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我們知道，Python的API非常多，功能非常強大，而且非常易用。Python之所以強大，一個重要原因是因為Python非常容易與其他編程語言交互。這就讓Python擁有了無限擴展性。就算Python無法實現某個功能，可以用其他語言實現，然后Python直接調用即可。

Python與其他編程語言交互，主要有如下兩種方法：

(1)調用動態庫，如.dll，.so等;

(2)直接執行外部命令，并接收外部命令的返回結果;

第1種方法我會在后面的文章中詳細討論，本文主要講解如何使用Python執行外部的命令，并傳遞參數和接收返回值，然后做更進一步的處理。本文將介紹6種執行外部命令的方法，并比較這6中方法的優缺點。史稱這6種執行外部命令的方法為六脈神劍。

Python執行外部命令的6種方法：

1. system函數

基本的調用格式如下：

import os 
os.system("some_command with args"); 

system函數會將命令和參數傳遞給系統的Shell。這么做非常好，因為您實際上可以用這種方式一次運行多個命令，并設置管道和輸入/輸出重定向。例如：

import os 
os.system("cat command.py | grep -n subprocess > result.txt") 

執行這段代碼，會在當前目錄生成一個result.txt文件。

盡管這樣做很方便，但必須手動處理轉義字符(例如空格等)。所以這樣做只是讓你簡單地運行Shell程序，而不是擴展程序的功能。

2. popen函數

基本調用格式如下：

import os 
stream = os.popen("some_command with args") 

popen函數與os.system函數的功能相同，只是popen函數提供了一個用于操作文件的對象，可用使用標準輸入輸出的方式來訪問文件中的數據。popen函數還有其他3種變體，它們對I/O的處理略有不同。如果將所有內容都作為字符串傳遞，那么命令將傳遞到Shell程序;如果將它們作為列表傳遞，則無需擔心轉義任何內容。例如：

import os 
stream = os.popen("cat command.py | grep -n subprocess") 
print(type(stream)) 
result = stream.readlines() 
print(type(result)) 
print(result) 

執行這段代碼，會輸出如下內容：

<class 'os._wrap_close'> 
<class 'list'> 
['1:import subprocess\n', '2:subprocess.run(["ls", "-l"])\n', '5:subprocess.call(["ls", "-l"])\n', '8:os.system("cat command.py | grep -n subprocess > result.txt")\n'] 

我們可以看到，readlines方法以列表形式返回命令的執行結果。

3. Popen類

subprocess模塊的Popen類。該類可用于替換os.popen函數。但Popen類的缺點是由于功能過于強大，所以使用起來稍微復雜一些。例如：

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

這行代碼可以用來替換下面的代碼：

print(os.popen("echo Hello World").read()) 

關于Popen類的一個更復雜的例子如下：

import subprocess 
p = subprocess.Popen('ls', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT) 
for line in p.stdout.readlines(): 
    print(line.decode("utf-8").strip()) 
retval = p.wait() 

這段代碼通過標準輸出的readlines方法讀取了ls命令返回結果的所有行，并將這些內容輸出到Console。最后用wait方法等待ls命令執行完，最后結束程序。

Popen類相對于popen函數的優勢是將所有的選項都統一放在了Popen類中，而不是需要4個不同的popen函數完成這些工作。

4.call函數

來自subprocess模塊的call函數。與Popen類一樣，擁有相同的參數，但call函數只會等待命令執行完并提供返回代碼才結束。例如：

return_code = subprocess.call("echo Hello World", shell=True) 
print(return_code) 

5. run函數

如果讀者使用的是Python 3.5或更高版本，則可以使用新的subprocess.run函數，該函數與上面的代碼非常相似，但是更加靈活，并在命令完成執行后返回CompletedProcess對象。例如：

import subprocess 
result = subprocess.run(["ls", "-l"]) 
print(type(result)) 

6. 類C函數

os模塊還提供了與C語言類似的fork / exec / spawn函數，但是我不建議直接使用它們，例如：

import os 
print(os.execl('/bin/ls', ' ')) 

最后，請注意，對于這些執行外部命令的方法，需要將這些命令執行后參數的字符串傳遞回程序，有時需要對這些傳回的字符串進行轉移。如果你無法完全信任這些字符串，那么有可能會帶來嚴重的安全隱患。例如，如果用戶正在輸入字符串的某些/任何部分。如果不確定，請僅將這些方法與常量一起使用。為了更好地說明這一點，請看下面的代碼。

print(subprocess.Popen("echo %s " % user_input, stdout=PIPE).stdout.read()) 

我們可以想象，當用戶輸入了“I love your harddisk && rm -rf /”，這將刪除硬盤中的所有數據。所以如果你對用戶的輸入無法完全信任的話，請將變量user_input改成常量，不讓用戶任意輸入。

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