Python爬蟲入門教程！手把手教會你爬取網頁數(shù)據
其實在當今社會，網絡上充斥著大量有用的數(shù)據，我們只需要耐心的觀察，再加上一些技術手段，就可以獲取到大量的有價值數(shù)據。這里的“技術手段”就是網絡爬蟲。今天就給大家分享一篇爬蟲基礎知識和入門教程：
什么是爬蟲?
爬蟲就是自動獲取網頁內容的程序，例如搜索引擎，Google，Baidu 等，每天都運行著龐大的爬蟲系統(tǒng)，從全世界的網站中爬蟲數(shù)據，供用戶檢索時使用。
爬蟲流程
其實把網絡爬蟲抽象開來看，它無外乎包含如下幾個步驟
- 模擬請求網頁。模擬瀏覽器，打開目標網站。
- 獲取數(shù)據。打開網站之后，就可以自動化的獲取我們所需要的網站數(shù)據。
- 保存數(shù)據。拿到數(shù)據之后，需要持久化到本地文件或者數(shù)據庫等存儲設備中。
那么我們該如何使用 Python 來編寫自己的爬蟲程序呢，在這里我要重點介紹一個 Python 庫：Requests。
Requests 使用
Requests 庫是 Python 中發(fā)起 HTTP 請求的庫，使用非常方便簡單。
模擬發(fā)送 HTTP 請求
發(fā)送 GET 請求
當我們用瀏覽器打開豆瓣首頁時，其實發(fā)送的最原始的請求就是 GET 請求
- import requests
- res = requests.get('http://www.douban.com')
- print(res)
- print(type(res))
- >>>
- <Response [200]>
- <class 'requests.models.Response'>
可以看到，我們得到的是一個 Response 對象
如果我們要獲取網站返回的數(shù)據，可以使用 text 或者 content 屬性來獲取
text：是以字符串的形式返回數(shù)據
content：是以二進制的方式返回數(shù)據
- print(type(res.text))
- print(res.text)
- >>>
- <class 'str'> <!DOCTYPE HTML>
- <html lang="zh-cmn-Hans" class="">
- <head>
- <meta charset="UTF-8">
- <meta name="google-site-verification" content="ok0wCgT20tBBgo9_zat2iAcimtN4Ftf5ccsh092Xeyw" />
- <meta name="description" content="提供圖書、電影、音樂唱片的推薦、評論和價格比較，以及城市獨特的文化生活。">
- <meta name="keywords" content="豆瓣,廣播,登陸豆瓣">.....
發(fā)送 POST 請求
對于 POST 請求，一般就是提交一個表單
- r = requests.post('http://www.xxxx.com', data={"key": "value"})
data 當中，就是需要傳遞的表單信息，是一個字典類型的數(shù)據。
header 增強
對于有些網站，會拒絕掉沒有攜帶 header 的請求的，所以需要做一些 header 增強。比如：UA，Cookie，host 等等信息。
- header = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/76.0.3809.100 Safari/537.36",
- "Cookie": "your cookie"}
- res = requests.get('http://www.xxx.com', headers=header)
解析 HTML
現(xiàn)在我們已經獲取到了網頁返回的數(shù)據，即 HTML 代碼，下面就需要解析 HTML，來提取其中有效的信息。
BeautifulSoup
BeautifulSoup 是 Python 的一個庫，最主要的功能是從網頁解析數(shù)據。
- from bs4 import BeautifulSoup # 導入 BeautifulSoup 的方法
- # 可以傳入一段字符串，或者傳入一個文件句柄。一般都會先用 requests 庫獲取網頁內容，然后使用 soup 解析。
- soup = BeautifulSoup(html_doc,'html.parser') # 這里一定要指定解析器，可以使用默認的 html，也可以使用 lxml。
- print(soup.prettify()) # 按照標準的縮進格式輸出獲取的 soup 內容。
BeautifulSoup 的一些簡單用法
- print(soup.title) # 獲取文檔的 title
- print(soup.title.name) # 獲取 title 的 name 屬性
- print(soup.title.string) # 獲取 title 的內容
- print(soup.p) # 獲取文檔中第一個 p 節(jié)點
- print(soup.p['class']) # 獲取第一個 p 節(jié)點的 class 內容
- print(soup.find_all('a')) # 獲取文檔中所有的 a 節(jié)點，返回一個 list
- print(soup.find_all('span', attrs={'style': "color:#ff0000"})) # 獲取文檔中所有的 span 且 style 符合規(guī)則的節(jié)點，返回一個 list
具體的用法和效果，我會在后面的實戰(zhàn)中詳細說明。
XPath 定位
XPath 是 XML 的路徑語言，是通過元素和屬性進行導航定位的。幾種常用的表達式
表達式含義node選擇 node 節(jié)點的所有子節(jié)點/從根節(jié)點選取//選取所有當前節(jié)點.當前節(jié)點..父節(jié)點@屬性選取text()當前路徑下的文本內容
一些簡單的例子
- xpath('node') # 選取 node 節(jié)點的所有子節(jié)點
- xpath('/div') # 從根節(jié)點上選取 div 元素
- xpath('//div') # 選取所有 div 元素
- xpath('./div') # 選取當前節(jié)點下的 div 元素
- xpath('//@id') # 選取所有 id 屬性的節(jié)點
當然，XPath 非常強大，但是語法也相對復雜，不過我們可以通過 Chrome 的開發(fā)者工具來快速定位到元素的 xpath，如下圖
得到的 xpath 為
- //*[@id="anony-nav"]/div[1]/ul/li[1]/a
在實際的使用過程中，到底使用 BeautifulSoup 還是 XPath，完全取決于個人喜好，哪個用起來更加熟練方便，就使用哪個。
爬蟲實戰(zhàn)：爬取豆瓣海報
我們可以從豆瓣影人頁，進入都影人對應的影人圖片頁面，比如以劉濤為例子，她的影人圖片頁面地址為
- https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/
下面我們就來分析下這個網頁
目標網站頁面分析
注意：網絡上的網站頁面構成總是會變化的，所以這里你需要學會分析的方法，以此類推到其他網站。正所謂授人以魚不如授人以漁，就是這個原因。
Chrome 開發(fā)者工具
Chrome 開發(fā)者工具(按 F12 打開)，是分析網頁的絕佳利器，一定要好好使用。
我們在任意一張圖片上右擊鼠標，選擇“檢查”，可以看到同樣打開了“開發(fā)者工具”，而且自動定位到了該圖片所在的位置
可以清晰的看到，每張圖片都是保存在 li 標簽中的，圖片的地址保存在 li 標簽中的 img 中。
知道了這些規(guī)律后，我們就可以通過 BeautifulSoup 或者 XPath 來解析 HTML 頁面，從而獲取其中的圖片地址。
代碼編寫
我們只需要短短的幾行代碼，就能完成圖片 url 的提取
- import requests
- from bs4 import BeautifulSoup
- url = 'https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/'
- res = requests.get(url).text
- content = BeautifulSoup(res, "html.parser")
- data = content.find_all('div', attrs={'class': 'cover'})
- picture_list = []
- for d in data:
- plist = d.find('img')['src']
- picture_list.append(plist)
- print(picture_list)
- >>>
- ['https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2564834267.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p860687617.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2174001857.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p1563789129.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2363429946.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2382591759.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2363269182.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p1959495269.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2356638830.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p1959495471.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p1834379290.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2325385303.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2361707270.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2325385321.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2196488184.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2186019528.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2363270277.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2325240501.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2258657168.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2319710627.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2319710591.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2311434791.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2363270708.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2258657185.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2166193915.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2363265595.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2312085755.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2311434790.jpg', 'https://img3.doubanio.com/view/photo/m/public/p2276569205.jpg', 'https://img1.doubanio.com/view/photo/m/public/p2165332728.jpg']
可以看到，是非常干凈的列表，里面存儲了海報地址。
但是這里也只是一頁海報的數(shù)據，我們觀察頁面發(fā)現(xiàn)它有好多分頁，如何處理分頁呢。
分頁處理
我們點擊第二頁，看看瀏覽器 url 的變化
- https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/?type=C&start=30&sortby=like&size=a&subtype=a
發(fā)現(xiàn)瀏覽器 url 增加了幾個參數(shù)
再點擊第三頁，繼續(xù)觀察 url
- https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/?type=C&start=60&sortby=like&size=a&subtype=a
通過觀察可知，這里的參數(shù)，只有 start 是變化的，即為變量，其余參數(shù)都可以按照常理來處理
同時還可以知道，這個 start 參數(shù)應該是起到了類似于 page 的作用，start = 30 是第二頁，start = 60 是第三頁，依次類推，最后一頁是 start = 420。
于是我們處理分頁的代碼也呼之欲出了
首先將上面處理 HTML 頁面的代碼封裝成函數(shù)
- def get_poster_url(res):
- content = BeautifulSoup(res, "html.parser")
- data = content.find_all('div', attrs={'class': 'cover'})
- picture_list = []
- for d in data:
- plist = d.find('img')['src']
- picture_list.append(plist)
- return picture_list
然后我們在另一個函數(shù)中處理分頁和調用上面的函數(shù)
- def fire():
- page = 0
- for i in range(0, 450, 30):
- print("開始爬取第 %s 頁" % page)
- url = 'https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/?type=C&start={}&sortby=like&size=a&subtype=a'.format(i)
- res = requests.get(url).text
- data = get_poster_url(res)
- page += 1
此時，我們所有的海報數(shù)據都保存在了 data 變量中，現(xiàn)在就需要一個下載器來保存海報了
- def download_picture(pic_l):
- if not os.path.exists(r'picture'):
- os.mkdir(r'picture')
- for i in pic_l:
- pic = requests.get(i)
- p_name = i.split('/')[7]
- with open('picture\\' + p_name, 'wb') as f:
- f.write(pic.content)
再增加下載器到 fire 函數(shù)，此時為了不是請求過于頻繁而影響豆瓣網的正常訪問，設置 sleep time 為1秒
- def fire():
- page = 0
- for i in range(0, 450, 30):
- print("開始爬取第 %s 頁" % page)
- url = 'https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/?type=C&start={}&sortby=like&size=a&subtype=a'.format(i)
- res = requests.get(url).text
- data = get_poster_url(res)
- download_picture(data)
- page += 1
- time.sleep(1)
下面就執(zhí)行 fire 函數(shù)，等待程序運行完成后，當前目錄下會生成一個 picture 的文件夾，里面保存了我們下載的所有海報
核心代碼講解
下面再來看下完整的代碼
- import requests
- from bs4 import BeautifulSoup
- import time
- import osdef fire():
- page = 0
- for i in range(0, 450, 30):
- print("開始爬取第 %s 頁" % page)
- url = 'https://movie.douban.com/celebrity/1011562/photos/?type=C&start={}&sortby=like&size=a&subtype=a'.format(i)
- res = requests.get(url).text
- data = get_poster_url(res)
- download_picture(data)
- page += 1
- time.sleep(1)def get_poster_url(res):
- content = BeautifulSoup(res, "html.parser")
- data = content.find_all('div', attrs={'class': 'cover'})
- picture_list = []
- for d in data:
- plist = d.find('img')['src']
- picture_list.append(plist)
- return picture_listdef download_picture(pic_l):
- if not os.path.exists(r'picture'):
- os.mkdir(r'picture')
- for i in pic_l:
- pic = requests.get(i)
- p_name = i.split('/')[7]
- with open('picture\\' + p_name, 'wb') as f:
- f.write(pic.content)if __name__ == '__main__':
- fire()
fire 函數(shù)
這是一個主執(zhí)行函數(shù)，使用 range 函數(shù)來處理分頁。
- range 函數(shù)可以快速的創(chuàng)建整數(shù)列表，在 for 循環(huán)時及其好用。函數(shù)中的0代表從0開始計數(shù)，450代表一直迭代到450，不包含450，30代表步長，即每次遞增的數(shù)字間隔。range(0, 450, 30)，依次會輸出：0，30，60，90 …
- format 函數(shù)，是一種字符串格式化方式
- time.sleep(1) 即為暫停1秒鐘
get_poster_url 函數(shù)
這個就是解析 HTML 的函數(shù)，使用的是 BeautifulSoup
- 通過 find_all 方法查找所有 class 為 “cover” 的 div 元素，返回的是一個列表
- 使用 for 循環(huán)，循環(huán)上一步拿到的列表，取出 src 的內容，append 到列表中
- append 是列表的一個方法，可以在列表后面追加元素
download_picture 函數(shù)
簡易圖片下載器
- 首先判斷當前目錄下是否存在 picture 文件夾，os.path.exists
- os 庫是非常常用用來操作系統(tǒng)相關的命令庫，os.mkdir 就是創(chuàng)建文件夾
- split 用于切割字符串，取出角標為7的元素，作為存儲圖片的名稱
- with 方法用來快速打開文件，打開的進程可以自行關閉文件句柄，而不再需要手動執(zhí)行 f.close() 關閉文件
總結
本節(jié)講解了爬蟲的基本流程以及需要用到的 Python 庫和方法，并通過一個實際的例子完成了從分析網頁，到數(shù)據存儲的全過程。其實爬蟲，無外乎模擬請求，解析數(shù)據，保存數(shù)據。
當然有的時候，網站還會設置各種反爬機制，比如 cookie 校驗，請求頻度檢查，非瀏覽器訪問限制，JS 混淆等等，這個時候就需要用到反反爬技術了，比如抓取 cookie 放到 headers 中，使用代理 IP 訪問，使用 Selenium 模擬瀏覽器等待方式。
由于本課程不是專門的爬蟲課，這些技能就留待你自己去探索挖掘啦。
