从Python调用命令行的方法包括：使用os.system、使用subprocess模块、使用sh模块、使用pexpect模块。 其中，推荐使用subprocess模块，因为它功能强大且更安全。接下来详细讲解如何使用subprocess模块来调用命令行。
一、为什么选择subprocess模块
subprocess模块是Python中用于处理系统级任务的模块，它允许你生成新的进程、连接其输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。相比于os.system，subprocess提供了更多的功能和更安全的接口。os.system只是简单地运行一个命令，不允许你与之交互或者获取其输出。而subprocess不仅可以做这些，还能避免shell注入攻击等安全问题。
二、使用subprocess.run函数
1. 基本使用
subprocess.run是subprocess模块中最常用的函数之一。它简化了调用命令行命令的过程，并返回一个CompletedProcess实例，该实例包含了命令的执行结果。
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
在这个例子中，subprocess.run函数接收一个列表作为参数，其中第一个元素是命令名，后续元素是命令参数。capture_output=True表示捕获标准输出和标准错误，text=True表示将输出作为字符串而不是字节处理。
2. 处理返回码
你可以通过CompletedProcess实例的returncode属性来检查命令是否成功执行。
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
if result.returncode == 0:
print("Command executed successfully!")
else:
print("Command failed with return code:", result.returncode)
三、使用subprocess.Popen函数
1. 基本使用
subprocess.Popen是一个更底层的函数，它提供了更多的控制和灵活性。你可以使用它来创建和管理子进程。
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print("STDOUT:", stdout)
print("STDERR:", stderr)
2. 与子进程交互
Popen对象的communicate方法允许你与子进程交互，发送输入并获取输出。
import subprocess
process = subprocess.Popen(['grep', 'pattern'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate(input="this is a test pattern\nthis is another test")
print("STDOUT:", stdout)
四、处理错误和异常
在调用命令行命令时，处理可能出现的错误和异常是非常重要的。你可以使用try和except块来捕获和处理这些异常。
import subprocess
try:
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True, check=True)
print(result.stdout)
except subprocess.CalledProcessError as e:
print("Command failed with return code:", e.returncode)
print("Error message:", e.stderr)
在这个例子中，check=True参数表示如果命令返回一个非零的退出状态码，subprocess.run将引发CalledProcessError异常。
五、使用sh模块
sh模块是一个更高级的库，它提供了更简洁的接口来调用命令行命令。你可以通过pip install sh来安装它。
import sh
print(sh.ls('-l'))
六、使用pexpect模块
pexpect模块允许你自动化交互式应用程序。它非常适合需要与命令行程序交互的场景。
import pexpect
child = pexpect.spawn('ftp ftp.openbsd.org')
child.expect('Name .*: ')
child.sendline('anonymous')
child.expect('Password:')
child.sendline('pexpect@sourceforge.net')
child.expect('ftp> ')
child.sendline('ls')
child.expect('ftp> ')
print(child.before.decode())
child.sendline('bye')
七、总结
从Python调用命令行的方法有很多，其中subprocess模块是最推荐的选择，因为它功能强大且安全。你可以通过subprocess.run和subprocess.Popen函数来执行命令行命令，并获取输出和错误信息。此外，sh和pexpect模块提供了更高级和简洁的接口，适合不同的使用场景。希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用Python调用命令行。
相关问答FAQs：
如何在Python中执行系统命令？
在Python中，可以使用subprocess模块来执行系统命令。这个模块允许您创建新的进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取返回代码。以下是一个简单的示例：
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
上述代码会执行ls -l命令并打印输出结果。
在调用命令行时如何处理输出和错误信息？
使用subprocess.run()可以通过capture_output参数捕获标准输出和标准错误。可以通过result.stdout获取标准输出，通过result.stderr获取错误信息。例如：
result = subprocess.run(['ls', '-z'], capture_output=True, text=True)
if result.returncode != 0:
print(f"Error occurred: {result.stderr}")
else:
print(result.stdout)
这个示例中，如果命令执行失败，会打印出错误信息。
可以从Python中以交互方式执行命令行吗？
是的，可以使用subprocess.Popen()方法以交互方式执行命令。这允许您实时地向命令的输入发送数据，并读取输出。例如：
process = subprocess.Popen(['python'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
output, errors = process.communicate('print("Hello World")\n')
print(output)
这段代码启动了一个Python解释器，并发送了print("Hello World")命令，然后打印输出结果。
