如何在 Python 中運行 Bash 腳本

大多數需要在 Python 繼續執行前完成的 Bash 指令碼，都適合使用 subprocess.run。它能分開傳入引數、擷取 stdout 和 stderr，並檢查程序的 returncode。執行環境必須已安裝 Bash，且 Python 能找到它；因此，沒有 Bash 的系統無法使用這種方式。下方範例會自行建立指令碼檔案、將名稱作為引數傳入，並顯示擷取到的結果。

方法 1：使用 subprocess 模組

這個自包含範例會建立一個簡短的 Bash 指令碼、傳入一個引數，並擷取兩個輸出串流。Bash 指令碼會輸出問候訊息，接著由 Python 顯示擷取到的文字和程序狀態。範例中的問候文字與狀態標籤維持英文，因為程式碼和輸出區塊必須逐位元組保持不變。

import subprocess
import tempfile
from pathlib import Path

with tempfile.TemporaryDirectory() as directory:
    script_path = Path(directory) / "greet.sh"
    script_path.write_text(
        '#!/usr/bin/env bash\nprintf "Hello, %s!\\n" "$1"\n',
        encoding="utf-8",
    )

    result = subprocess.run(
        ["bash", str(script_path), "Ada"],
        capture_output=True,
        text=True,
        check=False,
    )

print(result.stdout, end="")
print(f"Return code: {result.returncode}")

Hello, Ada!
Return code: 0

引數清單會將指令碼路徑和 Ada 保持為兩個獨立引數。使用預設值 shell=False 時，Python 會直接啟動 Bash，而不會要求 shell 剖析這份清單。這能避免 shell 剖析這些引數，但不代表任何情況都安全：請驗證輸入，並留意指令碼本身執行的操作。returncode 為零表示成功；非零值表示程序回報失敗。stderr 是用來輸出診斷資訊的獨立串流，其中出現文字本身不代表指令執行失敗。設定 capture_output=True 後，結果物件會提供 stdout 和 stderr。

方法 2：使用 os.system

只有在簡單指令就足夠、而且 Python 不需要擷取輸出時，才使用 os.system。它接受一個指令字串，透過系統 shell 執行，並將指令的輸出串流送到目前程序的標準串流。它的回傳值取決於系統，可能以編碼形式表示程序狀態，而不等於子程序的結束碼，因此不可把它當成可攜的直接結束碼。它不會提供可直接讀取 stdout 或 stderr 的結果物件。避免使用不受信任的輸入組成指令字串，因為 shell 剖析時可能會賦予輸入特殊意義。若需要分開傳入引數、擷取串流或可靠地檢查狀態，請優先使用 subprocess。

方法 3：使用 subprocess.Popen

如果需要更細緻地控制執行中的程序，例如管理程序生命週期或連接管線，請使用 subprocess.Popen。若要進行有限次的輸入與輸出交換，建立程序時請設定 stdin=subprocess.PIPE，再呼叫 communicate(input=...) 傳送輸入，並在程序結束後收集擷取到的串流。若沒有設定 stdin 管線，communicate(input=...) 就無法將資料傳給子程序。它不會即時傳送輸出。如果為兩個輸出串流都建立了管線，請使用 communicate() 將它們讀取完畢；若子程序的管線已填滿，卻仍等待子程序完成，可能會造成死結。若要即時串流，請妥善讀取並排空串流，不要把 communicate() 當成串流 API。管線的實際行為會因平台和程序而異。

結論

若 Bash 指令碼會執行至完成，通常使用 subprocess.run 最清楚：傳入清單、視需要擷取串流，並以 returncode 判斷是否成功。os.system 適合不需要處理輸出的簡單 shell 指令；需要明確控制程序或進行程序通訊時，則使用 subprocess.Popen。請確認 Python 程式執行的環境已安裝 Bash，且 Python 能找到 Bash 可執行檔；否則就無法啟動指令碼。

常見問題

1. 從 Python 執行 Bash 指令碼，哪種方式最好？
   大多數會在 Python 繼續執行前結束的指令碼，都適合使用 subprocess.run。它支援引數清單、擷取輸出串流，並透過 returncode 提供程序狀態。

2. 如何擷取指令碼的輸出？
   在 subprocess.run 中設定 capture_output=True 和 text=True，再從回傳物件讀取 stdout 和 stderr。使用 Popen 時，連接所需的管線並呼叫 communicate()，即可在程序完成後收集串流；這會收集輸出，而非即時串流。即使程序成功，stderr 仍可能包含診斷資訊，因此請用 returncode 檢查程序狀態。

3. 傳入清單安全嗎？
   使用 shell=False 時，清單中的引數不會經過 shell 剖析。這能降低 shell 注入風險，但不代表所有指令碼或輸入都安全；請驗證輸入值，並考量指令碼實際執行的操作。

4. 可以將引數傳給 Bash 指令碼嗎？
   可以。在 subprocess 的引數清單中，將每個引數分別放在指令碼路徑之後即可。os.system 接受的是單一指令字串，無法像這樣以結構化方式傳入引數。

5. 如何提供輸入給指令碼？
   簡單且有限的輸入交換可使用 subprocess.run 的 input=...；若需要更細緻地控制程序，則使用搭配 stdin=subprocess.PIPE 的 Popen，並呼叫 communicate(input=...)。communicate() 會傳送輸入，並在子程序結束後收集程序串流。