Python使用shell命令的主要方法有：subprocess模块、os模块、sh模块。在Python中，subprocess模块提供了更强大和灵活的功能来执行shell命令，os模块则是较为简单的调用方法，sh模块是一个更高级、更Python化的接口。下面将详细介绍如何使用subprocess模块。
一、SUBPROCESS模块
1、基础用法
subprocess模块提供了更灵活和强大的方法来执行shell命令。最常用的函数是subprocess.run。基本用法如下：
import subprocess
执行一个简单的shell命令
result = subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, text=True)
print(result.stdout)
在这个例子中，subprocess.run执行了ls -l命令，并将输出捕获到result.stdout中。stdout=subprocess.PIPE表示我们希望捕获命令的标准输出，而不是让它直接打印到屏幕上。text=True表示我们希望将输出作为字符串处理，而不是字节。
2、捕获标准错误输出
有时我们也需要捕获命令的标准错误输出，这可以通过设置stderr=subprocess.PIPE来实现：
import subprocess
执行一个可能会出错的命令
result = subprocess.run(['ls', '/nonexistent'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
print(f"stdout: {result.stdout}")
print(f"stderr: {result.stderr}")
在这个例子中，ls /nonexistent命令会失败，因为目录/nonexistent不存在。我们捕获了它的标准输出和标准错误输出，并分别打印。
二、OS模块
1、基础用法
os模块提供了一个简单的方法来执行shell命令，即os.system：
import os
执行一个简单的shell命令
os.system('ls -l')
然而，os.system的功能相对有限，它不能捕获命令的输出。如果你需要捕获命令的输出，应该使用subprocess模块。
三、SH模块
1、基础用法
sh模块提供了一个更高级、更Python化的接口来执行shell命令。首先需要安装sh模块：
pip install sh
然后可以这样使用：
import sh
执行一个简单的shell命令
print(sh.ls('-l'))
sh模块会自动捕获命令的输出，并返回一个特殊的字符串对象，包含了命令的输出。
四、实战应用
1、执行复杂的shell命令
有时候我们需要执行更复杂的shell命令，比如带有管道的命令。这些命令可以使用subprocess.Popen来实现：
import subprocess
执行一个带有管道的shell命令
p1 = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE)
p2 = subprocess.Popen(['grep', 'py'], stdin=p1.stdout, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
output = p2.communicate()[0]
print(output)
在这个例子中，我们首先执行ls -l命令，并将其输出通过管道传递给grep py命令。最终的输出会是所有包含py的文件和目录。
2、处理超时和异常
在某些情况下，命令可能会挂起或运行时间过长。我们可以通过设置超时来防止这种情况：
import subprocess
try:
result = subprocess.run(['sleep', '10'], timeout=5)
except subprocess.TimeoutExpired:
print("Command timed out")
在这个例子中，我们尝试执行一个sleep 10命令，但设置了5秒的超时。如果命令在5秒内没有完成，就会引发subprocess.TimeoutExpired异常。
3、与Python代码交互
有时，我们需要与正在运行的shell命令进行交互，比如向命令发送输入。可以通过subprocess.Popen来实现：
import subprocess
p = subprocess.Popen(['python3'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
向python解释器发送输入
p.stdin.write('print("Hello, World!")\n')
p.stdin.flush()
读取输出
output = p.stdout.readline()
print(output)
在这个例子中，我们启动了一个Python解释器，并向它发送了print("Hello, World!")命令，然后读取并打印了它的输出。
五、总结
在Python中，使用shell命令的主要方法有subprocess模块、os模块、sh模块。subprocess模块提供了更强大和灵活的功能来执行shell命令，例如捕获输出、处理错误、设置超时和与命令交互等。os模块则是较为简单的调用方法，但功能有限。sh模块提供了一个更高级、更Python化的接口，适合快速编写简单的命令调用。
通过上述方法，我们可以在Python中轻松地使用shell命令，满足各种需求。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用Python中的shell命令。
相关问答FAQs：
如何在Python中执行Shell命令？
在Python中，可以使用subprocess模块来执行Shell命令。这个模块提供了强大的功能，可以创建新进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，以及获取返回码。使用subprocess.run()方法，你可以轻松地执行一个命令并获取其输出。例如：
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
上述代码将在当前目录下列出文件。
使用Shell命令时是否需要处理错误？
是的，处理错误非常重要。subprocess.run()方法可以通过check参数来捕获错误。设置check=True将会在命令失败时引发CalledProcessError异常。这使得你能够及时处理运行Shell命令时可能出现的问题。例如：
try:
subprocess.run(['ls', '-z'], check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
print(f"命令执行失败: {e}")
这段代码会在命令失败时输出错误信息。
如何在Python中传递参数给Shell命令？
在Python中，可以通过将命令及其参数作为列表传递给subprocess.run()来实现。例如，如果你想传递一个文件名作为参数，可以这样做：
filename = 'example.txt'
subprocess.run(['cat', filename])
这将执行cat example.txt命令，并在终端中显示文件内容。确保在传递参数时，将命令和参数分开，以避免Shell注入攻击。
