我们经常需要在 Python 中调用外部命令，比如运行 Shell 脚本、执行系统命令或者与其他程序进行交互。而 subprocess 模块就是 Python 提供的官方解决方案，它能让我们像“指挥官”一样控制外部进程，获取输出结果，甚至处理错误信息。
今天这篇文章，就来聊聊怎么用 subprocess 来实现这些操作。不管你是想自动化日常任务，还是做系统集成开发，掌握这个模块都能让你事半功倍。
假设你有一个需求：想通过 Python 自动运行一个 shell 命令，比如 ping www.google.com，然后把结果保存下来。或者你想运行一个外部脚本，并捕获它的输出，用于后续处理。这时候，subprocess 就派上大用场了。
那么问题来了，subprocess 有哪些常用方法？它们之间有什么区别？怎么才能正确地调用外部命令并获取结果？别急，下面我一步步带你走进 subprocess 的世界。
首先，我们要知道 subprocess 的核心函数有三个：Popen、run 和 call，其中 run 是 Python 3.5 引入的新函数，推荐优先使用。它比 call 更加灵活和易用。
我们先来看一个最简单的例子：
这段代码的作用是：执行 ls -l 命令（在 Linux 或 macOS 上列出当前目录下的文件），并将输出结果保存到 result.stdout 中。这里的关键点在于 capture_output=True，它告诉 Python 我们要捕获命令的标准输出。而 text=True 则表示返回的是字符串而不是字节。
如果你不设置 capture_output=True，默认情况下，Python 不会捕获输出，而是直接打印到终端。所以，如果你想在程序中处理输出，一定要记得加上这个参数。
接下来，我们来看看更复杂的场景：如何执行一个带有输入的命令？比如，执行 grep "hello" file.txt，但你希望从 Python 中传递输入内容？
这时候，可以使用 input 参数：
这里，input 参数允许你将数据作为标准输入传递给命令。注意，input 只能在 capture_output=True 的情况下使用，否则无法正确传递输入。
还有一个常见问题是：如果命令执行失败怎么办？比如，你尝试运行一个不存在的命令，或者权限不足。这时候，subprocess.run() 会返回一个 CompletedProcess 对象，但不会抛出异常。你可以通过检查 result.returncode 来判断是否成功。
这一步非常关键，因为如果不做判断，可能会导致程序继续执行错误的逻辑，从而引发更多问题。
再来看一个实际应用场景：假设你要写一个脚本，自动备份数据库。你可以使用 subprocess 调用 pg_dump（PostgreSQL 的导出工具）来生成备份文件。
在这个例子中，我们通过 subprocess.run() 执行了 pg_dump 命令，将数据库 mydatabase 导出到 backup.sql。如果执行成功，输出会是空；如果失败，stderr 中会包含错误信息。
不过，这种写法有个小问题：如果命令中有空格或特殊字符，直接拼接字符串容易出错。更好的方式是使用列表形式传参，如上面的例子所示。这样可以避免路径中出现空格导致命令解析错误的问题。
除了 run，还有 Popen 这个更底层的接口，适合需要实时读取输出、发送输入等高级操作。比如，你可以边运行命令边读取输出，而不是等到命令结束才获取结果。
这段代码会逐行读取 ping 命令的输出，并实时打印出来。这种方式非常适合需要实时监控命令执行状态的场景，比如日志分析、进度反馈等。
不过，Popen 的使用相对复杂一些，建议初学者优先使用 run，等熟悉后再深入学习 Popen 的高级用法。
说到跨平台兼容性，subprocess 在 Windows 和 Linux/macOS 上的行为略有不同。例如，在 Windows 上，某些命令可能需要使用 cmd /c 来执行，或者需要特别处理路径中的反斜杠。
而在 Linux/macOS 上，可以直接使用 ls、grep 等命令。所以在编写跨平台脚本时，要注意命令的可用性和路径格式。
最后，我们来总结一下本文的核心知识点：
subprocess.run() 是推荐使用的函数，适合大多数场景。使用 capture_output=True 和 text=True 可以方便地捕获和处理命令输出。通过 returncode 判断命令是否执行成功，避免忽略错误。避免直接拼接命令字符串，使用列表形式传参更安全。Popen 适合需要实时交互的高级场景，但使用门槛更高。
注意跨平台差异，尤其是路径和命令语法。
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