python循环中如何调用shell

在Python循环中调用Shell的方式有多种，包括使用os.system、subprocess.run和subprocess.Popen等函数。其中，subprocess模块提供了更灵活和强大的功能，它允许你在Python代码中调用和管理外部程序。下面将详细介绍使用subprocess模块在Python循环中调用Shell的方法，并提供示例代码。

一、使用subprocess.run

在Python中，subprocess.run是一个常用的函数，它用于执行外部命令并等待其完成。它是Python 3.5引入的高层接口，推荐使用。subprocess.run可以捕获命令的输出，并且可以通过参数传递不同的选项，如输入、输出、错误重定向等。

import subprocess
commands = ['echo Hello', 'ls -l', 'pwd']
for command in commands:
    result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
    print(f"Command: {command}")
    print(f"Return Code: {result.returncode}")
    print(f"Output: {result.stdout}")
    print(f"Error: {result.stderr}")

在上面的代码中，我们创建了一个包含多个Shell命令的列表，并使用for循环遍历每个命令。对于每个命令，我们使用subprocess.run来执行，并且捕获输出和错误信息。通过指定shell=True，我们可以在Shell中执行命令。capture_output=True参数用于捕获标准输出和标准错误，text=True用于将输出作为字符串处理。

二、使用subprocess.Popen

subprocess.Popen是一个底层接口，提供了更大的灵活性和控制。它允许你异步地与外部进程进行交互，并且可以使用管道重定向输入和输出。

import subprocess
commands = ['echo Hello', 'ls -l', 'pwd']
for command in commands:
    process = subprocess.Popen(command, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
    stdout, stderr = process.communicate()
    print(f"Command: {command}")
    print(f"Return Code: {process.returncode}")
    print(f"Output: {stdout}")
    print(f"Error: {stderr}")

在上面的代码中，我们使用subprocess.Popen来启动外部进程，并通过communicate方法与其进行交互。stdout=subprocess.PIPE和stderr=subprocess.PIPE参数用于重定向标准输出和标准错误。text=True用于将输出作为字符串处理。

三、捕获实时输出

有时候，你可能希望在外部命令执行时实时捕获和处理输出。可以通过迭代读取标准输出流来实现这一点。

import subprocess
commands = ['ping -c 4 google.com', 'ping -c 4 yahoo.com']
for command in commands:
    process = subprocess.Popen(command, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
    while True:
        output = process.stdout.readline()
        if output == '' and process.poll() is not None:
            break
        if output:
            print(f"Output: {output.strip()}")
    rc = process.poll()
    print(f"Return Code: {rc}")

在上面的代码中，我们使用process.stdout.readline逐行读取标准输出。这种方法适用于长时间运行的命令，可以实时处理输出。

四、传递输入给外部进程

有时候，你可能需要向外部进程传递输入数据。可以通过stdin参数和communicate方法来实现。

import subprocess
commands = ['grep python', 'grep shell']
for command in commands:
    process = subprocess.Popen(command, shell=True, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
    stdout, stderr = process.communicate(input='python shell subprocess example')
    print(f"Command: {command}")
    print(f"Return Code: {process.returncode}")
    print(f"Output: {stdout}")
    print(f"Error: {stderr}")

在上面的代码中，我们使用communicate方法向外部进程传递输入数据。通过指定stdin=subprocess.PIPE，我们可以将输入数据传递给外部进程。

五、处理错误和异常

在调用Shell命令时，可能会遇到错误和异常情况。可以通过捕获异常和检查返回码来处理这些情况。

import subprocess
commands = ['echo Hello', 'invalid_command', 'pwd']
for command in commands:
    try:
        result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True, check=True)
        print(f"Command: {command}")
        print(f"Return Code: {result.returncode}")
        print(f"Output: {result.stdout}")
        print(f"Error: {result.stderr}")
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print(f"Command '{e.cmd}' failed with return code {e.returncode}")
        print(f"Error Output: {e.stderr}")

在上面的代码中，我们使用try...except结构来捕获subprocess.CalledProcessError异常。通过指定check=True，我们可以在命令返回非零退出码时引发异常。

六、并行执行多个命令

有时候，你可能希望并行执行多个命令。可以使用concurrent.futures模块来实现这一点。

import subprocess
import concurrent.futures
commands = ['echo Hello', 'sleep 2', 'pwd']
def run_command(command):
    result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
    return (command, result.returncode, result.stdout, result.stderr)
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() as executor:
    futures = [executor.submit(run_command, cmd) for cmd in commands]
    for future in concurrent.futures.as_completed(futures):
        command, returncode, stdout, stderr = future.result()
        print(f"Command: {command}")
        print(f"Return Code: {returncode}")
        print(f"Output: {stdout}")
        print(f"Error: {stderr}")

在上面的代码中，我们使用ThreadPoolExecutor来并行执行多个命令。通过提交任务给线程池，我们可以同时执行多个命令并收集结果。

七、总结

在Python循环中调用Shell命令可以通过subprocess模块实现，推荐使用subprocess.run和subprocess.Popen函数。subprocess.run提供了简单易用的接口，适合大多数场景，而subprocess.Popen提供了更大的灵活性和控制。通过捕获输出、传递输入、处理错误和并行执行命令，可以满足不同的需求。希望通过本文的介绍，能够帮助你更好地在Python循环中调用Shell命令。