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爬虫入门之爬取策略 XPath与bs4实现(五)

2018-06-27 1733
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简介： 在爬虫系统中，待抓取URL队列是很重要的一部分。待抓取URL队列中的URL以什么样的顺序排列也是一个很重要的问题，因为这涉及到先抓取那个页面，后抓取哪个页面。

在爬虫系统中，待抓取URL队列是很重要的一部分。待抓取URL队列中的URL以什么样的顺序排列也是一个很重要的问题，因为这涉及到先抓取那个页面，后抓取哪个页面。而决定这些URL排列顺序的方法，叫做抓取策略。下面重点介绍几种常见的抓取策略：

1 深度优先遍历策略:

深度优先遍历策略是指网络爬虫会从起始页开始，一个链接一个链接跟踪下去，处理完这条线路之后再转入下一个起始页，继续跟踪链接。我们以下面的图为例：遍历的路径：A-F-G E-H-I B C D

#深度抓取url,递归的思路
import requests
import re

headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36"}

def getURL(url):
    html = getHTML(url)
    # <a asd asdf href="www/s?wd=%E5%B2%9B%E5%9B%azi" dsgfa asdf >岛国大片 留下邮箱</a>
    urlre = "<a .*href=\"(.*?)\".*?>"
    urlList = re.findall(urlre, html)
    return urlList

def getHTML(url):
    html = requests.get(url, headers=headers).text
    return html

def getEmail():
    #功能块

def deepSpider(url, depth):
    print("\t\t\t" * depthDict[url], "抓取了第%d:%s页面" % (depthDict[url], url))
    # 超出深度结束
    if depthDict[url] >= depth:
        return

    # 子url
    sonUrlList = getURL(url)
    for newUrl in sonUrlList:
        # 去重复兵去除非http链接
        if newUrl.find("http") != -1:
            if newUrl not in depthDict: 
                # 层级+1
                depthDict[newUrl] = depthDict[url] + 1
                # 递归及
                deepSpider(newUrl, depth)

if __name__ == '__main__':
    # 起始url
    startUrl = "https://www.baidu.com/s?wd=岛国邮箱"
    # 层级控制
    depthDict = {}
    depthDict[startUrl] = 1  # {url:层级}
    deepSpider(startUrl, 4)  #调用函数deepSpider

深度遍历,栈思路

import requests
import re

headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36"}

def getURL(url):
    html = getHTML(url)
    # <a asd asdf href="www/s?wd=%E5%B2%9B%E5%9B%azi" dsgfa asdf >岛国大片 留下邮箱</a>
    urlre = "<a .*href=\"(.*?)\".*?>"
    urlList = re.findall(urlre, html)
    return urlList

def getHTML(url):
    html = requests.get(url, headers=headers).text
    return html

def vastSpider(depth):
    '''
    深度抓取方式二，栈实现(先进后出)
    :param depth:深度
    :return:
    '''
    # 是否为空
    while len(urlList) > 0:  #while urlList:
        url = urlList.pop()  #关键取最后一个(先进后出)
        print('\t\t\t' * depthDict[url], "抓取了第%d层：%s" % (depthDict[url], url))

        # 层级控制
        if depthDict[url] < depth:
            # 生成新url
            sonUrlList = getURL(url)
            for newUrl in sonUrlList:
                # 去重复及去非http链接
                if newUrl.find("http") != -1:
                    if newUrl not in depthDict:
                        depthDict[newUrl] = depthDict[url] + 1
                        # 放入待爬取栈
                        urlList.append(newUrl)

if __name__ == '__main__':
    # 起始url
    startUrl = "https://www.baidu.com/s?wd=岛国邮箱"
    # 层级控制
    depthDict = {}
    depthDict[startUrl] = 1
    # 待爬取栈(栈实际就是列表)
    urlList = []
    urlList.append(startUrl)
    vastSpider(4)

2 广度优先遍历策略

宽度优先遍历策略的基本思路是，将新下载网页中发现的链接直接**待抓取URL队列的末尾。也就是指网络爬虫会先抓取起始网页中链接的所有网页，然后再选择其中的一个链接网页，继续抓取在此网页中链接的所有网页。还是以上面的图为例：遍历路径：A-B-C-D-E-F-G-H-I

#采用队列思路,先进后出
import requests
import re

headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36"}

def getURL(url):
    '''
    获取新url
    :param url:
    :return: urlList
    '''
    html = getHTML(url)
    # <a asd asdf href="www/s?wd=%E5%B2%9B%E5%9B%azi" dsgfa asdf >岛国大片 留下邮箱</a>
    urlre = "<a .*href=\"(.*?)\".*?>"
    urlList = re.findall(urlre, html)
    return urlList

def getHTML(url):
    html = requests.get(url, headers=headers).text
    return html

def vastSpider(depth):
    '''
    广度抓取
    :param depth:深度
    :return:
    '''
    # 是否为空
    while len(urlList) > 0:
        url = urlList.pop(0)
        print('\t\t\t' * depthDict[url], "抓取了第%d层：%s" % (depthDict[url], url))

        # 层级控制
        if depthDict[url] < depth:
            # 生成新url
            sonUrlList = getURL(url)
            for newUrl in sonUrlList:
                # 去重复及非http链接
                if newUrl.find("http") != -1:
                    if newUrl not in depthDict:
                        depthDict[newUrl] = depthDict[url] + 1
                        # 放入待爬取队列
                        urlList.append(newUrl)

if __name__ == '__main__':
    # 起始url
    startUrl = "https://www.baidu.com/s?wd=岛国邮箱"
    # 层级控制
    depthDict = {}
    depthDict[startUrl] = 1
    # 待爬取队列
    urlList = []
    urlList.append(startUrl)
    vastSpider(4)

3 页面解析与数据提取

一般来讲对我们而言，需要抓取的是某个网站或者某个应用的内容，提取有用的价值。内容一般分为两部分，非结构化的数据 和 结构化的数据。

  • 非结构化数据：先有数据，再有结构，
  • 结构化数据：先有结构、再有数据
不同类型的数据，我们需要采用不同的方式来处理。
  • 非结构化的数据处理
正则表达式
HTML 文件
正则表达式
XPath
CSS选择器
  • 结构化的数据处理
JSON Path
转化成Python类型进行操作（json类）
XML 文件
转化成Python类型（xmltodict）
XPath
CSS选择器
正则表达式

4 Beautiful Soup

(1) beautifull soup概述

官方文档地址:http://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs4/doc/

Beautiful Soup 相比其他的html解析有个非常重要的优势,BeautifulSoup将复杂HTML文档转换成一个复杂的树形结构。html会被拆解为对象处理。全篇转化为字典和数组。

相比正则解析的爬虫，省略了学习正则的高成本.

相比xpath爬虫的解析，同样节约学习时间成本.

安装

#liunx安装
apt-get install python-bs4
#python包安装
pip install beautifulsoup4

每个节点都是Python对象，我们只用根据节点进行查询 , 归纳为4大对象

  • Tag #节点类型
  • NavigableString # 标签内容
  • BeautifulSoup #根节点类型
  • Comment #注释

(1) 创建对象:

  • 网上文件生成对象

    soup = BeautifulSoup(‘网上下载的字符串’, ‘lxml’)

  • 本地文件生成对象

    soup = BeautifulSoup(open(‘1.html’), ‘lxml’)

(2) tag标签

  • 格式化输出
from bs4 import BeautifulSoup  
soup = BeautifulSoup(html_doc)  
print(soup.prettify())  #html格式化
  • 获取指定的tag内容
soup.p.b  #获取p标签中b标签
# <b>The Dormouse's story</b>  
soup.a  
# <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>
soup.title  #获取title标签
# <title>The Dormouse's story</title>  

soup.title.name  #获取title标签名
# u'title'  

soup.title.string   #获取title标签内容
# u'The Dormouse's story'  

soup.title.parent.name  #获取title的父节点tag的名称
# u'head'  

#- 提取tag属性   方法是 soup.tag['属性名称']
<a href="http://blog.csdn.net/watsy">watsy's blog</a>  
soup.a['href']

(3)find与find_all

find_all(返回一个列表)

find_all('a')  查找到所有的a
find_all(['a', 'span'])  返回所有的a和span
find_all('a', limit=2)  只找前两个a

find(返回一个对象)

find('a')：只找到第一个a标签
find('a', title='名字')
find('a', class_='名字')
#注意
1. 不能使用name属性查找
2. class_后面有下划线
3.可以使用自定义属性，比如age
def find_all(self, name=None, attrs={}, recursive=True, text=None,limit=None, **kwargs):
tag的名称，attrs属性, 是否递归，text是判断内容 limit是提取数量限制 **kwargs 含字典的关键字参数

print(soup.find('p')) # 第一个p
print(soup.find_all('p'))  # 所有的p,列表

print(soup.find_all(['b', 'i'])) #找列表中任意一个
print(soup.find_all('a', attrs={'id': 'link2'}))  #限制属性为 id: link2
print(soup.find_all('a', id='link2')) #关键字形式 id=link2
print(soup.find_all('a', limit=2))

#class_属性
print(soup.find_all('a', class_="sister"))
print(soup.find_all('a', text=re.compile('^L')))
tag名称  
soup.find_all('b')  
# [<b>The Dormouse's story</b>]  

正则参数  
import re  
for tag in soup.find_all(re.compile("^b")): #匹配所有以b开头标签
    print(tag.name)  
# body  
# b  
for tag in soup.find_all(re.compile("t")):  
    print(tag.name)  
# html  
# title  

函数调用  
def has_class_but_no_id(tag):  
    return tag.has_attr('class') and not tag.has_attr('id')  

soup.find_all(has_class_but_no_id)  
# [<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>,  
#  <p class="story">Once upon a time there were...</p>,  
#  <p class="story">...</p>]  

tag的名称和属性查找  
soup.find_all("p", "title")  
# [<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>]  

tag过滤  
soup.find_all("a")  
# [<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>]  

tag属性过滤  
soup.find_all(id="link2")  
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]  

text正则过滤  
import re  
soup.find(text=re.compile("sisters"))  
# u'Once upon a time there were three little sisters; and their names were\n'

(4) select 根据选择器–节点对象

element   p
.class   .firstname
#id      #firstname
属性选择器
    [attribute]        [target]
    [attribute=value]  [target=blank]
层级选择器
    element element   div p
    element>element   div>p
    element,element   div,p

(5) 节点信息

获取节点内容
    obj.string
    obj.get_text()【推荐】
节点的属性
    tag.name 获取标签名
    tag.attrs将属性值作为一个字典返回
获取节点属性
    obj.attrs.get('title')
    obj.get('title')
    obj['title']

5 XPath语法

XPath 使用路径表达式来选取 XML 文档中的节点或节点集

安装导入

import lxml
from lxml import etree

添加插件

chrome插件网：http://www.cnplugins.com/

Ctrl + Shift + X打开或关闭插件

(1) XPath的安装

#安装lxml库
pip install lxml
#导入lxml.etree
from lxml import etree

etree.parse()  解析本地html文件  html_tree = etree.parse('XX.html')
etree.HTML()   解析网络的html字符串   html_tree = etree.HTML(response.read().decode('utf-8')
html_tree.xpath()    使用xpath路径查询信息，返回一个列表

(2) 选取节点

表达式 说明
/bookstore 选取根元素 bookstore。注释：假如路径起始于正斜杠( / )，则此路径始终代表到某元素的绝对路径！
bookstore/book 选取属于 bookstore 的子元素的所有 book 元素。
//book 选取所有 book 子元素，而不管它们在文档中的位置。
bookstore//book 选择属于 bookstore 元素的后代的所有 book 元素，而不管它们位于 bookstore 之下的什么位置。
//@lang 选取名为 lang 的所有属性。
bookstore 选取 bookstore 元素的所有子节点。

(3) 选取元素

路径表达式 结果
/bookstore/book[1] 选取属于 bookstore 子元素的第一个 book 元素。
/bookstore/book[last()] 选取属于 bookstore 子元素的最后一个 book 元素。
/bookstore/book[last()-1] 选取属于 bookstore 子元素的倒数第二个 book 元素。
/bookstore/book[position()<3] 选取最前面的两个属于 bookstore 元素的子元素的 book 元素。
//title[@lang] 选取所有拥有名为 lang 的属性的 title 元素。
//title[@lang=’eng’] 选取所有 title 元素，且这些元素拥有值为 eng 的 lang 属性。
/bookstore/book[price>35.00] 选取 bookstore 元素的所有 book 元素，且其中的 price 元素的值须大于 35.00。
/bookstore/book[price>35.00]/title 选取 bookstore 元素中的 book 元素的所有 title 元素，且其中的 price 元素的值须大于 35.00。

(4) 选取若干路径

通过在路径表达式中使用”|”运算符，您可以选取若干个路径。

路径表达式 结果
//book/title | //book/price 选取 book 元素的所有 title 和 price 元素。
//title | //price 选取文档中的所有 title 和 price 元素。
/bookstore/book/title | //price 选取属于 bookstore 元素的 book 元素的所有 title 元素，以及文档中所有的 price 元素。 
print('myetree.xpath(//*[@class="item-0"])')  # *所有
print('myetree.xpath(//li[@class="item-0" | //div[@class="item-0"]])')  #或运算

(5) XPath语法总结

节点查询
    element
路径查询
    //  查找所有子孙节点，不考虑层级关系
    /  找直接子节点
谓词查询
    //div[@id]
    //div[@id="maincontent"]
属性查询
    //@class
逻辑运算
    //div[@id="head" and @class="s_down"]
    //title | //price
模糊查询
    //div[contains(@id, "he")]
    //div[starts-with(@id, "he")]
    //div[ends-with(@id, "he")]
内容查询
    //div/h1/text()

(6)XPath示例

htmlFile = '''
    <ul>
        <li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li>
        <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
        <li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li>
        <li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li>
        <li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a></li> 
    </ul>
    '''

html = lxml.etree.parse("filename.html") # 读取文件,需要传文件路径
myetree = lxml.etree.HTML(htmltext) # 直接加载,直接加载html文档

ul = myetree.xpath('/html/body/ul')  #根节点开始
ul = myetree.xpath('//ul')  #所有的ul子孙
ul = myetree.xpath('/html//ul')   #html下所有的ul,返回列表

print(html.xpath("//li/@class")) # 取出li的所有节点class名称
print(html.xpath("//li/@text")) # 为空，如果包含这个属性，
print(html.xpath("//li/a")) # li下面5个节点，每个节点对应一个元素
print(html.xpath("//li/a/@href")) # 取出li的所有节点 a内部href名称
print(html.xpath("//li/a/@href=\"link3.html\"")) # 判断是有一个节点==link3.html

print(html.xpath("//li//span")) # 取出li下面所有的span
print(html.xpath("//li//span/@class")) # 取出li下面所有的span内部的calss
print(html.xpath("//li/a//@class")) # 取出li的所有节点内部节点a包含的class
print(html.xpath("//li")) # 取出所有节点li
print(html.xpath("//li[1]")) # 取出第一个,li[下标]从1开始
print(html.xpath("//li[last()]")) # 取出最后一个
print(html.xpath("//li[last()-1]")) # 取出倒数第2个
print(html.xpath("//li[last()-1]/a/@href")) # 取出倒数第2个的a下面的href

print(html.xpath("//*[@text=\"3\"]")) # 选着text=3的元素
print(html.xpath("//*[@text=\"3\"]/@class")) # 选着text=3的元素
print(html.xpath("//*[@class=\"nimei\"]")) # 选着text=3的元素
print(html.xpath("//li/a/text()")) # 取出a标签的文本
print(html.xpath("//li[3]/a/span/text()")) # 取出内部<>数据

实例

爬取照片操作

from lxml import etree
import urllib.request
import urllib.parse
import os
url = 'http://sc.chinaz.com/tupian/shuaigetupian.html'
headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.162 Safari/537.36'
}

request = urllib.request.Request(url=url,headers=headers)
response = urllib.request.urlopen(request)

# 获取请求到的html字符串
html_string = response.read().decode('utf-8')

# 将html字符串转换成etree结构
html_tree = etree.HTML(html_string)

# 解析名字和图片
src_list = html_tree.xpath('//div[@id="container"]//div[starts-with(@class,"box")]/div/a/img/@src2')
src_name = html_tree.xpath('//div[@id="container"]//div[starts-with(@class,"box")]/div/a/img/@alt')

# 下载到本地
for index in range(len(src_list)):
    pic_url = src_list[index]
    suffix = os.path.splitext(pic_url)[-1]
    file_name = 'images/' + src_name[index] + suffix
    urllib.request.urlretrieve(pic_url,file_name)  #保存本地图片

bs4 xpath与正则

import requests,re
from bs4 import BeautifulSoup
from lxml import etree

headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.62 Safari/537.36"
}
url = 'https://sou.zhaopin.com/jobs/searchresult.ashx?jl=%E6%9D%AD%E5%B7%9E&kw=python&sm=0&p=1'

#正则
response = requests.get(url,headers=headers).text
print(re.findall('<em>(\d+)</em>',response))

#bs4
soup = BeautifulSoup(response,'lxml')
print(soup.find_all('span',class_='search_yx_tj')[0].em.text)
print(soup.select('span.search_yx_tj > em')[0].get_text())

#xpath
myetree = etree.HTML(response)
print(myetree.xpath('//span[@class="search_yx_tj"]/em/text()'))

xpath综合运用

import re
import lxml
from lxml import etree
import requests

headers = {
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36"}

def getCity(url):
    '''
    获取城市列表
    :param url:
    :return: 城市列表
    '''
    response = requests.get(url, headers=headers).content.decode('gbk')
    mytree = lxml.etree.HTML(response)
    # 城市列表
    cityList = mytree.xpath('//div[@class="maincenter"]/div[2]/div[2]//a')
    for city in cityList:
        # 城市名
        cityName = city.xpath('./text()')[0]  # 当前
        # url
        cityurl = city.xpath('./@href')[0]
        print(cityName, cityurl)
        # 调用获取页面数量方法
        getPageNum(cityurl)

def getJobInfo(url):
    '''
    获取岗位信息
    :param url:
    :return:
    '''
    response = requests.get(url, headers=headers).content.decode('gbk')
    mytree = lxml.etree.HTML(response)
    jobList = mytree.xpath('//div[@class=\'detlist gbox\']/div')
    # 保证有数据
    if len(jobList) != 0:
        for job in jobList:
            # 岗位名称
            jobName = job.xpath('.//p[@class="info"]/span[1]/a/@title')[0]
            # url
            joburl = job.xpath('.//p[@class="info"]/span[1]/a/@href')[0]
            # 公司名
            company = job.xpath('.//p[@class="info"]/a/@title')[0]
            # 工作地点
            jobAddr = job.xpath('.//p[@class="info"]/span[2]/text()')[0]
            # 薪资
            jobMoney = job.xpath('.//p[@class="info"]/span[@class="location"]/text()')
            if len(jobMoney) == 0:
                jobMoney = "面议"
            else:
                jobMoney = jobMoney[0]
            print(jobName, joburl, company, jobAddr, jobMoney)
            # 职责
            jobResponsibility = job.xpath('.//p[@class="text"]/@title')[0]
            print(jobResponsibility)

def getPageNum(url):
    '''
    获取页面数量
    :param url:城市url
    :return:
    '''
    response = requests.get(url, headers=headers).content.decode('gbk')
    mytree = lxml.etree.HTML(response)
    pageNum = mytree.xpath('//*[@id="cppageno"]/span[1]/text()')[0]
    numre = ".*?(\d+).*"
    pageNum = re.findall(numre, pageNum)[0]
    for i in range(1, int(pageNum) + 1):
        newurl = url + 'p%d' % i
        # 获取岗位信息
        getJobInfo(newurl)

if __name__ == '__main__':
    starurl = "https://jobs.51job.com/"
    getCity(starurl)
文章标签：
云解析DNS
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Windows
数据采集
iOS开发
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关键词：
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