如何使用Python執行Shell命令並獲取執行過程信息

本文將介紹如何使用Python執行Shell命令並獲取執行過程信息。我們將從以下幾個方面進行闡述：

一、執行Shell命令

Python內置的subprocess模塊可以方便地執行Shell命令。使用subprocess模塊的方法如下：

import subprocess

subprocess.run(["ls", "-l"]) # 執行ls -l命令

上述代碼中，subprocess.run()可以執行帶參數的命令，命令和參數作為列表傳入。執行結果以CompletedProcess對象的形式返回。

二、獲取執行結果

Subprocess模塊提供了多種方式獲取執行結果，如通過標準輸出、標準錯誤輸出和返回值等。下面分別介紹：

1. 通過標準輸出獲取執行結果

可以通過subprocess.run()的stdout參數來獲取執行結果。例如：

import subprocess

result = subprocess.run(["ls", "-l"], stdout=subprocess.PIPE)
print(result.stdout.decode())

上述代碼中，指定stdout=subprocess.PIPE可以將標準輸出返回給調用者，然後通過result.stdout獲取執行結果，並將其以字符串形式打印出來。

2. 通過標準錯誤輸出獲取執行結果

同樣可以通過subprocess.run()的stderr參數獲取執行結果，例如：

import subprocess

result = subprocess.run(["ls", "-l", "nonexistent"],
                        stdout=subprocess.PIPE,
                        stderr=subprocess.PIPE)

print(result.stderr.decode())

上述代碼中，由於指定的目錄不存在，程序執行會出現錯誤。我們通過stderr=subprocess.PIPE指定標準錯誤輸出，然後通過result.stderr獲取錯誤信息，並將其以字符串形式打印出來。

3. 通過返回值獲取執行結果

可以通過subprocess.run()的returncode屬性來獲取命令的返回值。例如：

import subprocess

result = subprocess.run(["ls", "-l", "nonexistent"])

print("return code:", result.returncode)

上述代碼中，由於指定的目錄不存在，程序執行會返回錯誤碼。我們通過result.returncode獲取錯誤碼，並將其輸出。

三、更加高級的用法

有時候，我們需要更複雜的命令行操作，比如進程間通信、輸入輸出重定向等。在這種情況下，我們可以使用更加高級的用法。

1. 通過管道傳遞數據

下面的示例演示如何通過管道將數據傳遞給命令行：

import subprocess

# execute echo 'hello world' | wc command
with subprocess.Popen(["echo", "hello world"], stdout=subprocess.PIPE) as echo:
    with subprocess.Popen(["wc", "-w"], stdin=echo.stdout, stdout=subprocess.PIPE) as wc:
        result = wc.communicate()

print(result[0].decode())

上述代碼中，我們使用了兩個子進程。首先執行echo “hello world”命令，並通過stdout=subprocess.PIPE將標準輸出發送到子進程的標準輸入。然後通過stdin=echo.stdout，將管道從第一個子進程傳遞給第二個子進程。注意，使用with語句可以確保進程安全地關閉。

2. 輸入輸出重定向

下面的示例演示如何重定向子進程的標準輸入、標準輸出和標準錯誤輸出：

import subprocess

# execute echo 'hello world' > hello.txt command
with open("hello.txt", "w") as file:
  subprocess.run(["echo", "hello world"], stdout=file)

# execute cat < hello.txt command
with open("hello.txt", "r") as file:
    subprocess.run(["cat"], stdin=file)

# execute ls -ld /nonexistent > nonexist.txt 2>&1
with open("nonexist.txt", "w") as file:
    subprocess.run(["ls", "-ld", "/nonexistent"],
                       stdout=file,
                       stderr=subprocess.STDOUT)

上述代碼中，第一個示例演示了如何將標準輸出重定向到文件中。第二個示例演示了如何將文件內容作為標準輸入傳遞給子進程。第三個示例演示了如何重定向標準錯誤輸出。

四、總結

使用Python執行Shell命令並獲取執行過程信息可以用一個非常簡單的接口完成，同時具有很強的實用性。我們可以通過subprocess模塊輕鬆地執行Shell命令，並獲取執行過程中的各種信息。同時，subprocess模塊還提供了很多高級特性，方便處理更高級的命令行操作。