[爬虫]Python爬虫基础

本文转载自 DarrenChan 查看原文 2016/12/04 536 爬虫/ python/ python爬虫/ 基础

一、什么是爬虫，爬虫能做什么

爬虫，即网络爬虫，大家可以理解为在网络上爬行的一直蜘蛛，互联网就比作一张大网，而爬虫便是在这张网上爬来爬去的蜘蛛咯，如果它遇到资源，那么它就会抓取下来。比如它在抓取一个网页，在这个网中他发现了一条道路，其实就是指向网页的超链接，那么它就可以爬到另一张网上来获取数据。

爬虫可以抓取的某个网站或者某个应用的内容，提取有用的价值。也可以模拟用户在浏览器或者App应用上的操作，实现自动化的程序。以下行为都可以用爬虫实现：

咨询报告（咨询服务行业）
抢票神器
投票神器
预测（股市预测、票房预测）
国民情感分析
社交关系网络
政府部门舆情监控

二、爬虫基本原理

爬虫是模拟用户在浏览器或者App应用上的操作，把操作的过程、实现自动化的程序

当我们在浏览器中输入一个url后回车，后台会发生什么？比如说你输入https://www.baidu.com

简单来说这段过程发生了以下四个步骤：

查找域名对应的IP地址。

浏览器首先访问的是DNS(Domain Name System,域名系统),dns的主要工作就是把域名转换成相应的IP地址
向IP对应的服务器发送请求。
服务器响应请求，发回网页内容。
浏览器显示网页内容。

网络爬虫要做的，简单来说，就是实现浏览器的功能。通过指定url，直接返回给用户所需要的数据，而不需要一步步人工去操纵浏览器获取。

三、使用urllib爬取数据

1. urlopen( )

打开一个url的方法，返回一个文件对象，然后可以进行类似文件对象的操作

>>> # 导入模块
>>> import urllib
>>>
>>> # 打开指定的url，就好比操作本地文件一样
>>> f = urllib.urlopen('http://www.baidu.com')
>>>
>>> #读取html页面的第一行
>>> firstLine = f.readline()   
>>> firstLine
'<!DOCTYPE html><!--STATUS OK--><html><head><meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge"><meta content="always" name="referrer"><meta name="theme-color" content="#2932e1"><link rel="shortcut icon" href="/favicon.ico" type="image/x-icon" /><link rel="search" type="application/opensearchdescription+xml" href="/content-search.xml" title="\xe7\x99\xbe\xe5\xba\xa6\xe6\x90\x9c\xe7\xb4\xa2" /><link rel="icon" sizes="any" mask href="//www.baidu.com/img/baidu.svg"><link rel="dns-prefetch" href="//s1.bdstatic.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t1.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t2.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t3.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t10.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t11.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//t12.baidu.com"/><link rel="dns-prefetch" href="//b1.bdstatic.com"/><title>\xe7\x99\xbe\xe5\xba\xa6\xe4\xb8\x80\xe4\xb8\x8b\xef\xbc\x8c\xe4\xbd\xa0\xe5\xb0\xb1\xe7\x9f\xa5\xe9\x81\x93</title>\n'

说明:

read( ) , readline( ) ,readlines( ) , fileno( ) , close( ) ：这些方法的使用方式与文件对象完全一样
info( )：返回一个httplib.HTTPMessage对象，表示远程服务器返回的头信息
getcode( )：返回Http状态码。如果是http请求，200请求成功完成;404网址未找到
geturl( )：返回请求的url
如果urlopen( )不能够成功打开一个url，那么会产生一个异常，此时可以通过try来捕获然后处理

2. urlretrieve( )

urlretrieve方法将url定位到的html文件下载到你本地的硬盘中。

如果不指定filename，则会存为临时文件。

urlretrieve()返回一个二元组(filename,mine_hdrs)

2.1 不指定路径

说明：

清除由于urllib.urlretrieve()所产生的缓存

2.2 指定路径

2.3 urlencode( )

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。

这里可以与urlopen结合以实现post方法和get方法：

GET方法

>>> import urllib
>>> params=urllib.urlencode({'t':1,'eggs':2,'bacon':0})
>>> params
'eggs=2&bacon=0&spam=1'

>>> f=urllib.urlopen("http://python.org/query?%s" % params)
>>> print f.read()

POST方法

>>> import urllib
>>> parmas = urllib.urlencode({'spam':1,'eggs':2,'bacon':0})
>>> f=urllib.urlopen("http://python.org/query",parmas)
>>> f.read()

四、使用urllib2爬取数据

1. urlopen( )

    import urllib2

    response = urllib2.urlopen("http://www.baidu.com")
    print response.read()

我们来分析这两行代码，第一行

response = urllib2.urlopen("http://www.baidu.com")

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

print response.read()

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：

<addinfourl at 139728495260376 whose fp = <socket._fileobject object at 0x7f1513fb3ad0>>

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！

2. 构造Requset

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

import urllib2

request = urllib2.Request("http://www.baidu.com")
response = urllib2.urlopen(request)
print response.read()

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。

3. POST和GET

3.1 GET方法

import urllib
import urllib2

values={}
values['username'] = "993484988@qq.com"
values['password']="XXXX"
data = urllib.urlencode(values) 
url = "http://passport.csdn.net/account/login"
geturl = url + "?"+data
request = urllib2.Request(geturl)
response = urllib2.urlopen(request)
print response.read()

可以通过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

http://passport.csdn.net/account/login?username=993484988%40qq.com&password=X

3.2 POST方法

import urllib
import urllib2

values = {"username":"993484988@qq.com","password":"XXXX"}
data = urllib.urlencode(values) 
url = "https://passport.csdn.net/account/login?from=http://my.csdn.net/my/mycsdn"
request = urllib2.Request(url,data)
response = urllib2.urlopen(request)
print response.read()

说明:

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，因为还要做一些设置头部header的工作，或者还有一些参数没有设置全，还没有提及到在此就不写上去了，在此只是说明登录的原理。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，即可实现登陆，返回的便是登陆后呈现的页面内容。

获取响应头信息

伪造请求头信息

#coding=utf-8

import urllib2
import sys

#抓取网页内容-发送报头-1
url= "http://www.phpno.com"
send_headers = {
    'Host':'www.phpno.com',
    'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.2; rv:16.0) Gecko/20100101 Firefox/16.0',
    'Accept':'text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8',
    'Connection':'keep-alive'
}

req = urllib2.Request(url,headers=send_headers)
r  = urllib2.urlopen(req)

...省略后面的代码...

通过 help(urllib2)可以查看这个模块中的很多类以及方法

通过urlopen().info() 可以查看到很多的操作方法

4. urllib和urllib2的区别

urllib2可以接受一个Request类的实例来设置URL请求的headers，urllib仅可以接受URL。这意味着，你不可以通过urllib模块伪装你的User Agent字符串等（伪装浏览器）。
urllib提供urlencode方法用来GET查询字符串的产生，而urllib2没有。这是为何urllib常和urllib2一起使用的原因。
urllib2模块比较优势的地方是urlliburllib2.urlopen可以接受Request对象作为参数，从而可以控制HTTP Request的header部。

五、使用简单的正则解析数据

 #coding=utf-8
    #正则表达式模块
    import re 
    #获取路径模块
    import urllib 
    def getHtml(url):
        page=urllib.urlopen(url)
        html=page.read()
        return html

    def getImag(html):
        imglist = re.findall(r'src="(.*?\.(jpg|png))"',html)
        x=0
        for imgurl in imglist:
            print('正在下载 %s'imgurl[0])
            urllib.urlretrieve(imgurl[0],'./downloads/%d.jpg'%x)
            x+=1

    html=getHtml("http://www.douyu.com/directory/game/LOL")
    getImag(html)

六、使用BeautifulSoup解析数据

有的小伙伴们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的魅力

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。

2. 安装

下载地址:https://pypi.python.org/pypi/beautifulsoup4/4.3.2

官方文档：http://beautifulsoup.readthedocs.org/zh_CN/latest

3. 使用

    from bs4 import BeautifulSoup

我们创建一个字符串，后面的例子我们便会用它来演示


    html = """<html><head><title>The Dormouse's story</title></head>
    <body>
    <p class="title" name="dromouse"><b>The Dormouse's story</b></p>
    <p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
    <a href="http://example.com/elsie" class="sister" id="link1"><!-- Elsie --></a>,
    <a href="http://example.com/lacie" class="sister" id="link2">Lacie</a> and
    <a href="http://example.com/tillie" class="sister" id="link3">Tillie</a>;
    and they lived at the bottom of a well.</p>
    <p class="story">...</p>
    """

创建 beautifulsoup 对象

    soup = BeautifulSoup(html)

下面我们来打印一下 soup 对象的内容，格式化输出

    print soup.prettify()

3.1 找标签

直接打印标签

print soup.title
#<title>The Dormouse's story</title>

print soup.head
#<head><title>The Dormouse's story</title></head>

print soup.a
#<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>

print soup.p
#<p class="title" name="dromouse"><b>The Dormouse's story</b></p>

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

对于标签，它有两个重要的属性，是 name 和 attrs，下面我们分别来感受一下

print soup.name
print soup.head.name
#[document]
#head

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

print soup.p.attrs
#{'class': ['title'], 'name': 'dromouse'}

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


print soup.p['class']
#['title']

3.2 获取文字

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

print soup.p.string
#The Dormouse's story

3.3 CSS选择器

在CSS中，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

3.3.1 通过标签名查找

print soup.select('title') 
#[<title>The Dormouse's story</title>]

3.3.2 通过类名查找

print soup.select('.sister')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

3.3.3 通过 id 名查找

print soup.select('#link1')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

3.3.4 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

print soup.select('p #link1')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

3.3.5 直接子标签查找

print soup.select("head > title")
#[<title>The Dormouse's story</title>]

3.3.6 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。

print soup.select('a[class="sister"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

print soup.select('a[href="http://example.com/elsie"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

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

print soup.select('p a[href="http://example.com/elsie"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

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。

soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
print type(soup.select('title'))
print soup.select('title')[0].get_text()

for title in soup.select('title'):
    print title.get_text()

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二、爬虫基本原理

三、使用urllib爬取数据

1. urlopen( )

2. urlretrieve( )

2.1 不指定路径

说明：

2.2 指定路径

2.3 urlencode( )

GET方法

POST方法

四、使用urllib2爬取数据

1. urlopen( )

2. 构造Requset

3. POST和GET

3.1 GET方法

3.2 POST方法

说明:

获取响应头信息

伪造请求头信息

4. urllib和urllib2的区别

五、使用简单的正则解析数据

六、使用BeautifulSoup解析数据

1. Beautiful Soup的简介

2. 安装

3. 使用

3.1 找标签

3.2 获取文字

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3.3.1 通过标签名查找

3.3.2 通过类名查找

3.3.3 通过 id 名查找

3.3.4 组合查找

3.3.5 直接子标签查找

3.3.6 属性查找

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