python3解析库lxml
lxml是python的一个解析库，支持HTML和XML的解析，支持XPath解析方式，而且解析效率非常高
XPath，全称XML Path Language，即XML路径语言，它是一门在XML文档中查找信息的语言，它最初是用来搜寻XML文档的，但是它同样适用于HTML文档的搜索
XPath的选择功能十分强大，它提供了非常简明的路径选择表达式，另外，它还提供了超过100个内建函数，用于字符串、数值、时间的匹配以及节点、序列的处理等，几乎所有我们想要定位的节点，都可以用XPath来选择
XPath于1999年11月16日成为W3C标准，它被设计为供XSLT、XPointer以及其他XML解析软件使用，更多的文档可以访问其官方网站：https://www.w3.org/TR/xpath/
1、python库lxml的安装
windows系统下的安装：
#pip安装 pip3 install lxml #wheel安装 #下载对应系统版本的wheel文件:http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#lxml pip3 install lxml-4.2.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl
linux下安装：
yum install -y epel-release libxslt-devel libxml2-devel openssl-devel
pip3 install lxml
验证安装：
$python3 >>>import lxml
2、XPath常用规则
| 表达式 | 描述 |
| nodename | 选取此节点的所有子节点 |
| / | 从当前节点选取直接子节点 |
| // | 从当前节点选取子孙节点 |
| . | 选取当前节点 |
| .. | 选取当前节点的父节点 |
| @ | 选取属性 |
| * | 通配符，选择所有元素节点与元素名 |
| @* | 选取所有属性 |
| [@attrib] | 选取具有给定属性的所有元素 |
| [@attrib='value'] | 选取给定属性具有给定值的所有元素 |
| [tag] | 选取所有具有指定元素的直接子节点 |
| [tag='text'] | 选取所有具有指定元素并且文本内容是text节点 |
（1）读取文本解析节点
from lxml import etree text=''' <div> <ul> <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> <li class="item-0"><a href="link5.html">a属性</a> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text) #初始化生成一个XPath解析对象 result=etree.tostring(html,encoding='utf-8') #解析对象输出代码 print(type(html)) print(type(result)) print(result.decode('utf-8')) #etree会修复HTML文本节点 <class 'lxml.etree._Element'> <class 'bytes'> <html><body><div> <ul> <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> <li class="item-0"><a href="link5.html">a属性</a> </li></ul> </div> </body></html>
（2）读取HTML文件进行解析
from lxml import etree html=etree.parse('test.html',etree.HTMLParser()) #指定解析器HTMLParser会根据文件修复HTML文件中缺失的如声明信息 result=etree.tostring(html) #解析成字节 #result=etree.tostringlist(html) #解析成列表 print(type(html)) print(type(result)) print(result) # <class 'lxml.etree._ElementTree'> <class 'bytes'> b'<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/REC-html40/loose.dtd">\n<html><body><div> \n <ul> \n <li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li> \n <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> \n <li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li> \n <li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li> \n <li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a> \n </li></ul> \n </div> \n</body></html>'
（3）获取所有节点
返回一个列表每个元素都是Element类型，所有节点都包含在其中
from lxml import etree html=etree.parse('test',etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//*') #//代表获取子孙节点，*代表获取所有 print(type(html)) print(type(result)) print(result) # <class 'lxml.etree._ElementTree'> <class 'list'> [<Element html at 0x754b210048>, <Element body at 0x754b210108>, <Element div at 0x754b210148>, <Element ul at 0x754b210188>, <Element li at 0x754b2101c8>, <Element a at 0x754b210248>, <Element li at 0x754b210288>, <Element a at 0x754b2102c8>, <Element li at 0x754b210308>, <Element a at 0x754b210208>, <Element li at 0x754b210348>, <Element a at 0x754b210388>, <Element li at 0x754b2103c8>, <Element a at 0x754b210408>]
如要获取li节点，可以使用//后面加上节点名称，然后调用xpath()方法
html.xpath('//li') #获取所有子孙节点的li节点
（4）获取子节点
通过/或者//即可查找元素的子节点或者子孙节点，如果想选择li节点的所有直接a节点，可以这样使用
result=html.xpath('//li/a') #通过追加/a选择所有li节点的所有直接a节点，因为//li用于选中所有li节点，/a用于选中li节点的所有直接子节点a
（5）获取父节点
我们知道通过连续的/或者//可以查找子节点或子孙节点，那么要查找父节点可以使用..来实现也可以使用parent::来获取父节点
from lxml import etree from lxml.etree import HTMLParser text=''' <div> <ul> <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//a[@href="link2.html"]/../@class') result1=html.xpath('//a[@href="link2.html"]/parent::*/@class') print(result) print(result1) # ['item-1'] ['item-1']
（6）属性匹配
在选取的时候，我们还可以用@符号进行属性过滤。比如，这里如果要选取class为item-1的li节点，可以这样实现:
from lxml import etree from lxml.etree import HTMLParser text=''' <div> <ul> <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[@class="item-1"]') print(result)
（7）文本获取
我们用XPath中的text()方法获取节点中的文本
from lxml import etree text=''' <div> <ul> <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[@class="item-1"]/a/text()') #获取a节点下的内容 result1=html.xpath('//li[@class="item-1"]//text()') #获取li下所有子孙节点的内容 print(result) print(result1)
（8）属性获取
使用@符号即可获取节点的属性，如下：获取所有li节点下所有a节点的href属性
result=html.xpath('//li/a/@href') #获取a的href属性 result=html.xpath('//li//@href') #获取所有li子孙节点的href属性
（9）属性多值匹配
如果某个属性的值有多个时，我们可以使用contains()函数来获取
from lxml import etree text1=''' <div> <ul> <li class="aaa item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="bbb item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[@class="aaa"]/a/text()') result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa")]/a/text()') print(result) print(result1) #通过第一种方法没有取到值，通过contains（）就能精确匹配到节点了 [] ['第一个']
（10）多属性匹配
另外我们还可能遇到一种情况，那就是根据多个属性确定一个节点，这时就需要同时匹配多个属性，此时可用运用and运算符来连接使用：
from lxml import etree text1=''' <div> <ul> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="aaa" name="fore"><a href="link2.html">second item</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[@class="aaa" and @name="fore"]/a/text()') result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa") and @name="fore"]/a/text()') print(result) print(result1) # ['second item'] ['second item']
（11）XPath中的运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 | 返回值 |
|
or |
或 | age=19 or age=20 | 如果age等于19或者等于20则返回true反正返回false |
| and | 与 | age>19 and age<21 | 如果age等于20则返回true，否则返回false |
| mod | 取余 | 5 mod 2 | 1 |
| | | 取两个节点的集合 | //book | //cd | 返回所有拥有book和cd元素的节点集合 |
| + | 加 | 6+4 | 10 |
| - | 减 | 6-4 | 2 |
| * | 乘 | 6*4 | 24 |
| div | 除法 | 8 div 4 | 2 |
| = | 等于 | age=19 | true |
| != | 不等于 | age!=19 | true |
| < | 小于 | age<19 | true |
| <= | 小于或等于 | age<=19 | true |
| > | 大于 | age>19 | true |
| >= | 大于或等于 | age>=19 | true |
此表参考来源:http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_operators.asp
（12）按序选择
有时候，我们在选择的时候某些属性可能同时匹配多个节点，但我们只想要其中的某个节点，如第二个节点或者最后一个节点，这时可以利用中括号引入索引的方法获取特定次序的节点：
from lxml import etree text1=''' <div> <ul> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第二个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第三个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第四个</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取所有li节点下a节点的内容 result1=html.xpath('//li[1][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取第一个 result2=html.xpath('//li[last()][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取最后一个 result3=html.xpath('//li[position()>2 and position()<4][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取第一个 result4=html.xpath('//li[last()-2][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取倒数第三个 print(result) print(result1) print(result2) print(result3) print(result4) # ['第一个', '第二个', '第三个', '第四个'] ['第一个'] ['第四个'] ['第三个'] ['第二个']
这里使用了last()、position()函数，在XPath中，提供了100多个函数，包括存取、数值、字符串、逻辑、节点、序列等处理功能，它们的具体作用可参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_functions.asp
（13）节点轴选择
XPath提供了很多节点选择方法，包括获取子元素、兄弟元素、父元素、祖先元素等，示例如下：
from lxml import etree text1=''' <div> <ul> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第二个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第三个</a></li> <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第四个</a></li> </ul> </div> ''' html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser()) result=html.xpath('//li[1]/ancestor::*') #获取所有祖先节点 result1=html.xpath('//li[1]/ancestor::div') #获取div祖先节点 result2=html.xpath('//li[1]/attribute::*') #获取所有属性值 result3=html.xpath('//li[1]/child::*') #获取所有直接子节点 result4=html.xpath('//li[1]/descendant::a') #获取所有子孙节点的a节点 result5=html.xpath('//li[1]/following::*') #获取当前子节之后的所有节点 result6=html.xpath('//li[1]/following-sibling::*') #获取当前节点的所有同级节点 # [<Element html at 0x3ca6b960c8>, <Element body at 0x3ca6b96088>, <Element div at 0x3ca6b96188>, <Element ul at 0x3ca6b961c8>] [<Element div at 0x3ca6b96188>] ['aaa', 'item'] [<Element a at 0x3ca6b96248>] [<Element a at 0x3ca6b96248>] [<Element li at 0x3ca6b96308>, <Element a at 0x3ca6b96348>, <Element li at 0x3ca6b96388>, <Element a at 0x3ca6b963c8>, <Element li at 0x3ca6b96408>, <Element a at 0x3ca6b96488>] [<Element li at 0x3ca6b96308>, <Element li at 0x3ca6b96388>, <Element li at 0x3ca6b96408>]
以上使用的是XPath轴的用法，更多轴的用法可参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_axes.asp
（14）案例应用：抓取TIOBE指数前20名排行开发语言
#!/usr/bin/env python #coding:utf-8 import requests from requests.exceptions import RequestException from lxml import etree from lxml.etree import ParseError import json def one_to_page(html): headers={ 'user-agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.62 Safari/537.36' } try: response=requests.get(html,headers=headers) body=response.text #获取网页内容 except RequestException as e: print('request is error!',e) try: html=etree.HTML(body,etree.HTMLParser()) #解析HTML文本内容 result=html.xpath('//table[contains(@class,"table-top20")]/tbody/tr//text()') #获取列表数据 pos = 0 for i in range(20): if i == 0: yield result[i:5] else: yield result[pos:pos+5] #返回排名生成器数据 pos+=5 except ParseError as e: print(e.position) def write_file(data): #将数据重新组合成字典写入文件并输出 for i in data: sul={ '2018年6月排行':i[0], '2017年6排行':i[1], '开发语言':i[2], '评级':i[3], '变化率':i[4] } with open('test.txt','a',encoding='utf-8') as f: f.write(json.dumps(sul,ensure_ascii=False) + '\n') #必须格式化数据 f.close() print(sul) return None def main(): url='https://www.tiobe.com/tiobe-index/' data=one_to_page(url) revaule=write_file(data) if revaule == None: print('ok') if __name__ == '__main__': main() # {'2018年6月排行': '1', '2017年6排行': '1', '开发语言': 'Java', '评级': '15.368%', '变化率': '+0.88%'} {'2018年6月排行': '2', '2017年6排行': '2', '开发语言': 'C', '评级': '14.936%', '变化率': '+8.09%'} {'2018年6月排行': '3', '2017年6排行': '3', '开发语言': 'C++', '评级': '8.337%', '变化率': '+2.61%'} {'2018年6月排行': '4', '2017年6排行': '4', '开发语言': 'Python', '评级': '5.761%', '变化率': '+1.43%'} {'2018年6月排行': '5', '2017年6排行': '5', '开发语言': 'C#', '评级': '4.314%', '变化率': '+0.78%'} {'2018年6月排行': '6', '2017年6排行': '6', '开发语言': 'Visual Basic .NET', '评级': '3.762%', '变化率': '+0.65%'} {'2018年6月排行': '7', '2017年6排行': '8', '开发语言': 'PHP', '评级': '2.881%', '变化率': '+0.11%'} {'2018年6月排行': '8', '2017年6排行': '7', '开发语言': 'JavaScript', '评级': '2.495%', '变化率': '-0.53%'} {'2018年6月排行': '9', '2017年6排行': '-', '开发语言': 'SQL', '评级': '2.339%', '变化率': '+2.34%'} {'2018年6月排行': '10', '2017年6排行': '14', '开发语言': 'R', '评级': '1.452%', '变化率': '-0.70%'} {'2018年6月排行': '11', '2017年6排行': '11', '开发语言': 'Ruby', '评级': '1.253%', '变化率': '-0.97%'} {'2018年6月排行': '12', '2017年6排行': '18', '开发语言': 'Objective-C', '评级': '1.181%', '变化率': '-0.78%'} {'2018年6月排行': '13', '2017年6排行': '16', '开发语言': 'Visual Basic', '评级': '1.154%', '变化率': '-0.86%'} {'2018年6月排行': '14', '2017年6排行': '9', '开发语言': 'Perl', '评级': '1.147%', '变化率': '-1.16%'} {'2018年6月排行': '15', '2017年6排行': '12', '开发语言': 'Swift', '评级': '1.145%', '变化率': '-1.06%'} {'2018年6月排行': '16', '2017年6排行': '10', '开发语言': 'Assembly language', '评级': '0.915%', '变化率': '-1.34%'} {'2018年6月排行': '17', '2017年6排行': '17', '开发语言': 'MATLAB', '评级': '0.894%', '变化率': '-1.10%'} {'2018年6月排行': '18', '2017年6排行': '15', '开发语言': 'Go', '评级': '0.879%', '变化率': '-1.17%'} {'2018年6月排行': '19', '2017年6排行': '13', '开发语言': 'Delphi/Object Pascal', '评级': '0.875%', '变化率': '-1.28%'} {'2018年6月排行': '20', '2017年6排行': '20', '开发语言': 'PL/SQL', '评级': '0.848%', '变化率': '-0.72%'}
XPath的更多用法参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/index.asp
python lxml库的更多用法参考：http://lxml.de/
