Есть ли промежуточная функция или альтернатива subprocess.Popen и subprocess.Run?

subprocess.run() — это удобная функция, которая сначала вызывает subprocess.Popen() для создания подпроцесса, затем Popen.communicate() для ожидания его завершения и возврата кода возврата, stdout данных и stderr данных.

Тогда как вызовом subprocess.Popen() вы запускаете только подпроцесс, а остальное зависит от вас. Выполнение программы продолжается с момента создания процесса. Затем вы можете вызвать Poepen.wait(), чтобы дождаться завершения, вызвать Popen.communicate(), чтобы при необходимости отправить входные данные в подпроцесс и дождаться завершения, или написать асинхронный код (путем чтения из буферов stdout/stderr по мере доступности данных, используя poll(), чтобы определить, завершен ли подпроцесс, реализация многопоточности и т. д.). Обратитесь к документации библиотеки подпроцессов.

Выбор зависит от ваших потребностей, оба метода подойдут. Теперь перейдем к вашему коду...

Причина, по которой вы не получаете исключение FileNotFound для недопустимых команд, заключается в том, что когда вы создаете подпроцесс, вы передаете его args=['powershell', 'asdflkj'] - и 'powershell' ЯВЛЯЕТСЯ допустимой командой. subprocess анализирует args, где первый параметр — это команда/приложение, а остальная часть списка — аргументы для этого конкретного приложения/команды.

Это означает, что вам нужно дождаться завершения подпроцесса и проверить код возврата CompletedSubprocess. Любой код, отличный от 0, указывает на сбой. Текст ошибки будет в process.stderr

Но более того, вам даже не нужно запускать powershell; команды можно вызывать напрямую. Я провел несколько быстрых тестов, и на моей машине значительно быстрее напрямую вызывать команды, как действительные, так и недействительные.

Одно предостережение: если вы хотите иметь возможность запускать команды, встроенные в оболочку, например dir, для этого потребуется запустить оболочку. Для этого вы можете использовать аргумент shell=True для Popen()/run() вместо того, чтобы вызывать powershell самостоятельно. (В Интернете вы найдете людей, рекомендующих избегать shell=True из соображений безопасности, о чем, я полагаю, вам не стоит беспокоиться).

Вот реализация с использованием run():

from datetime import datetime
import os
import subprocess

while True:
    cwd = os.getcwd()
    command = input(f"{cwd} {datetime.now(): %Y-%m-%d %H:%M:%S} >>:>> ")
    if command.strip() == '':
        continue
    if command.lower() == 'exit':
        break

    cmd, *args = command.split()
    if cmd.lower() == 'cd':
        if not args:
            print(cwd) # mirrors functionality of actual cd
            continue
        try:
            path = command.split(maxsplit=1)[1] # get the path from the command
            os.chdir(path)
        except (FileNotFoundError, NotADirectoryError):
            print('Error: Invalid directory')
        continue

    process = subprocess.run([cmd, *args],
                             stderr=subprocess.PIPE,
                             text=True,
                             shell=True)
    if process.returncode != 0:
        print('Error: Command does not exist')

Этот подход не передает по конвейеру stdout, то есть выходные данные печатаются в режиме реального времени, но вы все равно можете отображать собственное сообщение об ошибке для недопустимых команд!

Несколько исправлений/улучшений:

• Пустые команды (например, когда вы просто нажимаете Enter) будут печатать следующую строку приглашения вместо запуска подпроцесса без аргументов.
• cd без аргументов отображает текущий каталог вместо того, чтобы вызывать неперехваченное исключение

Если вы хотите обрабатывать/фильтровать выходные данные построчно в режиме реального времени, вы можете использовать Popen() с конвейерным stdout следующим образом:

    process = subprocess.Popen([cmd, *args],
                               stdout=subprocess.PIPE,
                               stderr=subprocess.PIPE,
                               text=True,
                               shell=True)
    for line in process.stdout:
        # do something with output line
        print(line.strip())
    try:
        process.wait(timeout=10)
        if process.returncode != 0:
            print('Error: Command does not exist')
    except subprocess.TimeoutExpired:
        print('Error: command timed out')

Другие примечания...

• если пользователь хочет завершить подпроцесс с помощью CTRL+C, вы можете заключить цикл в блок try и перехватить KeyboardInterrupt
• если вы ищете другие ответы SO о subprocess/Popen, убедитесь, что вы просматриваете свежую информацию - есть много советов 10-летней давности, когда в библиотеке subprocess были ошибки и отсутствовала текущая функциональность.
• В зависимости от масштаба вашего проекта вы можете рассмотреть возможность использования библиотеки cmd. Он выполняет за вас самые сложные задачи, чтобы вы могли сосредоточиться на реализации команд.