在Python程序中调用subprocess可以让你运行外部命令和程序，同时还能与子进程进行交互。要做到这一点，你可以使用Python的subprocess模块。主要方法包括subprocess.run()、subprocess.Popen()以及利用subprocess.PIPE进行输入输出重定向。这些工具让Python程序能够方便地运行外部程序，并与之交互。
subprocess.run()是一个简化版的接口，用于执行外部命令并等待命令执行完成。这是从Python 3.5开始推荐使用的方法，因为它既简单又安全。例如，如果您想从Python脚本中运行ls命令，并获取其输出，就可以使用subprocess.run()，并通过stdout参数捕获输出。
一、使用subprocess.run()
subprocess.run()方法用于执行指定的命令，等待命令执行完成，并返回一个CompletedProcess对象，其中包含执行结果的信息。这是处理子进程的推荐方法，因为其简单且功能强大。
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基本用法：调用
subprocess.run()时，至少需要传递一个参数，即要执行的命令。该命令可以是字符串形式，也可以是参数列表形式。如果命令包含空格或需要参数，建议使用参数列表形式。 -
捕获输出：要捕获子进程的输出（包括标准输出和标准错误输出），可以使用
stdout和stderr参数，并将它们设置为subprocess.PIPE。这样，命令的输出可以通过CompletedProcess对象的stdout和stderr属性访问。
例如，要运行ls命令并捕获其输出，可以使用如下代码：
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
print("标准输出:\n", result.stdout)
print("标准错误:\n", result.stderr)
二、使用subprocess.Popen()
subprocess.Popen()是subprocess模块中更为复杂的接口，提供了更多的灵活性。通过它，您可以创建新进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。
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创建进程：
Popen构造函数接受与subprocess.run()类似的参数，但不会等待命令完成。创建Popen对象后，可以使用该对象的方法与子进程进行交互。 -
进程通信：
Popen对象提供了communicate()方法，允许您发送数据到子进程的标准输入，并读取标准输出和标准错误输出。该方法会等待进程结束，然后返回一个包含输出和错误的元组。
以下是使用subprocess.Popen()运行ls命令并捕获输出的示例：
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print("标凘输出:\n", stdout)
print("标准错误:\n", stderr)
三、输入输出重定向（使用subprocess.PIPE）
在与子进程进行交互时，经常需要对标准输入、标准输出和标准错误进行重定向。subprocess.PIPE允许您将这些流重定向到一个管道，这样就可以在Python程序中读写这些流。
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重定向输出：通过将
stdout和stderr参数设置为subprocess.PIPE，可以捕获子进程的输出。 -
向子进程发送输入：如果需要向子进程发送输入，可以将
stdin参数设置为subprocess.PIPE，然后使用Popen对象的communicate()方法发送数据。
例如，如果需要向grep命令发送输入并捕获其输出，可使用如下代码：
import subprocess
process = subprocess.Popen(['grep', 'python'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, _ = process.communicate('python is powerful\njava is ok\n')
print("标准输出:\n", stdout)
四、处理错误和超时
在调用外部命令时，有可能会遇到错误或命令执行超时的情况。subprocess模块提供了异常处理机制和超时设置，以便更好地控制子进程。
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异常处理：如果
subprocess.run()调用中的命令返回非零退出状态，它将抛出CalledProcessError异常。您可以捕获这个异常，以便处理命令失败的情况。 -
设置超时：通过给
subprocess.run()和Popen.communicate()方法的timeout参数传递秒数，可以设置命令执行的最大时间。如果命令执行超时，将抛出TimeoutExpired异常。
处理超时的示例代码：
import subprocess
try:
result = subprocess.run(['sleep', '2'], timeout=1)
except subprocess.TimeoutExpired:
print("命令执行超时")
综上所述，Python的subprocess模块提供了功能强大且灵活的方式来运行和交互外部程序。凭借subprocess.run()、subprocess.Popen()以及灵活的输入输出重定向能力，您可以在Python程序中轻松地控制和管理子进程。
相关问答FAQs：
如何在python中使用subprocess模块调用外部程序？
subprocess模块可以帮助我们在python程序中调用外部程序，并且可以与其进行交互。以下是一些在python中使用subprocess模块调用外部程序的常见问题：
1. 如何运行外部程序并获取输出？
可以使用subprocess.run()函数来运行外部程序并获取其输出。例如，假设你要运行一个名为hello.py的外部python脚本，并获取其输出，你可以这样写：
import subprocess
result = subprocess.run(['python', 'hello.py'], capture_output=True, text=True)
output = result.stdout.strip()
print(output)
2. 如何传递参数给外部程序？
你可以在调用外部程序时使用参数来传递值。例如，假设你要调用一个名为my_script.py的外部python脚本，并向其传递一个参数，你可以这样写：
import subprocess
subprocess.run(['python', 'my_script.py', '--arg1', 'value1'])
在外部脚本中，你可以使用argparse模块来解析这些参数。
3. 如何与外部程序进行交互？
如果你的外部程序需要用户输入，你可以使用subprocess.Popen()函数来与其进行交互。例如，假设你调用了一个名为interactive_program的外部程序，它会要求用户输入一些信息，你可以这样写：
import subprocess
p = subprocess.Popen(['interactive_program'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
output, error = p.communicate(input='user input')
print(output)
print(error)
在上面的例子中，我们使用communicate()函数向外部程序发送用户输入，并从其获取输出和错误信息。
