通过 Python 接口玩转 Unix Shell？

Unix shell 是操作系统中非常重要的一部分，它可以帮助我们在命令行界面下执行各种操作。虽然 Shell 有着非常强大的功能，但是对于一些不熟悉命令行操作的人来说，使用 Shell 可能会有些困难。幸运的是，python 提供了一些接口，可以让我们通过 Python 代码来执行 Shell 命令。

在本文中，我们将介绍如何使用 Python 的 subprocess 模块来执行 Shell 命令，并且演示一些实际的例子。

subprocess 模块

subprocess 模块是 Python 中用于执行外部命令的标准库。它可以让我们在 Python 中创建新的进程，并且与它们交互。使用 subprocess 模块的最基本方法是使用 subprocess.run() 函数。下面是一个简单的例子，演示如何使用 subprocess.run() 函数来执行 Shell 命令：

import subprocess

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

print(result.stdout.decode())

在这个例子中，我们调用了 subprocess.run() 函数，并且传递了一个列表参数 ["ls", "-l"]，表示要执行的 Shell 命令是 "ls -l"。此外，我们还传递了一个 stdout 参数，告诉 subprocess.run() 函数将命令的输出保存到一个变量中。最后，我们使用 decode() 函数将输出从字节转换为字符串，并将其打印出来。

在执行这个代码片段之后，您应该会看到一个输出，其中包含当前目录下的所有文件和文件夹的详细信息。

捕获命令输出

在上一个例子中，我们使用 stdout 参数来捕获命令的输出。这个参数是一个可以接受文件描述符的对象，它可以用来指定输出的目标位置。在我们的例子中，我们将 stdout 参数设置为 subprocess.PIPE，这意味着我们将命令的输出保存在一个管道中，以便稍后使用。

除了 stdout 参数之外，subprocess.run() 函数还接受许多其他参数。例如，您可以使用 stderr 参数来指定命令的错误输出的目标位置。您还可以使用 check 参数来指定是否应该引发异常，如果命令返回一个非零的退出代码，则会引发异常。您还可以使用 cwd 参数来指定命令应该在哪个目录下执行。

下面是一个演示如何使用 subprocess.run() 函数来捕获命令输出的例子：

import subprocess

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

print(result.stdout.decode())
print(result.stderr.decode())

在这个例子中，我们传递了一个 stderr 参数，以便我们可以捕获命令的错误输出。我们使用 decode() 函数将 stdout 和 stderr 从字节转换为字符串，并将它们打印出来。如果命令执行期间发生错误，则您应该会看到一个包含错误信息的输出。

执行命令并传递参数

在许多情况下，您可能需要执行带有参数的命令。例如，您可能需要执行一个需要从标准输入读取数据的命令，或者您可能需要将一些参数传递给命令，以便其执行特定的操作。在这种情况下，您可以使用 subprocess.run() 函数的 stdin 和 args 参数来传递参数。

下面是一个演示如何使用 subprocess.run() 函数来传递参数的例子：

import subprocess

result = subprocess.run(["grep", "-i", "python"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True, input="Python is a great programming language.
It is widely used for data science and Machine learning.
")

print(result.stdout)

在这个例子中，我们传递了一个 stdin 参数，以便我们可以将数据传递给命令的标准输入。我们还传递了一个 text 参数，以便命令的输出被解释为文本。最后，我们使用 input 参数将数据传递给命令的标准输入。在这个例子中，我们将两行文本传递给 grep 命令，并且指定了要搜索的字符串是 "python"。如果命令成功执行，则您应该会看到一个包含匹配行的输出。

使用 Popen 类

subprocess.run() 函数是 subprocess 模块的一个简单接口。如果您需要更多控制或更高级的功能，则可以使用 subprocess.Popen 类。Popen 类允许您创建一个新的进程，并且可以与它进行交互。

下面是一个演示如何使用 subprocess.Popen 类来执行命令的例子：

import subprocess

p = subprocess.Popen(["ls", "-l"], stdout=subprocess.PIPE)

output, err = p.communicate()

print(output.decode())

在这个例子中，我们使用 subprocess.Popen 类创建一个新的进程，并且传递了一个列表参数 ["ls", "-l"]，表示要执行的 Shell 命令是 "ls -l"。我们使用 stdout 参数来指定输出的目标位置，并且使用 communicate() 函数来等待命令完成并获取输出。最后，我们使用 decode() 函数将输出从字节转换为字符串，并将其打印出来。

总结

在本文中，我们介绍了如何使用 Python 的 subprocess 模块来执行 Unix Shell 命令。我们演示了如何使用 subprocess.run() 函数来捕获命令的输出，并且演示了如何传递参数和使用 subprocess.Popen 类。通过这些技术，您可以轻松地在 Python 中执行各种命令，并且可以将其与其他 Python 代码结合使用。