轻松使用python调用系统shell执行命令行命令的几种方式！

在使用python时总免不了会使用到命令行来帮我们执行命令，尤其是在linux系统中就更为常见了，若是熟悉shell编程的当然可以直接使用shell写个脚本，但奈何我不熟呀。因此我还是乖乖的在python中调用一下命令行来执行命令吧。

本文将介绍几个常见的用于调用命令行执行命令的方式。

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os模块

首先，最常用也最方便的就是os模块了，os模块能执行的命令很多，这里只介绍调用命令行的方式，os模块调用命令行的方式有os.system和os.popen两种。

os.system

使用os.system方法能轻而易举的执行命令行命令，使用方式为：

import os
command ='start cmd'     # 开启cmd，这里只能在window中使用，是开启cmd命令行的命令
# 要传给os.system()函数的参数为字符串形式，这些字符串最终被系统的命令行当作命令
# 直接运行，因此传入的字符串需要严格按照命令行命令书写的语法来编辑，当然也可以
# 传入变量，这些变量会在python中被解析，最终传递给命令行的命令是被解析完全的字符串。
os.system(command)

需要注意的是，os.system的原理为开启子进程，子进程结果无法影响其它子进程，因此若多个命令需要同时运行(如有先后顺序的命令)，可以直接在os.system中写入两个命令即可，如：

import os
dir_name = 'new_dir'   # 这里添加一个变量
command = f'cd~ && mkdir {dir_name}'   
# 使用&&符号表示前面命令执行后才执行后面的命令
# 这里的意思是到主目录下创建一个文件夹，文件夹名是传入的变量
os.system(command)

os.popen

使用os.popen方法也能执行命令行命令，但os.popen与os.system的返回值不同，os.system的返回值为退出状态码(即是否正常退出)，而os.popen的返回值为命令执行在命令行上得到的输出结果，这些输出结果被以文件对象的形式返回，如以下的例子中的f可以像文件对象一样被操作，如f.read()、f.readlines()、f.readline()等等。同时popen的语法支持’r’、'w’两种模式，和文件对象一样，若使用’w’模式，那么便不能被读取到，默认使用的’r’模式可以被读取。使用方式为：

import os
f = os.popen('ls')
print(f.readlines())
# 这里得到的结果为当前目录下的所有文件，并被列为一个列表了。
# 如在python文件夹中运行这个命令的结果：
# ['bin\n', 'etc\n', 'ete3\n', 'include\n', 'lib\n', 'share\n']

subprocess模块

在subprocess的官方模块介绍中，明确提出了这个模块就是为替代一些旧的调用命令行的方法而来的。官方介绍为：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，并且获取它们的返回码。此模块打算代替一些老旧的模块与功能。总结一下其比之前的方法多出的优点为：能连接进程的输入、输出、错误管道、获取其返回码。所以上面提到的os.popen方法和os.system模块的功能都能被subprocess完成之外，同时subprocess完成的功能还更多。但是我们还是可以根据工作需要选择的，毕竟os.popen和os.system用起来确实简单。

在subprocess模块中，有很多的方法如call、Popen、run等，但是推荐使用的就是run方法了，其能完成大部分的工作。实际上这些方法在底层是调用Popen方法，但有时候还是会用到Popen方法，这就如正则表达式中都是调用re.compile模块，但有时候还是会直接使用re.compile。

subprocess.run

subprocess.run的使用方式：

subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None, **other_popen_kwargs)

这里简要介绍一下上面的几个参数，

• args就是要执行的命令(字符串形式)，*号后就是命名关键字参数了(之前有介绍过)
• stdout, stderr，input： 这些参数是管道相关命令，用于进程与其它文件或者进程之间的沟通，关于管道的部分就不多讲了
• shell，表示是否使用shell程序如sh，若为True则表示使用shell这样的壳来执行，也就是执行的时候会有/bin/sh这样的前缀，而若为False表示要执行的命令是可执行文件，执行所依赖的并不是shell这个壳(有博主介绍说是依赖os.execvp()这个命令)，因此其不能使用到如管道符|，;，&这些符号。shell=False时其接受数组变量(如列表)作为命令，但是只识别第一个元素为命令，其余都被识别为参数。使用shell=True的话与shell命令使用方式相同，传入的命令必须为字符串形式，这样也会增加出现错误的可能性，这里读者可以自行尝试一下两者的不同。
• cwd可以调整命令执行的目录

subprocess.run的返回值为一个CompletedProcess类的类实例，它包含了命令的参数，返回状态等信息，因此可以在类实例中获取某些信息。这里简单展示一下subprocess.run的基础使用方式：

>>> import subprocess
>>> a = subprocess.run('ls -h -a', shell = True)
.  ..  bin  etc  ete3  include	lib  share
# ls -h -a查看当前目录下的所有文件及文件夹
# 这里如果shell为False会报错
>>> print(a)
CompletedProcess(args='ls -h -a', returncode=0)
# 运行结果a为类实例，可以看到返回状态和参数

使用shell=False的方法：

>>> import subprocess
>>> a = subprocess.run(['ls', '-h', '-a'], shell = False)
.  ..  bin  etc  ete3  include	lib  share
# 使用时将命令和参数都放到列表数组中，第一个元素为命令，后面的都为参数
>>> print(a)
CompletedProcess(args=['ls', '-h', '-a'], returncode=0)
# 同上

subprocess.call、subprocess.Popen等

正如subprocess.run一节提到了，使用subprocess.call(返回值为进程退出码)或subprocess.Popen(底层调用的基础，使用灵活性更强)或其它的一些如subprocess.check_output(附带参数运行命令并返回其输出)、subprocess.getoutput(返回在 shell 中执行 cmd 产生的输出(stdout 和 stderr)等都可以执行命令行命令，但是执行它们得到的返回值不一样，这也正是为什么会有这些不同的方法的原因，此外可能还会有一定的其它不同，但是使用它们的方式是类似的，若是需要使用时可以再去查查。

叮

除了上面的两大模块外，之前还有一个commands模块也用于执行命令行命令，其可以获取在命令行执行命令所输出的结果，但是现在已经不推荐用了，此处也不再介绍了。毕竟已经有更适合做这些的方法了。

本文主要参考网上内容，若是有错还望海涵并指出，我将尽快改正。

参考：https://www.yht7.com/news/141304
参考：
https://docs.python.org/zh-cn/3/library/subprocess.html#subprocess.run
参考：https://www.cnblogs.com/zhou2019/p/10582716.html