Python调用外部程序的4种核心方法：os、ShellExecute、CreateProcess与ctypes

Python调用外部程序的四种核心方法概述

前言

在Python开发中，经常需要在脚本中调用其他可执行程序或脚本，以复用现有功能，避免重复编写代码。

为了实现更精细的控制，除了基础调用外，还可以借助win32process模块管理进程，甚至通过ctype模块直接调用kernel32.dll中的底层函数。本文将依次介绍四种实现方式。

方法一：使用os.system执行简单命令

1、os.system()函数

os模块提供的system()函数是执行外部程序最简便的方法，其基本调用模式如下：

os.system(command)：其中command参数指定要执行的命令。若需向脚本传递多个参数，只需在命令字符串中用空格分隔程序名与参数即可。

具体使用示例如下：

#打开记事本
os.system('notepad')
#用记事本打开aa.txt
os.system('notepad aa.txt') #aa.txt文件必须在当前程序目录
#直接打开aa.txt
os.system('aa.txt')
#直接打开Excel文件
os.system('aa.xlsx')
#直接打开Word文件
os.system('bb.docx')
filepath='测试.xlsx'
#打开包含中文的文件
os.system(filepath.decode('utf8').encode('GBK'))

方法二：利用ShellExecute控制窗口状态

2、ShellExecute函数

通过win32api模块提供的ShellExecute()函数，可以启动外部程序，其标准语法格式为：

• ShellExecute(hwnd, op, file, args, dir, show)
• hwnd：父窗口句柄，若无父窗口则设为0。
• op：执行操作类型，可选open、print或留空。
• file：指定要运行的可执行程序或要打开的脚本文件。
• args：传递给程序的命令行参数，若仅打开文件则留空。
• dir：程序启动时的初始工作目录。
• show：控制是否显示程序窗口。

调用ShellExecute函数的效果类似于在Windows资源管理器中双击文件图标，系统会自动关联并打开相应程序。

使用此功能前需安装pywin32库，下载地址为：https://sourceforge.net/projects/pywin32/files/pywin32/

具体调用示例如下：

import win32api
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', '', '', 0)   # 后台执行
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', '', '', 1)   # 前台打开
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', 'wmi.txt', '', 1)  # 打开文件
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'iexplore.exe', '', '', 1)    # 打开IE浏览器
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'iexplore.exe', 'https://www.baidu.com/', '', 1) # 用IE浏览器打开百度网址
win32api.ShellExecute(0, 'open', 'mspaint.exe', 'wxqr.png', '', 1) #用系统附件自带的画图打开图片wxqr.png

方法三：通过CreateProcess精细管理进程

3、CreateProcess

参考实例代码可查阅：https://www.programcreek.com/python/example/8489/win32process.CreateProcess

3.1、创建进程

若需对运行中的程序进行更严格的控制，可使用win32process模块中的CreateProcess()函数来创建进程。该函数的完整格式如下：

CreateProcess(appName, cmdLine, proAttr, threadAttr, InheritHandle, CreationFlags, newEnv, currentDir, Attr)

• appName：指定可执行文件的名称。
• cmdLine：命令行参数字符串。
• procAttr：进程的安全属性设置。
• threadAttr：线程的安全属性设置。
• InheritHandle：继承标志，决定子进程是否继承父进程句柄。
• CreationFlags：创建进程时的额外标志位。
• currentDir：进程启动时的当前目录路径。
• Attr：创建程序时使用的STARTUPINFO属性对象。

3.2、结束进程

创建进程后，可通过win32process.TerminateProcess函数强制终止进程，其格式为：

TerminateProcess(handle, exitCode)

• handle：需要操作的进程句柄。
• exitCode：进程退出时返回的代码。

此外，也可使用win32event.WaitForSingleObject等待创建的线程结束，该函数格式如下：

WaitForSingleObject(handle, milisecond)

• handle：需要操作的进程句柄。
• milisecond：等待超时时间（毫秒）。若设置为-1，则表示无限期等待直到进程结束。

import win32process
# 打开记事本，获得其句柄
handle = win32process.CreateProcess(r'C:\Windows\notepad.exe', '', None, None, 0, win32process.CREATE_NO_WINDOW, None, None, win32process.STARTUPINFO())
time.sleep(4)
# 终止进程
win32process.TerminateProcess(handle[0], 0)
import win32event
#等待进程结束 
print win32event.WaitForSingleObject(handle[0], -1)

方法四：使用ctypes调用动态链接库

4、使用ctypes调用kernel32.dll中的函数

ctypes模块允许Python直接调用动态链接库（DLL）中的函数。

该模块为Python提供了调用C语言编写的动态链接库的能力，并支持传递参数。

ctypes模块定义了与C语言兼容的基本数据类型，并能处理结构体和联合体。它支持Windows、Linux和Mac OS等多种操作系统，具备良好的跨平台特性。

具体调用示例如下：

在Windows环境下，通过ctypes调用user32.dll中的MessageBoxA函数显示消息框。

from ctypes import *
user32 = windll.LoadLibrary('user32.dll')
a = user32.MessageBoxA(0, str.encode('Hello Ctypes!'), str.encode('Ctypes'), 0)
print a

ctype模块中包含的基本数据类型与C语言类似，以下是部分基本数据类型的对照关系：

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