使用Python进入系统命令行可以通过 os 模块、 subprocess 模块、 sys 模块，推荐使用subprocess模块，因为它更强大和灵活。
subprocess模块允许你生成新的进程，连接它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。它提供了一个更高级别的接口来执行系统命令。下面，我们将详细介绍如何在Python中使用不同的方法进入系统命令行，并执行命令。
一、使用os模块
os模块是Python中用于与操作系统交互的模块之一，提供了一些简单的命令行调用方法。以下是如何使用os模块执行系统命令：
1.1 os.system()
os.system()是最简单的方法之一。它只接受一个字符串作为参数，该字符串是你想要执行的命令。这个方法适用于执行简单的命令：
import os
执行简单的系统命令
os.system('ls -l')
1.2 os.popen()
os.popen()可以执行命令并获得其输出。它会返回一个文件对象，可以读取命令的输出：
import os
执行命令并读取输出
output = os.popen('ls -l').read()
print(output)
二、使用subprocess模块
subprocess模块是Python中更强大和灵活的系统命令执行模块，推荐在大多数情况下使用它。
2.1 subprocess.run()
subprocess.run()是Python 3.5引入的一个高级接口，适用于大多数用例。它返回一个CompletedProcess对象，其中包含了命令的返回码、输出和错误信息：
import subprocess
执行命令并获取返回结果
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
2.2 subprocess.Popen()
subprocess.Popen()提供了更低级别的接口，适合需要更多控制的场景。可以使用它来执行命令并处理输入/输出/错误管道：
import subprocess
创建一个子进程
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
获取输出和错误信息
stdout, stderr = process.communicate()
print(stdout.decode())
三、使用sys模块
sys模块主要用于与Python解释器进行交互，不直接用于执行系统命令，但可以结合其他模块来实现更复杂的操作。
3.1 sys.argv
sys.argv可以用来获取命令行参数，并结合其他模块执行命令：
import sys
import subprocess
获取命令行参数
command = sys.argv[1:]
执行命令并获取输出
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
3.2 sys.exit()
sys.exit()可以用来终止Python脚本的执行，并返回一个状态码：
import sys
if len(sys.argv) < 2:
print("Usage: python script.py <command>")
sys.exit(1)
command = sys.argv[1]
四、处理命令输出
在执行系统命令时，处理命令的输出是一个常见的需求。以下是几种处理输出的方法：
4.1 捕获标准输出和错误输出
使用subprocess模块，可以捕获标准输出和错误输出：
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print("Standard Output:", result.stdout)
print("Error Output:", result.stderr)
4.2 将输出重定向到文件
可以将命令的输出重定向到文件：
import subprocess
with open('output.txt', 'w') as f:
subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=f)
4.3 实时读取输出
在某些情况下，你可能需要实时读取命令的输出，可以使用subprocess.Popen()实现：
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ping', 'google.com'], stdout=subprocess.PIPE, text=True)
for line in process.stdout:
print(line.strip())
五、执行多个命令
有时需要在一个Python脚本中执行多个命令，可以使用subprocess模块的不同方法来实现：
5.1 顺序执行命令
可以按顺序执行多个命令，并处理每个命令的输出：
import subprocess
commands = [
['ls', '-l'],
['pwd'],
['echo', 'Hello, World!']
]
for command in commands:
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
5.2 管道命令
可以使用管道将一个命令的输出作为另一个命令的输入：
import subprocess
创建第一个子进程
p1 = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE)
创建第二个子进程，并将第一个子进程的输出作为输入
p2 = subprocess.Popen(['grep', '.py'], stdin=p1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)
获取最终输出
output = p2.communicate()[0]
print(output.decode())
六、处理错误和异常
在执行系统命令时，处理可能发生的错误和异常是非常重要的。可以使用try和except语句来捕获和处理错误：
6.1 捕获异常
可以捕获subprocess模块中可能发生的异常，并进行相应处理：
import subprocess
try:
result = subprocess.run(['ls', '-z'], capture_output=True, text=True, check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
print("Command failed with return code", e.returncode)
print("Error output:", e.stderr)
6.2 检查命令返回码
可以检查命令的返回码，并根据返回码执行不同的操作：
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)
七、跨平台兼容性
在编写Python脚本时，确保其在不同操作系统（如Windows、Linux、macOS）上兼容是非常重要的。可以使用platform模块来检测操作系统，并根据操作系统执行不同的命令：
7.1 检测操作系统
使用platform模块可以检测当前操作系统，并执行相应的命令：
import platform
import subprocess
os_type = platform.system()
if os_type == 'Windows':
command = ['dir']
elif os_type == 'Linux' or os_type == 'Darwin':
command = ['ls', '-l']
else:
raise NotImplementedError(f"Unsupported OS: {os_type}")
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
7.2 使用跨平台命令
可以使用一些跨平台的命令来提高兼容性，例如使用python命令代替python3或python.exe：
import subprocess
command = ['python', '--version']
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
总结：通过上述方法，你可以在Python中灵活地进入系统命令行并执行各种命令。推荐使用subprocess模块，因为它提供了更强大的功能和更高的灵活性。根据具体需求选择合适的方法，并确保处理好命令的输出、错误和异常，以编写健壮的Python脚本。
相关问答FAQs：
如何在Python中执行系统命令？
在Python中，可以使用内置的subprocess模块来执行系统命令。通过这个模块，可以启动新进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取返回值。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)
这个代码会在Linux或Mac系统上列出当前目录的文件。
在Windows系统上如何使用Python运行命令提示符？
对于Windows用户，可以利用subprocess模块打开命令提示符并执行命令。使用cmd作为命令，并传递所需的参数。例如：
import subprocess
subprocess.run(['cmd', '/c', 'dir'])
这将列出当前目录中的文件。
如何处理Python中执行命令时的错误？
在使用subprocess模块时，可以通过检查返回值来捕获和处理错误。将check=True添加到subprocess.run()方法中可以确保在命令执行失败时抛出异常。示例如下：
try:
subprocess.run(['ls', '-z'], check=True) # '-z'是一个无效参数
except subprocess.CalledProcessError as e:
print(f"命令执行失败: {e}")
这种方式可以帮助开发者在执行命令时更好地进行错误处理。
