在Python中，可以通过以下几种方法来执行Shell命令行：使用os.system、使用subprocess模块、使用os.popen等。其中，subprocess模块是推荐的方式，因为它功能强大、灵活且安全。下面将详细介绍subprocess模块，并给出示例代码。
一、使用subprocess.run
subprocess.run是Python 3.5引入的一个新的方法，提供了更高层次的接口来执行Shell命令。
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
在上面的例子中，我们使用subprocess.run来执行ls -l命令，并捕获其输出。capture_output=True参数将标准输出和标准错误输出捕获到result.stdout和result.stderr中，text=True参数将输出解码为字符串。
二、使用subprocess.Popen
subprocess.Popen提供了更底层的接口，可以更灵活地控制子进程的输入、输出和错误流。
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
stdout, stderr = process.communicate()
print(stdout.decode())
在这个例子中，我们使用subprocess.Popen来执行ls -l命令，并通过communicate方法来获取命令的输出。stdout=subprocess.PIPE和stderr=subprocess.PIPE参数将标准输出和标准错误输出重定向到管道中。
三、使用os.system
os.system是执行Shell命令最简单的方法，但它不能捕获命令的输出，而且安全性较低。
import os
os.system('ls -l')
这个例子中，我们使用os.system来执行ls -l命令，但是我们无法获取命令的输出。
四、使用os.popen
os.popen可以用来执行Shell命令并获取命令的输出，但它已经被弃用，不建议再使用。
import os
stream = os.popen('ls -l')
output = stream.read()
print(output)
在这个例子中，我们使用os.popen来执行ls -l命令，并通过read方法来获取命令的输出。尽管这种方式可以获取输出，但由于它已经被弃用，所以不推荐使用。
五、总结
在Python中执行Shell命令行的方法有多种，但推荐使用subprocess模块，因为它功能强大、灵活且安全。特别是subprocess.run方法，它提供了一个高层次的接口，能够更方便地执行命令并获取输出。如果需要更底层的控制，可以使用subprocess.Popen。不建议使用os.system和os.popen，因为它们的功能有限且安全性较低。
六、深入探讨subprocess模块
1、执行简单命令
import subprocess
result = subprocess.run(['echo', 'Hello, World!'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
在这个例子中，我们使用subprocess.run来执行echo Hello, World!命令，并将输出捕获到result.stdout中。
2、执行带有Shell管道的命令
import subprocess
process1 = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE)
process2 = subprocess.Popen(['grep', 'py'], stdin=process1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)
process1.stdout.close()
output, _ = process2.communicate()
print(output.decode())
在这个例子中，我们使用subprocess.Popen来执行ls -l命令，并将其输出通过管道传递给grep py命令，最终获取到包含py的行。
3、处理命令的标准输入
import subprocess
process = subprocess.Popen(['cat'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, _ = process.communicate(input='Hello, World!\n')
print(stdout)
在这个例子中，我们使用subprocess.Popen来执行cat命令，并通过管道将输入传递给命令，最终获取到命令的输出。
4、捕获标准错误输出
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', 'nonexistentfile'], capture_output=True, text=True)
print(result.stderr)
在这个例子中，我们使用subprocess.run来执行ls nonexistentfile命令，并捕获其标准错误输出到result.stderr中。
5、设置超时
import subprocess
try:
result = subprocess.run(['sleep', '10'], timeout=5)
except subprocess.TimeoutExpired:
print('Command timed out')
在这个例子中，我们使用subprocess.run来执行sleep 10命令，并设置超时时间为5秒，如果命令在5秒内没有完成，将抛出subprocess.TimeoutExpired异常。
七、最佳实践
- 使用
subprocess.run或subprocess.Popen来执行Shell命令，这些方法功能强大且安全。 - 避免使用
os.system和os.popen，这些方法功能有限且安全性较低。 - 使用
capture_output=True和text=True参数来捕获命令的输出并将其解码为字符串。 - 使用
stdin=subprocess.PIPE、stdout=subprocess.PIPE和stderr=subprocess.PIPE参数来重定向命令的输入、输出和错误流。 - 使用
try-except块来处理subprocess.TimeoutExpired异常，设置合理的超时时间。
通过这些最佳实践，可以更高效、安全地在Python中执行Shell命令行。
相关问答FAQs：
如何在Python中执行Shell命令行？
在Python中，可以使用subprocess模块来执行Shell命令。这个模块允许你创建新的进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，并获得返回码。例如，使用subprocess.run()方法可以方便地运行命令并获取输出。
使用subprocess模块执行Shell命令时需要注意什么？
在执行Shell命令时，确保传递的命令和参数是正确的。使用subprocess.run()时，可以将shell=True设置为True以在Shell中执行命令，不过这可能存在安全隐患，特别是在处理用户输入时。因此，建议使用列表形式传递命令和参数，以避免潜在的命令注入风险。
如何处理Shell命令的输出和错误信息？
在使用subprocess.run()时，可以通过设置stdout和stderr参数来捕获输出和错误信息。例如，可以将stdout设置为subprocess.PIPE来获取标准输出，设置stderr为subprocess.PIPE来获取错误信息。这些信息可以通过返回的CompletedProcess对象轻松访问。
在Python中如何处理Shell命令的返回值？
执行Shell命令后，subprocess.run()会返回一个CompletedProcess对象，其中包含命令的返回码、标准输出和标准错误输出。可以通过returncode属性检查命令是否成功执行（0表示成功，非0表示失败）。根据返回值，可以采取相应的错误处理措施，以确保程序的健壮性。
