python@调用系统命令行@os.system@subprocess@标准输入输出@[email protected]@input@print

python@调用系统命令行@os.system@标准输入输出@[email protected]@input@print

概要

• 在Python中，可以使用os.system函数来执行操作系统命令。

• 该函数接受一个字符串参数，该字符串是要执行的命令。例如，要在Windows系统中执行dir命令，可以使用以下代码：

  • import os
    os.system('dir')
    

  • 在Linux或MacOS系统中，可以使用ls命令代替dir命令。os.system函数会在一个新的子进程中执行命令，并等待命令执行完成后返回。如果命令执行成功，os.system函数返回0，否则返回一个非零值。

• 需要注意的是，os.system函数的安全性不太好，因为它可以执行任意的系统命令。如果要执行的命令包含用户输入的内容，需要谨慎处理，以避免命令注入等安全问题。

• 为了提高安全性，可以使用subprocess模块来代替os.system函数，该模块提供了更多的选项来控制命令的执行环境和参数。例如，以下代码使用subprocess模块来执行ls命令，并获取命令输出：

  • import subprocess
    
    result = subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE)
    print(result.stdout.decode('utf-8'))
    

  • 该代码会执行ls -l命令，并将输出存储在result变量中。

  • subprocess.run函数接受一个列表参数，该列表包含要执行的命令和参数。stdout=subprocess.PIPE参数可以将命令输出重定向到一个管道中，而result.stdout.decode('utf-8')可以将管道中的输出转换为字符串并打印出来。

os.system

• os.system()

• Execute the command (a string) in a subshell. This is implemented by calling the Standard C function system(), and has the same limitations. Changes to sys.stdin, etc. are not reflected in the environment of the executed command. If command generates any output, it will be sent to the interpreter standard output stream. The C standard does not specify the meaning of the return value of the C function, so the return value of the Python function is system-dependent.

• On Unix, the return value is the exit status of the process encoded in the format specified for wait().

• On Windows, the return value is that returned by the system shell after running command. The shell is given by the Windows environment variable COMSPEC: it is usually cmd.exe, which returns the exit status of the command run; on systems using a non-native shell, consult your shell documentation.

• The subprocess module provides more powerful f acilities for spawning new processes and retrieving their results; using that module is preferable to using this function. See the Replacing Older Functions with the subprocess Module section in the subprocess documentation for some helpful recipes.

  On Unix, waitstatus_to_exitcode() can be used to convert the result (exit status) into an exit code. On Windows, the result is directly the exit code.

  Raises an auditing event os.system with argument command.

• os.system函数是Python标准库中的一个函数，用于在子shell中执行一个命令字符串。该函数会调用操作系统底层的system()函数来实现命令的执行，因此在不同操作系统下其行为可能有所不同。

• 在Unix系统中，os.system函数的返回值是被执行命令的退出状态，该退出状态被编码为wait()函数指定的格式。

• 在Windows系统中，os.system函数的返回值是由系统shell返回的，通常是cmd.exe，该值取决于执行的命令。

• 需要注意的是，os.system函数的返回值在不同操作系统下的具体含义可能不同，因此在编写跨平台脚本时需要谨慎处理。此外，os.system函数的安全性不太好，因为它可以执行任意的系统命令。如果要执行的命令包含用户输入的内容，需要谨慎处理，以避免命令注入等安全问题。

• 为了提高安全性和灵活性，可以使用subprocess模块来代替os.system函数。

• subprocess模块提供了更多的选项来控制命令的执行环境和参数，并且可以方便地获取命令的输出和错误信息。例如，以下代码使用subprocess模块来执行ls命令，并获取命令输出：

  import subprocess
  
  result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
  print(result.stdout)
  

  该代码会执行ls -l命令，并将输出存储在result变量中。capture_output=True参数可以将命令输出捕获到result.stdout中，而text=True参数可以将输出以字符串的形式返回。最终输出的是ls -l命令的输出。

demos

• 下面是一个使用os.system()函数的简单示例，该示例执行一个命令行命令，打印出当前目录下的所有文件和子目录：

  import os
  
  import platform
  
  # 获取操作系统名称
  os_name = platform.system()
  # 执行命令
  
  ls="dir" if os_name=='Windows' else "ls"
  res= os.system(ls) 
  
  # 打印执行结果的状态码
  print("os.system(ls) 执行结果状态码:", res)
  res1=os.system("rasie_")
  print(res1)#执行了不存在的命令rasie_,状态码非0
  

  在这个例子中，我们首先导入了os模块，然后调用os.system()函数，将命令行命令dir传递给它。这个命令会在命令行中列出当前目录下的所有文件和子目录。

  然后，我们使用os.system()函数来执行这个命令，并将执行结果的状态码打印出来。在Windows系统中，如果执行成功，dir命令会返回0，否则会返回其他的值。我们可以通过打印状态码来判断命令是否执行成功。

  需要注意的是，os.system()函数返回的状态码是一个整数值，而不是一个字符串。如果需要将状态码转换为字符串或其他格式，需要使用相应的转换函数或方法。

windows命令解释器@ComSpec

• ComSpec是"Command Specification"的缩写，指的是Windows操作系统中的一个环境变量，用于指定默认的命令行解释器。
• 在Windows系统中，当需要执行一个命令行命令时，系统会首先查找ComSpec环境变量，并使用该变量指定的命令行解释器来执行命令。
• 默认情况下，ComSpec环境变量的值为C:\Windows\System32\cmd.exe，即Windows的标准命令提示符。但是，用户可以通过修改ComSpec环境变量的值，来使用其他的命令行解释器，例如Windows PowerShell等。
• ComSpec环境变量在Windows系统中起着重要的作用，因为许多应用程序和脚本都需要使用命令行解释器来执行操作。通过使用ComSpec环境变量，可以确保这些应用程序和脚本在任何Windows系统中都可以正常工作，而无需考虑系统中安装的命令行解释器是哪个。

subprocess@recommended

• subprocess — Subprocess management — Python 3.11.2 documentation

• The subprocess module allows you to spawn new processes, connect to their input/output/error pipes, and obtain their return codes. This module intends to replace several older modules and functions:

  os.system
  os.spawn*
  

• Information about how the subprocess module can be used to replace these modules and functions can be found in the following sections.

基本用法

• subprocess是Python标准库中的一个模块，提供了更高级、更安全的执行外部命令的方法，比os.system()函数更加灵活。subprocess模块可以执行命令、获取命令的输出、控制命令的输入和输出、等待命令执行完成等操作。

  下面是subprocess模块的一些常用函数和方法：

  • subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, env=None, cwd=None, text=None, start_new_session=False)：执行一个命令，并等待命令执行完成。返回一个CompletedProcess对象，其中包含命令的执行结果。args参数可以是一个字符串，也可以是一个列表或元组，表示要执行的命令和参数。
  • subprocess.Popen(args, bufsize=-1, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=True, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=None, startupinfo=None, creationflags=0, restore_signals=True, start_new_session=False, pass_fds=(), *, group=None, extra_groups=None, user=None, initgroups=True)：启动一个新的进程，并返回一个Popen对象，其中包含该进程的信息和控制方法。args参数的含义与subprocess.run()函数相同。
  • subprocess.check_call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False, timeout=None, encoding=None, errors=None, env=None, cwd=None, text=None, start_new_session=False)：执行一个命令，并等待命令执行完成。如果命令的返回值为0，则返回None，否则会抛出CalledProcessError异常。args参数的含义与subprocess.run()函数相同。
  • subprocess.check_output(args, *, stdin=None, stderr=None, shell=False, timeout=None, encoding=None, errors=None, universal_newlines=None, cwd=None, text=None, start_new_session=False)：执行一个命令，并返回命令的输出结果。如果命令的返回值不为0，则会抛出CalledProcessError异常。args参数的含义与subprocess.run()函数相同。

demos

下面是subprocess模块的一些示例代码，演示了如何使用不同的函数和方法执行外部命令：

• 使用subprocess.run()函数执行一个简单的命令，打印当前目录的路径：

  • import subprocess
    
    result = subprocess.run(["pwd"], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
    print(result.stdout.decode("utf-8"))
    

  • 在这个例子中，我们调用subprocess.run()函数执行pwd命令，该命令会打印当前目录的路径。stdout=subprocess.PIPE参数表示我们希望获取命令的标准输出，stderr=subprocess.PIPE参数表示我们希望获取命令的错误输出。result.stdout.decode("utf-8")语句将获取到的标准输出转换为字符串，并打印出来。

• 使用subprocess.Popen()函数执行一个命令，并向其输入数据：

• import subprocess
  
  # 启动一个命令行进程
  p = subprocess.Popen(["cat"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
  
  # 向进程输入数据
  p.stdin.write(b"hello\n")
  p.stdin.write(b"world\n")
  p.stdin.close()
  
  # 从进程读取输出
  output = p.stdout.read()
  
  # 打印输出
  print(output.decode("utf-8"))
  

在这个例子中，我们使用subprocess.Popen()函数启动了一个cat命令的进程，并将其标准输入和输出重定向到stdin和stdout。我们向该进程输入了两行数据，然后关闭了标准输入。最后，我们从进程的标准输出中读取数据，并将其打印出来。

1. 使用subprocess.check_call()函数执行一个命令，检查其返回值：

import subprocess

# 执行一个命令，检查其返回值
subprocess.check_call(["ls", "-l"])

标准输入输出

• Take input from stdin in Python - GeeksforGeeks

• stdin和stdout是计算机中常见的输入输出流。在Unix和类Unix系统（如Linux）中，一切都是文件，包括标准输入、输出和错误输出。在Windows系统中，也有类似的概念，但是实现方式略有不同。

• stdin代表标准输入流，通常用于从控制台或者其他程序读取输入。在Python中，可以使用sys.stdin对象来访问标准输入流。例如，以下代码使用sys.stdin对象来读取用户输入的字符串：

  import sys
  
  input_str = sys.stdin.readline()
  print(input_str)
  

  该代码使用sys.stdin.readline()函数从标准输入流中读取一行字符串，并将其存储在input_str变量中。然后，将该字符串输出到标准输出流中。需要注意的是，sys.stdin对象默认使用缓冲区，因此在读取输入之前可能需要先刷新缓冲区。

• stdout代表标准输出流，通常用于向控制台或者其他程序输出信息。在Python中，可以使用print()函数将信息输出到标准输出流中。例如，以下代码使用print()函数输出一行字符串到标准输出流中：

  print('Hello, world!')
  

  该代码会将字符串'Hello, world!'输出到标准输出流中。需要注意的是，print()函数默认会在输出字符串末尾添加一个换行符，如果不希望添加换行符，可以使用end参数来指定输出末尾的字符。

  总之，stdin和stdout是计算机中常见的输入输出流，用于在程序和外界之间传递信息。在Python中，可以使用sys.stdin和print()函数来访问标准输入和输出流。

• 标准输入流（stdin）通常用于从外部环境中读取输入。例如，在命令行程序中，用户可以通过键盘向程序输入数据，这些数据就会通过标准输入流传递到程序中。标准输出流（stdout）通常用于向外部环境输出信息。例如，在命令行程序中，程序可以通过标准输出流将结果输出到控制台中，供用户查看。

  在Python中，可以使用sys.stdin和sys.stdout对象来访问标准输入输出流。sys.stdin对象表示标准输入流，可以通过该对象的readline()方法从标准输入中读取一行文本。例如，以下代码从标准输入中读取一行文本，并将其输出到标准输出中：

  import sys
  
  input_str = sys.stdin.readline()
  sys.stdout.write(input_str)
  

• 该代码首先使用sys.stdin.readline()方法从标准输入流中读取一行文本，并将其存储在input_str变量中。然后，使用sys.stdout.write()方法将该文本输出到标准输出流中。

• 需要注意的是，在使用标准输入输出流时，需要根据具体的操作系统和环境来调整相关设置。例如，在一些特殊情况下，可能需要禁用缓冲区，以避免输出延迟。在Python中，可以使用sys.stdout.flush()方法来刷新标准输出流的缓冲区，以确保输出立即生效。

  总之，标准输入输出是计算机操作系统中的重要概念，用于表示程序与外部环境之间的输入输出流。在Python中，可以使用sys.stdin和sys.stdout对象来访问标准输入输出流，以实现与外部环境的交互。

sys.stdin

• # stdin_demo.py
  import sys
  
  for line in sys.stdin:
  	if 'q' == line.rstrip():
  		break
  	print(f'Input : {line}')
  
  print("Exit")
  
  

  • (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py .\stdin_demo.py 
    1
    Input : 1
    
    2
    Input : 2
    
    q
    Exit
    

input()

• # input_demo.py
  inp = input("Type anything:")
  
  # prints inp
  print(inp)
  
  

(d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py .\input_demo.py
Type anything:123
123

sys.stdin.input@input()

• # stdin_readline_demo.py
  # Python program to demonstrate
  # sys.stdin.readline()
  
  
  import sys
  print("read string:")
  name = sys.stdin.readline()
  print(repr(name),type(name))
  
  #可以控制读入的字符数
  print("read 2 digit:")
  num = sys.stdin.readline(2)
  print(num,type(num))
  # 比较input()
  line=input("read by input():")
  print(repr(line),type(line))
  
  

• (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS D:\repos\CCSER\emotion-recognition-using-speech\testers> py .\stdin_readline_demo.py
  read string:
  cxxu
  'cxxu\n' <class 'str'>
  read 2 digit:
  123
  12 <class 'str'>
  read by input():cxxu
  'cxxu' <class 'str'>
  

交互模式

• (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py
  Python 3.9.16 (main, Mar  8 2023, 10:39:24) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
  Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
  >>> import sys
  >>> name = sys.stdin.readline()
  cxxu
  >>> print(name,type(name))
  cxxu
   <class 'str'>
  >>> len(name)
  5
  >>> num=sys.stdin.readline()
  123
  >>> num
  '123\n'
  >>> name=sys.stdin.readline()
  cxxu
  
  >>> name
  'cxxu\n'
  >>> print(name+"tailing")
  cxxu
  tailing
  >>> name+"tailing"       
  'cxxu\ntailing'
  

• 可以看到,使用print()打印出来的内容会将\n作为换行效果显示出来

小结

• input()函数和sys.stdin.readline()方法都可以用于从标准输入流中读取一行文本（字符串）。在大多数情况下，这两种方法的功能是相似的，可以互相替代。

• 但是，它们还是有一些区别的：

• input()函数自动去除读取到的字符串中的末尾换行符，而sys.stdin.readline()方法不会自动去除换行符。这意味着，如果使用sys.stdin.readline()方法读取一行文本，需要手动去除字符串末尾的换行符。

  例如，以下代码使用input()函数读取一行文本，并输出该文本的长度：

  input_str = input()
  print(len(input_str))
  

  该代码会从标准输入流中读取一行文本，自动去除末尾的换行符，并输出该文本的长度。

  而以下代码使用sys.stdin.readline()方法读取一行文本，需要手动去除字符串末尾的换行符：

  import sys
  
  input_str = sys.stdin.readline().rstrip('\n')
  print(len(input_str))
  

  该代码会从标准输入流中读取一行文本，然后使用rstrip('\n')方法去除字符串末尾的换行符，并输出该文本的长度。

• input()函数会将读取到的字符串进行解析，返回一个Python对象，而sys.stdin.readline()方法则直接返回一个字符串。这意味着，如果需要将读取到的字符串转换为其他类型的Python对象（如整数或浮点数），则需要使用input()函数比较放便。

  例如，以下代码使用input()函数读取一个整数，并输出该整数的平方：

  input_num = int(input())
  print(input_num ** 2)
  

  该代码会从标准输入流中读取一个整数，将其转换为整数类型，然后输出该整数的平方。

  而以下代码使用sys.stdin.readline()方法读取一个整数，并需要手动将其转换为整数类型：

  import sys
  
  input_num = int(sys.stdin.readline().rstrip('\n'))
  print(input_num ** 2)
  

  该代码会从标准输入流中读取一个字符串（包括末尾的换行符），然后使用rstrip('\n')方法去除字符串末尾的换行符，并将其转换为整数类型，然后输出该整数的平方。

  总之，input()函数和sys.stdin.readline()方法都可以用于从标准输入流中读取一行文本，但是在使用它们时需要根据具体情况选择适合的方法，并注意它们的区别。

sys.stdout

• # stdin_out.py
  import sys
  
  print("使用stdin.readline()读取输入(从命令行读取输入):")
  input_str = sys.stdin.readline()
  print("<<<<<<<<<<")
  print("使用repr检查换行符等转义字符",repr(input_str))
  print("使用sys.stdout.write()将内容写出到终端:")
  sys.stdout.write(repr(input_str))#不同于print()不会追加换行
  print("<<<<<<<<<<")
  
  

  • (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py .\stdin_out.py
    使用stdin.readline()读取输入(从命令行读取输入):
    123
    <<<<<<<<<<
    使用repr检查换行符等转义字符 '123\n'
    使用sys.stdout.write()将内容写出到终端:
    '123\n'<<<<<<<<<<
    

sys.stdout.wirte()@print()

• sys.stdout.write()方法和print()函数都可以用于向标准输出流中输出信息。但是，它们在输出方式和输出效果上有一些区别。

  1. 输出方式：sys.stdout.write()方法需要手动添加换行符，而print()函数会在输出结束后自动添加换行符。

  例如，以下代码使用sys.stdout.write()方法输出一行文本，并手动添加换行符：

  import sys
  
  sys.stdout.write('Hello, world!\n')
  

  该代码会向标准输出流中输出字符串'Hello, world!'，并手动添加一个换行符。

  而以下代码使用print()函数输出一行文本，无需手动添加换行符：

  print('Hello, world!')
  

  该代码会向标准输出流中输出字符串'Hello, world!'，并自动添加一个换行符。

  1. 输出效果：sys.stdout.write()方法输出的文本可以与其他输出保持在同一行，而print()函数输出的文本会自动换行，与其他输出分开。

  例如，以下代码使用sys.stdout.write()方法输出两个字符串，在同一行中显示：

  import sys
  
  sys.stdout.write('Hello, ')
  sys.stdout.write('world!\n')
  

  该代码会向标准输出流中输出字符串'Hello, '和字符串'world!'，并在它们之间没有换行符，输出结果为'Hello, world!\n'。

  而以下代码使用print()函数输出两个字符串，在不同行中显示：

  print('Hello, ')
  print('world!')
  

  该代码会向标准输出流中输出字符串'Hello, '和字符串'world!'，并在它们之间自动添加一个换行符，输出结果为：

  Hello, 
  world!
  

  总之，sys.stdout.write()方法和print()函数都可以用于向标准输出流中输出信息，但是在使用它们时需要根据具体情况选择适合的方法，并注意它们的输出方式和输出效果。

从文件读取@fileinput

• fileinput — Iterate over lines from multiple input streams — Python 3.11.2 documentation

fileinput.input()@从文件输入内容

• 如果是单个文件,可以使用open函数:open()

• 如果是多个文件,可以使用fileinput.input函数

• #构造两个简单文件:
  echo "f1 file">f1
  echo "f2 file">f2
  

• # fileinput_demo.py
  import fileinput
  
  with fileinput.input(files=('f1', 'f2')) as f:
      # python3.10后支持encoding等参数
      for line in f:
          # process(line)
          print(line)
  
  

• (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py .\fileinput_demo.py
  f1 file
  
  f2 file	
  

命令行参数提供文件名

• # fileinput_cli.py
  import fileinput
  import sys
  print(sys.argv)
  for f in fileinput.input():
  	print(f)
  
  

• (d:\condaPythonEnvs\tf210) PS C:\Users\cxxu\ser\testers> py .\fileinput_cli.py f1 f2
  ['.\\fileinput_cli.py', 'f1', 'f2']
  f1 file
  
  f2 file
  

小结

• 总之，虽然os.system函数可以方便地执行简单的命令，但在编写复杂脚本时建议使用更安全和灵活的subprocess模块。