Python爬虫2Python爬虫入门一之综述
Python爬虫入门一之综述
Python版本:2.7,Python 3请另寻其他博文。
首先爬虫是什么?
网络爬虫(又被称为网页蜘蛛,网络机器人,在FOAF社区中间,更经常的称为网页追逐者),是一种按照一定的规则,自动的抓取万维网信息的程序或者脚本。
根据我的经验,要学习Python爬虫,我们要学习的共有以下几点:
- Python基础知识
- Python中urllib和urllib2库的用法
- Python正则表达式
- Python爬虫框架Scrapy
- Python爬虫更高级的功能
1.Python基础学习
首先,我们要用Python写爬虫,肯定要了解Python的基础吧,万丈高楼平地起,不能忘啦那地基,哈哈,那么我就分享一下自己曾经看过的一些Python教程,小伙伴们可以作为参考。
1) 慕课网Python教程
曾经有一些基础的语法是在慕课网上看的,上面附有一些练习,学习完之后可以作为练习,感觉效果还是蛮不错的,不过稍微遗憾的是内容基本上都是最基础的,入门开始的话,就这个吧
学习网址:慕课网Python教程
2) 廖雪峰Python教程
后来,我发现了廖老师的Python教程,讲的那是非常通俗易懂哪,感觉也是非常不错,大家如果想进一步了解Python就看一下这个吧。
学习网址:廖雪峰Python教程
3) 简明Python教程
还有一个我看过的,简明Python教程,感觉讲的也不错
学习网址:简明Python教程
4) 汪海的实验室
这是我的本科实验室学长,入门的时候参考的他的文章,自己重新做了总结,后来这些系列文章又在他的基础上增加了一些内容。
学习网址:汪海的实验室
2.Python urllib和urllib2 库的用法
urllib和urllib2库是学习Python爬虫最基本的库,利用这个库我们可以得到网页的内容,并对内容用正则表达式提取分析,得到我们想要的结果。这个在学习过程中我会和大家分享的。
3.Python 正则表达式
Python正则表达式是一种用来匹配字符串的强有力的武器。它的设计思想是用一种描述性的语言来给字符串定义一个规则,凡是符合规则的字符串,我们就认为它“匹配”了,否则,该字符串就是不合法的。这个在后面的博文会分享的。
4.爬虫框架Scrapy
如果你是一个Python高手,基本的爬虫知识都已经掌握了,那么就寻觅一下Python框架吧,我选择的框架是Scrapy框架。这个框架有什么强大的功能呢?下面是它的官方介绍:
HTML, XML源数据 选择及提取 的内置支持
提供了一系列在spider之间共享的可复用的过滤器(即 Item Loaders),对智能处理爬取数据提供了内置支持。
通过 feed导出 提供了多格式(JSON、CSV、XML),多存储后端(FTP、S3、本地文件系统)的内置支持
提供了media pipeline,可以 自动下载 爬取到的数据中的图片(或者其他资源)。
高扩展性。您可以通过使用 signals ,设计好的API(中间件, extensions, pipelines)来定制实现您的功能。
内置的中间件及扩展为下列功能提供了支持:
cookies and session 处理
HTTP 压缩
HTTP 认证
HTTP 缓存
user-agent模拟
robots.txt
爬取深度限制
针对非英语语系中不标准或者错误的编码声明, 提供了自动检测以及健壮的编码支持。
支持根据模板生成爬虫。在加速爬虫创建的同时,保持在大型项目中的代码更为一致。详细内容请参阅 genspider 命令。
针对多爬虫下性能评估、失败检测,提供了可扩展的 状态收集工具 。
提供 交互式shell终端 , 为您测试XPath表达式,编写和调试爬虫提供了极大的方便
提供 System service, 简化在生产环境的部署及运行
内置 Web service, 使您可以监视及控制您的机器
内置 Telnet终端 ,通过在Scrapy进程中钩入Python终端,使您可以查看并且调试爬虫
Logging 为您在爬取过程中捕捉错误提供了方便
支持 Sitemaps 爬取
具有缓存的DNS解析器
官方文档:http://doc.scrapy.org/en/latest/
等我们掌握了基础的知识,再用这个 Scrapy 框架吧!
上一节我们介绍了正则表达式,它的内容其实还是蛮多的,如果一个正则匹配稍有差池,那可能程序就处在永久的循环之中,而且有的小伙伴们也对写正则表达式的写法用得不熟练,没关系,我们还有一个更强大的工具,叫Beautiful Soup,有了它我们可以很方便地提取出HTML或XML标签中的内容,实在是方便,这一节就让我们一起来感受一下Beautiful Soup的强大吧。
1. Beautiful Soup的简介
简单来说,Beautiful Soup是python的一个库,最主要的功能是从网页抓取数据。官方解释如下:
Beautiful Soup提供一些简单的、python式的函数用来处理导航、搜索、修改分析树等功能。它是一个工具箱,通过解析文档为用户提供需要抓取的数据,因为简单,所以不需要多少代码就可以写出一个完整的应用程序。
Beautiful Soup自动将输入文档转换为Unicode编码,输出文档转换为utf-8编码。你不需要考虑编码方式,除非文档没有指定一个编码方式,这时,Beautiful Soup就不能自动识别编码方式了。然后,你仅仅需要说明一下原始编码方式就可以了。
Beautiful Soup已成为和lxml、html6lib一样出色的python解释器,为用户灵活地提供不同的解析策略或强劲的速度。
废话不多说,我们来试一下吧~
2. Beautiful Soup 安装
Beautiful Soup 3 目前已经停止开发,推荐在现在的项目中使用Beautiful Soup 4,不过它已经被移植到BS4了,也就是说导入时我们需要 import bs4 。所以这里我们用的版本是 Beautiful Soup 4.3.2 (简称BS4),另外据说 BS4 对 Python3 的支持不够好,不过我用的是 Python2.7.7,如果有小伙伴用的是 Python3 版本,可以考虑下载 BS3 版本。
可以利用 pip 或者 easy_install 来安装,以下两种方法均可
如果想安装最新的版本,请直接下载安装包来手动安装,也是十分方便的方法。在这里我安装的是 Beautiful Soup 4.3.2
Beautiful Soup 3.2.1Beautiful Soup 4.3.2
下载完成之后解压
运行下面的命令即可完成安装
然后需要安装 lxml
另一个可供选择的解析器是纯Python实现的 html5lib , html5lib的解析方式与浏览器相同,可以选择下列方法来安装html5lib:
Beautiful Soup支持Python标准库中的HTML解析器,还支持一些第三方的解析器,如果我们不安装它,则 Python 会使用 Python默认的解析器,lxml 解析器更加强大,速度更快,推荐安装。
解析器 | 使用方法 | 优势 | 劣势 |
---|---|---|---|
Python标准库 | BeautifulSoup(markup, “html.parser”) |
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lxml HTML 解析器 | BeautifulSoup(markup, “lxml”) |
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lxml XML 解析器 | BeautifulSoup(markup, [“lxml”, “xml”])BeautifulSoup(markup, “xml”) |
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html5lib | BeautifulSoup(markup, “html5lib”) |
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3. 开启Beautiful Soup 之旅
在这里先分享官方文档链接,不过内容是有些多,也不够条理,在此本文章做一下整理方便大家参考。
4. 创建 Beautiful Soup 对象
首先必须要导入 bs4 库
我们创建一个字符串,后面的例子我们便会用它来演示
创建 beautifulsoup 对象
另外,我们还可以用本地 HTML 文件来创建对象,例如
上面这句代码便是将本地 index.html 文件打开,用它来创建 soup 对象
下面我们来打印一下 soup 对象的内容,格式化输出
以上便是输出结果,格式化打印出了它的内容,这个函数经常用到,小伙伴们要记好咯。
5. 四大对象种类
Beautiful Soup将复杂HTML文档转换成一个复杂的树形结构,每个节点都是Python对象,所有对象可以归纳为4种:
- Tag
- NavigableString
- BeautifulSoup
- Comment
下面我们进行一一介绍
(1)Tag
Tag 是什么?通俗点讲就是 HTML 中的一个个标签,例如
上面的 title a 等等 HTML 标签加上里面包括的内容就是 Tag,下面我们来感受一下怎样用 Beautiful Soup 来方便地获取 Tags
下面每一段代码中注释部分即为运行结果
我们可以利用 soup加标签名轻松地获取这些标签的内容,是不是感觉比正则表达式方便多了?不过有一点是,它查找的是在所有内容中的第一个符合要求的标签,如果要查询所有的标签,我们在后面进行介绍。
我们可以验证一下这些对象的类型
对于 Tag,它有两个重要的属性,是 name 和 attrs,下面我们分别来感受一下
name
soup 对象本身比较特殊,它的 name 即为 [document],对于其他内部标签,输出的值便为标签本身的名称。
attrs
在这里,我们把 p 标签的所有属性打印输出了出来,得到的类型是一个字典。
如果我们想要单独获取某个属性,可以这样,例如我们获取它的 class 叫什么
还可以这样,利用get方法,传入属性的名称,二者是等价的
我们可以对这些属性和内容等等进行修改,例如
还可以对这个属性进行删除,例如
不过,对于修改删除的操作,不是我们的主要用途,在此不做详细介绍了,如果有需要,请查看前面提供的官方文档
(2)NavigableString
既然我们已经得到了标签的内容,那么问题来了,我们要想获取标签内部的文字怎么办呢?很简单,用 .string 即可,例如
这样我们就轻松获取到了标签里面的内容,想想如果用正则表达式要多麻烦。它的类型是一个 NavigableString,翻译过来叫 可以遍历的字符串,不过我们最好还是称它英文名字吧。
来检查一下它的类型
(3)BeautifulSoup
BeautifulSoup 对象表示的是一个文档的全部内容.大部分时候,可以把它当作 Tag 对象,是一个特殊的 Tag,我们可以分别获取它的类型,名称,以及属性来感受一下
(4)Comment
Comment 对象是一个特殊类型的 NavigableString 对象,其实输出的内容仍然不包括注释符号,但是如果不好好处理它,可能会对我们的文本处理造成意想不到的麻烦。
我们找一个带注释的标签
运行结果如下
a 标签里的内容实际上是注释,但是如果我们利用 .string 来输出它的内容,我们发现它已经把注释符号去掉了,所以这可能会给我们带来不必要的麻烦。
另外我们打印输出下它的类型,发现它是一个 Comment 类型,所以,我们在使用前最好做一下判断,判断代码如下
上面的代码中,我们首先判断了它的类型,是否为 Comment 类型,然后再进行其他操作,如打印输出。
6. 遍历文档树
(1)直接子节点
要点:.contents .children 属性
.contents
tag 的 .content 属性可以将tag的子节点以列表的方式输出
输出方式为列表,我们可以用列表索引来获取它的某一个元素
.children
它返回的不是一个 list,不过我们可以通过遍历获取所有子节点。
我们打印输出 .children 看一下,可以发现它是一个 list 生成器对象
我们怎样获得里面的内容呢?很简单,遍历一下就好了,代码及结果如下
(2)所有子孙节点
知识点:.descendants 属性
.descendants
.contents 和 .children 属性仅包含tag的直接子节点,.descendants 属性可以对所有tag的子孙节点进行递归循环,和 children类似,我们也需要遍历获取其中的内容。
运行结果如下,可以发现,所有的节点都被打印出来了,先生最外层的 HTML标签,其次从 head 标签一个个剥离,以此类推。
(3)节点内容
知识点:.string 属性
如果tag只有一个 NavigableString 类型子节点,那么这个tag可以使用 .string 得到子节点。如果一个tag仅有一个子节点,那么这个tag也可以使用 .string 方法,输出结果与当前唯一子节点的 .string 结果相同。
通俗点说就是:如果一个标签里面没有标签了,那么 .string 就会返回标签里面的内容。如果标签里面只有唯一的一个标签了,那么 .string 也会返回最里面的内容。例如
如果tag包含了多个子节点,tag就无法确定,string 方法应该调用哪个子节点的内容, .string 的输出结果是 None
(4)多个内容
知识点: .strings .stripped_strings 属性
.strings
获取多个内容,不过需要遍历获取,比如下面的例子
.stripped_strings
输出的字符串中可能包含了很多空格或空行,使用 .stripped_strings 可以去除多余空白内容
(5)父节点
知识点: .parent 属性
(6)全部父节点
知识点:.parents 属性
通过元素的 .parents 属性可以递归得到元素的所有父辈节点,例如
(7)兄弟节点
知识点:.next_sibling .previous_sibling 属性
兄弟节点可以理解为和本节点处在统一级的节点,.next_sibling 属性获取了该节点的下一个兄弟节点,.previous_sibling 则与之相反,如果节点不存在,则返回 None
注意:实际文档中的tag的 .next_sibling 和 .previous_sibling 属性通常是字符串或空白,因为空白或者换行也可以被视作一个节点,所以得到的结果可能是空白或者换行
(8)全部兄弟节点
知识点:.next_siblings .previous_siblings 属性
通过 .next_siblings 和 .previous_siblings 属性可以对当前节点的兄弟节点迭代输出
(9)前后节点
知识点:.next_element .previous_element 属性
与 .next_sibling .previous_sibling 不同,它并不是针对于兄弟节点,而是在所有节点,不分层次
比如 head 节点为
那么它的下一个节点便是 title,它是不分层次关系的
(10)所有前后节点
知识点:.next_elements .previous_elements 属性
通过 .next_elements 和 .previous_elements 的迭代器就可以向前或向后访问文档的解析内容,就好像文档正在被解析一样
以上是遍历文档树的基本用法。
7.搜索文档树
(1)find_all( name , attrs , recursive , text , **kwargs )
find_all() 方法搜索当前tag的所有tag子节点,并判断是否符合过滤器的条件
1)name 参数
name 参数可以查找所有名字为 name 的tag,字符串对象会被自动忽略掉
A.传字符串
最简单的过滤器是字符串.在搜索方法中传入一个字符串参数,Beautiful Soup会查找与字符串完整匹配的内容,下面的例子用于查找文档中所有的<b>标签
B.传正则表达式
如果传入正则表达式作为参数,Beautiful Soup会通过正则表达式的 match() 来匹配内容.下面例子中找出所有以b开头的标签,这表示<body>和<b>标签都应该被找到
C.传列表
如果传入列表参数,Beautiful Soup会将与列表中任一元素匹配的内容返回.下面代码找到文档中所有<a>标签和<b>标签
D.传 True
True 可以匹配任何值,下面代码查找到所有的tag,但是不会返回字符串节点
E.传方法
如果没有合适过滤器,那么还可以定义一个方法,方法只接受一个元素参数 [4] ,如果这个方法返回 True 表示当前元素匹配并且被找到,如果不是则反回 False
下面方法校验了当前元素,如果包含 class 属性却不包含 id 属性,那么将返回 True:
将这个方法作为参数传入 find_all() 方法,将得到所有<p>标签:
2)keyword 参数
注意:如果一个指定名字的参数不是搜索内置的参数名,搜索时会把该参数当作指定名字tag的属性来搜索,如果包含一个名字为 id 的参数,Beautiful Soup会搜索每个tag的”id”属性
如果传入 href 参数,Beautiful Soup会搜索每个tag的”href”属性
使用多个指定名字的参数可以同时过滤tag的多个属性
在这里我们想用 class 过滤,不过 class 是 python 的关键词,这怎么办?加个下划线就可以
有些tag属性在搜索不能使用,比如HTML5中的 data-* 属性
但是可以通过 find_all() 方法的 attrs 参数定义一个字典参数来搜索包含特殊属性的tag
3)text 参数
通过 text 参数可以搜搜文档中的字符串内容.与 name 参数的可选值一样, text 参数接受 字符串 , 正则表达式 , 列表, True
4)limit 参数
find_all() 方法返回全部的搜索结构,如果文档树很大那么搜索会很慢.如果我们不需要全部结果,可以使用 limit 参数限制返回结果的数量.效果与SQL中的limit关键字类似,当搜索到的结果数量达到 limit 的限制时,就停止搜索返回结果.
文档树中有3个tag符合搜索条件,但结果只返回了2个,因为我们限制了返回数量
5)recursive 参数
调用tag的 find_all() 方法时,Beautiful Soup会检索当前tag的所有子孙节点,如果只想搜索tag的直接子节点,可以使用参数 recursive=False .
一段简单的文档:
是否使用 recursive 参数的搜索结果:
(2)find( name , attrs , recursive , text , **kwargs )
它与 find_all() 方法唯一的区别是 find_all() 方法的返回结果是值包含一个元素的列表,而 find() 方法直接返回结果
(3)find_parents() find_parent()
find_all() 和 find() 只搜索当前节点的所有子节点,孙子节点等. find_parents() 和 find_parent() 用来搜索当前节点的父辈节点,搜索方法与普通tag的搜索方法相同,搜索文档搜索文档包含的内容
(4)find_next_siblings() find_next_sibling()
这2个方法通过 .next_siblings 属性对当 tag 的所有后面解析的兄弟 tag 节点进行迭代, find_next_siblings() 方法返回所有符合条件的后面的兄弟节点,find_next_sibling() 只返回符合条件的后面的第一个tag节点
(5)find_previous_siblings() find_previous_sibling()
这2个方法通过 .previous_siblings 属性对当前 tag 的前面解析的兄弟 tag 节点进行迭代, find_previous_siblings() 方法返回所有符合条件的前面的兄弟节点, find_previous_sibling() 方法返回第一个符合条件的前面的兄弟节点
(6)find_all_next() find_next()
这2个方法通过 .next_elements 属性对当前 tag 的之后的 tag 和字符串进行迭代, find_all_next() 方法返回所有符合条件的节点, find_next() 方法返回第一个符合条件的节点
(7)find_all_previous() 和 find_previous()
这2个方法通过 .previous_elements 属性对当前节点前面的 tag 和字符串进行迭代, find_all_previous() 方法返回所有符合条件的节点, find_previous()方法返回第一个符合条件的节点
注:以上(2)(3)(4)(5)(6)(7)方法参数用法与 find_all() 完全相同,原理均类似,在此不再赘述。
8.CSS选择器
我们在写 CSS 时,标签名不加任何修饰,类名前加点,id名前加 #,在这里我们也可以利用类似的方法来筛选元素,用到的方法是 soup.select(),返回类型是 list
(1)通过标签名查找
(2)通过类名查找
(3)通过 id 名查找
(4)组合查找
组合查找即和写 class 文件时,标签名与类名、id名进行的组合原理是一样的,例如查找 p 标签中,id 等于 link1的内容,二者需要用空格分开
直接子标签查找
(5)属性查找
查找时还可以加入属性元素,属性需要用中括号括起来,注意属性和标签属于同一节点,所以中间不能加空格,否则会无法匹配到。
同样,属性仍然可以与上述查找方式组合,不在同一节点的空格隔开,同一节点的不加空格
以上的 select 方法返回的结果都是列表形式,可以遍历形式输出,然后用 get_text() 方法来获取它的内容。
好,这就是另一种与 find_all 方法有异曲同工之妙的查找方法,是不是感觉很方便?
总结
本篇内容比较多,把 Beautiful Soup 的方法进行了大部分整理和总结,不过这还不算完全,仍然有 Beautiful Soup 的修改删除功能,不过这些功能用得比较少,只整理了查找提取的方法,希望对大家有帮助!小伙伴们加油!
熟练掌握了 Beautiful Soup,一定会给你带来太多方便,加油吧!
转载请注明:静觅 » Python爬虫利器二之Beautiful Soup的用法
Python爬虫入门三之Urllib库的基本使用
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那么接下来,小伙伴们就一起和我真正迈向我们的爬虫之路吧。
1.分分钟扒一个网页下来
怎样扒网页呢?其实就是根据URL来获取它的网页信息,虽然我们在浏览器中看到的是一幅幅优美的画面,但是其实是由浏览器解释才呈现出来的,实质它是一段HTML代码,加 JS、CSS,如果把网页比作一个人,那么HTML便是他的骨架,JS便是他的肌肉,CSS便是它的衣服。所以最重要的部分是存在于HTML中的,下面我们就写个例子来扒一个网页下来。
是的你没看错,真正的程序就两行,把它保存成 demo.py,进入该文件的目录,执行如下命令查看运行结果,感受一下。
看,这个网页的源码已经被我们扒下来了,是不是很酸爽?
2.分析扒网页的方法
那么我们来分析这两行代码,第一行
首先我们调用的是urllib2库里面的urlopen方法,传入一个URL,这个网址是百度首页,协议是HTTP协议,当然你也可以把HTTP换做FTP,FILE,HTTPS 等等,只是代表了一种访问控制协议,urlopen一般接受三个参数,它的参数如下:
第一个参数url即为URL,第二个参数data是访问URL时要传送的数据,第三个timeout是设置超时时间。
第二三个参数是可以不传送的,data默认为空None,timeout默认为 socket._GLOBAL_DEFAULT_TIMEOUT
第一个参数URL是必须要传送的,在这个例子里面我们传送了百度的URL,执行urlopen方法之后,返回一个response对象,返回信息便保存在这里面。
response对象有一个read方法,可以返回获取到的网页内容。
如果不加read直接打印会是什么?答案如下:
直接打印出了该对象的描述,所以记得一定要加read方法,否则它不出来内容可就不怪我咯!
3.构造Request
其实上面的urlopen参数可以传入一个request请求,它其实就是一个Request类的实例,构造时需要传入Url,Data等等的内容。比如上面的两行代码,我们可以这么改写
运行结果是完全一样的,只不过中间多了一个request对象,推荐大家这么写,因为在构建请求时还需要加入好多内容,通过构建一个request,服务器响应请求得到应答,这样显得逻辑上清晰明确。
4.POST和GET数据传送
上面的程序演示了最基本的网页抓取,不过,现在大多数网站都是动态网页,需要你动态地传递参数给它,它做出对应的响应。所以,在访问时,我们需要传递数据给它。最常见的情况是什么?对了,就是登录注册的时候呀。
把数据用户名和密码传送到一个URL,然后你得到服务器处理之后的响应,这个该怎么办?下面让我来为小伙伴们揭晓吧!
数据传送分为POST和GET两种方式,两种方式有什么区别呢?
最重要的区别是GET方式是直接以链接形式访问,链接中包含了所有的参数,当然如果包含了密码的话是一种不安全的选择,不过你可以直观地看到自己提交了什么内容。POST则不会在网址上显示所有的参数,不过如果你想直接查看提交了什么就不太方便了,大家可以酌情选择。
POST方式:
上面我们说了data参数是干嘛的?对了,它就是用在这里的,我们传送的数据就是这个参数data,下面演示一下POST方式。
我们引入了urllib库,现在我们模拟登陆CSDN,当然上述代码可能登陆不进去,因为CSDN还有个流水号的字段,没有设置全,比较复杂在这里就不写上去了,在此只是说明登录的原理。一般的登录网站一般是这种写法。
我们需要定义一个字典,名字为values,参数我设置了username和password,下面利用urllib的urlencode方法将字典编码,命名为data,构建request时传入两个参数,url和data,运行程序,返回的便是POST后呈现的页面内容。
注意上面字典的定义方式还有一种,下面的写法是等价的
以上方法便实现了POST方式的传送
GET方式:
至于GET方式我们可以直接把参数写到网址上面,直接构建一个带参数的URL出来即可。
你可以print geturl,打印输出一下url,发现其实就是原来的url加?然后加编码后的参数
和我们平常GET访问方式一模一样,这样就实现了数据的GET方式传送。
本节讲解了一些基本使用,可以抓取到一些基本的网页信息,小伙伴们加油!