Python中执行程序或调用系统命令的方法

技术背景

在Python编程中，有时需要执行外部程序或调用系统命令来完成特定任务，如文件操作、系统管理等。Python提供了多种方式来实现这一需求。

实现步骤

使用subprocess.run

在Python 3.5及以上版本，推荐使用subprocess.run。它返回一个CompletedProcess对象，示例代码如下：

import subprocess
from shlex import split

completed_process = subprocess.run(split('python --version'))

使用os.system

os.system可以直接执行系统命令，但它存在安全风险，示例代码如下：

import os
os.system('ls -l')

使用os.popen

os.popen会返回一个类文件对象，可用于访问进程的标准输入/输出，示例代码如下：

import os
print(os.popen('ls -l').read())

使用subprocess.Popen

subprocess.Popen是os.popen的替代方案，功能更强大但稍复杂，示例代码如下：

import subprocess
print(subprocess.Popen('echo Hello World', shell=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout.read())

使用subprocess.call

subprocess.call与Popen类似，但它会等待命令执行完成并返回返回码，示例代码如下：

import subprocess
return_code = subprocess.call('echo Hello World', shell=True)

核心代码

subprocess.run示例

import subprocess
from shlex import split

# 执行命令
completed_process = subprocess.run(split('python --version'))
print(completed_process)

# 捕获输出
completed_process = subprocess.run(split('python --version'), stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
print(completed_process.stdout)

os.system示例

import os
os.system('ls -l')

最佳实践

• 优先使用subprocess.run，因为它是Python 3.5及以上版本推荐的方法，安全且功能强大。
• 避免使用os.system，除非命令完全来自可信任的常量，因为它存在安全风险。
• 当需要与进程进行交互或控制时，使用subprocess.Popen。

常见问题

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory

这通常是因为在不使用shell=True时，直接传递了命令字符串，应使用列表形式，如["ls", "-a"]，或者设置shell=True。

TypeError: [...] NoneType [...]

检查是否设置了capture_output=True，否则result.stderr和result.stdout将为None。

TypeError: a bytes-like object is required, not [...]

程序返回的结果通常是字节类型，如果想作为普通字符串处理，设置text=True。

subprocess.CalledProcessError: Command ' [...] ' returned non-zero exit status 1

命令执行失败，可以禁用返回码检查或检查实际程序的有效性。

TypeError: __init__() got an unexpected keyword argument [...]

可能使用的Python版本低于3.7.0，建议更新到最新版本，或者参考其他替代解决方案。