命令。在Linux或Mac系统上，ls命令用于列出当前目录下的文件和目录；在Windows系统上，dir命令具有相同的功能。部分常用的shell命令也可以在Python中使用类似方式调用，如cp、mv、rm等。

os.system()函数会返回shell命令的执行结果，一般情况下，返回值为0表示成功执行命令，非零值表示执行命令发生错误。

注意：os.system()函数仅执行命令，但不返回命令的执行结果。如果我们需要获取命令的输出结果，就需要使用其他的方法。

使用 subprocess 模块调用 shell 命令

Python的内置模块subprocess提供了更强大、灵活的方式来调用shell命令。

使用 subprocess.run() 函数

subprocess模块中最简单的函数就是subprocess.run()，它可以执行指定的shell命令，并等待命令执行完毕。

import subprocess

# 调用shell命令
result = subprocess.run('ls', shell=True, capture_output=True)
print(result.returncode)     # 返回命令的执行状态码
print(result.stdout.decode())   # 标准输出结果
print(result.stderr.decode())   # 标准错误输出结果

上述示例中，subprocess.run()函数用于调用shell命令。shell=True表示在shell中执行命令，capture_output=True表示将命令的标准输出和标准错误输出保存到结果对象中。result.returncode表示命令的执行状态码，0表示成功执行，非零值表示发生错误。result.stdout和result.stderr分别表示命令的标准输出和标准错误输出，通过decode()方法将字节流转换为字符串。

使用 subprocess.Popen() 函数

除了subprocess.run()函数，subprocess模块还提供了subprocess.Popen()函数，用于更详细地控制子进程的输入、输出以及执行方式。

import subprocess

# 调用shell命令
process = subprocess.Popen('ls', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
stdout, stderr = process.communicate()    # 获取子进程的标准输出和标准错误输出
print(process.returncode)     # 返回命令的执行状态码
print(stdout.decode())       # 标准输出结果
print(stderr.decode())       # 标准错误输出结果

上述示例中，subprocess.Popen()函数用于调用shell命令，并返回一个子进程对象。通过stdout=subprocess.PIPE和stderr=subprocess.PIPE参数，我们可以捕获子进程的标准输出和标准错误输出。process.communicate()方法用于等待子进程结束，并获取子进程的输出结果。process.returncode、stdout和stderr的使用方式与subprocess.run()函数类似。

使用 sh 模块调用 shell 命令

Python的第三方模块sh为我们提供了更简洁、直观的方式来调用shell命令。

安装 sh 模块

在使用sh模块之前，我们需要先安装它。可以使用pip命令来进行安装：

pip install sh

调用示例

sh模块使用起来非常简单直观。我们只需要导入sh模块，然后以shell命令的形式直接调用即可。

import sh

# 调用shell命令
result = sh.ls()
print(result.exit_code)      # 返回命令的执行状态码
print(result.stdout.decode())  # 标准输出结果
print(result.stderr.decode())  # 标准错误输出结果

上述示例中，我们使用sh.ls()来调用ls命令，返回的是一个sh.RunningCommand对象，我们可以通过exit_code、stdout和stderr属性来获取命令的执行状态码、标准输出和标准错误输出。

sh模块还支持使用管道（|）、重定向（>、>>）等shell特性。示例如下：

import sh

# 调用shell命令，并进行管道操作和重定向
result = sh.cat('/etc/passwd') | sh.grep('root') > 'output.txt'
print(result.exit_code)   # 返回命令的执行状态码

上述示例中，我们通过sh.cat()读取/etc/passwd文件，并使用管道操作符|将读取的内容传递给sh.grep()函数进行过滤。最后使用重定向符号>将结果输出到output.txt文件中。

总结

本文详细介绍了如何使用Python调用shell命令的方法，并提供了一些示例代码。我们可以使用Python的内置模块os或subprocess来调用shell命令，也可以使用第三方模块sh来实现更简洁直观的调用方式。根据实际需求，选择合适的方法可以更好地管理系统和进行文件操作。

无论使用哪种方法，都需要谨慎处理shell命令的输入参数，避免造成安全漏洞。另外，需要注意处理命令的输出结果，确保获取到正确的返回值和输出信息。