爬虫之BS&Xpath

一 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 是一个可以从HTML或XML文件中提取数据的Python库.它能够通过你喜欢的转换器实现惯用的文档导航,查找,修改文档的方式.Beautiful Soup会帮你节省数小时甚至数天的工作时间.你可能在寻找 Beautiful Soup3 的文档,Beautiful Soup 3 目前已经停止开发,官网推荐在现在的项目中使用Beautiful Soup 4。

安装

pip3 install beautifulsoup4

解析器

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。

pip3 install 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:

pip install html5lib

解析器对比：

官方文档

简单使用

下面的一段HTML代码将作为例子被多次用到.这是 爱丽丝梦游仙境的 的一段内容(以后内容中简称为 爱丽丝 的文档):

html_doc = """


The Dormouse's story

Once upon a time there were three little sisters; and their names were
Elsie,
Lacie and
Tillie;
and they lived at the bottom of a well.

...
"""

使用BeautifulSoup解析这段代码,能够得到一个 BeautifulSoup 的对象

from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(html_doc, 'html.parser')

从文档中找到所有标签的链接:

for` `link ``in` `soup.find_all(``'a'``):``    ``print``(link.get(``'href'``))

从文档中获取所有文字内容:

print(soup.get_text())

二 标签对象

通俗点讲就是 HTML 中的一个个标签，Tag 对象与XML或HTML原生文档中的tag相同:

soup = BeautifulSoup('Extremely bold')
tag = soup.b
type(tag)
# 

Tag的名字

soup对象再以爱丽丝梦游仙境的html_doc为例，操作文档树最简单的方法就是告诉它你想获取的tag的name.如果想获取 标签,只要用 soup.head :

soup.head
# 

soup.title
# 

这是个获取tag的小窍门,可以在文档树的tag中多次调用这个方法.下面的代码可以获取标签中的第一个标签:

soup.body.b
# The Dormouse's story

通过点取属性的方式只能获得当前名字的第一个tag:

soup.a
# Elsie

如果想要得到所有的标签,或是通过名字得到比一个tag更多的内容的时候,就需要用到 Searching the tree 中描述的方法,比如: find_all()

soup.find_all('a')
# [Elsie,
#  Lacie,
#  Tillie]

我们可以利用 soup加标签名轻松地获取这些标签的内容，注意，它查找的是在所有内容中的第一个符合要求的标签。

Tag的name和attributes属性

Tag有很多方法和属性,现在介绍一下tag中最重要的属性: name和attributes

每个tag都有自己的名字,通过 .name 来获取:

tag.name
# u'b'

tag['class']
# u'boldest'

tag.attrs
# {u'class': u'boldest'}

tag的属性可以被添加,删除或修改. 再说一次, tag的属性操作方法与字典一样

tag['class'] = 'verybold'
tag['id'] = 1
tag
# 
Extremely bold

del tag['class']
del tag['id']
tag
# 
Extremely bold

tag['class']
# KeyError: 'class'
print(tag.get('class'))
# None

三 遍历文档树

'''
1、用法
2、获取标签的名称
3、获取标签的属性
4、获取标签的内容
5、嵌套选择
6、子节点、子孙节点
7、父节点、祖先节点
8、兄弟节点
'''

#遍历文档树：即直接通过标签名字选择，特点是选择速度快，但如果存在多个相同的标签则只返回第一个
html_doc = """


The Dormouse's story

Once upon a time there were three little sisters; and their names were
Elsie,
Lacie and
Tillie;
and they lived at the bottom of a well.

...
"""

#1、用法
from bs4 import BeautifulSoup
soup=BeautifulSoup(html_doc,'lxml')
# soup=BeautifulSoup(open('a.html'),'lxml')

print(soup.p) #存在多个相同的标签则只返回第一个
print(soup.a) #存在多个相同的标签则只返回第一个

#2、获取标签的名称
print(soup.p.name)

#3、获取标签的属性
print(soup.p.attrs)

#4、获取标签的内容
print(soup.p.string) # p下的文本只有一个时，取到，否则为None
print(soup.p.strings) #拿到一个生成器对象, 取到p下所有的文本内容
print(soup.p.text) #取到p下所有的文本内容
for line in soup.stripped_strings: #去掉空白
    print(line)


'''
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，如果只有一个子节点那么就输出该子节点的文本，比如下面的这种结构，soup.p.string 返回为None,但soup.p.strings就可以找到所有文本

    哈哈哈哈
    
        
            
aaaa

        
    
    bbbbb

'''

#5、嵌套选择
print(soup.head.title.string)
print(soup.body.a.string)


#6、子节点、子孙节点
print(soup.p.contents) #p下所有子节点
print(soup.p.children) #得到一个迭代器,包含p下所有子节点

for i,child in enumerate(soup.p.children):
    print(i,child)

print(soup.p.descendants) #获取子孙节点,p下所有的标签都会选择出来
for i,child in enumerate(soup.p.descendants):
    print(i,child)

#7、父节点、祖先节点
print(soup.a.parent) #获取a标签的父节点
print(soup.a.parents) #找到a标签所有的祖先节点，父亲的父亲，父亲的父亲的父亲...


#8、兄弟节点
print('=====>')
print(soup.a.next_sibling) #下一个兄弟
print(soup.a.previous_sibling) #上一个兄弟

print(list(soup.a.next_siblings)) #下面的兄弟们=>生成器对象
print(soup.a.previous_siblings) #上面的兄弟们=>生成器对象

四 搜索文档树

BeautifulSoup定义了很多搜索方法,这里着重介绍2个: find() 和 find_all() .其它方法的参数和用法类似

1、五种过滤器

#搜索文档树：BeautifulSoup定义了很多搜索方法,这里着重介绍2个: find() 和 find_all() .其它方法的参数和用法类似
html_doc = """


The Dormouse's story


Once upon a time there were three little sisters; and their names were
Elsie,
Lacie and
Tillie;
and they lived at the bottom of a well.

...
"""


from bs4 import BeautifulSoup
soup=BeautifulSoup(html_doc,'lxml')

#1、五种过滤器: 字符串、正则表达式、列表、True、方法
#1.1、字符串：即标签名
print(soup.find_all('b'))

#1.2、正则表达式
import re
print(soup.find_all(re.compile('^b'))) #找出b开头的标签，结果有body和b标签

#1.3、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标签和标签:
print(soup.find_all(['a','b']))

#1.4、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
print(soup.find_all(True))
for tag in soup.find_all(True):
    print(tag.name)

#1.5、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 ,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
def has_class_but_no_id(tag):
    return tag.has_attr('class') and not tag.has_attr('id')

print(soup.find_all(has_class_but_no_id))

2、find_all()

#2、find_all( name , attrs , recursive , text , **kwargs )
#2.1、name: 搜索name参数的值可以使任一类型的 过滤器 ,字符窜,正则表达式,列表,方法或是 True .
print(soup.find_all(name=re.compile('^t')))

#2.2、keyword: key=value的形式，value可以是过滤器：字符串 , 正则表达式 , 列表, True .
print(soup.find_all(id=re.compile('my')))
print(soup.find_all(href=re.compile('lacie'),id=re.compile('\d'))) #注意类要用class_
print(soup.find_all(id=True)) #查找有id属性的标签

# 有些tag属性在搜索不能使用,比如HTML5中的 data-* 属性:
data_soup = BeautifulSoup('
foo!
','lxml')
# data_soup.find_all(data-foo="value") #报错：SyntaxError: keyword can't be an expression
# 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:
print(data_soup.find_all(attrs={"data-foo": "value"}))
# [
foo!
]

#2.3、按照类名查找，注意关键字是class_，class_=value,value可以是五种选择器之一
print(soup.find_all('a',class_='sister')) #查找类为sister的a标签
print(soup.find_all('a',class_='sister ssss')) #查找类为sister和sss的a标签，顺序错误也匹配不成功
print(soup.find_all(class_=re.compile('^sis'))) #查找类为sister的所有标签

#2.4、attrs
print(soup.find_all('p',attrs={'class':'story'}))

#2.5、text: 值可以是：字符，列表，True，正则
print(soup.find_all(text='Elsie'))
print(soup.find_all('a',text='Elsie'))

#2.6、limit参数: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
print(soup.find_all('a',limit=2))

#2.7、recursive: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 .
print(soup.html.find_all('a'))
print(soup.html.find_all('a',recursive=False))

'''
像调用 find_all() 一样调用tag
find_all() 几乎是Beautiful Soup中最常用的搜索方法,所以我们定义了它的简写方法. BeautifulSoup 对象和 tag 对象可以被当作一个方法来使用,这个方法的执行结果与调用这个对象的 find_all() 方法相同,下面两行代码是等价的:
soup.find_all("a")
soup("a")
这两行代码也是等价的:
soup.title.find_all(text=True)
soup.title(text=True)
'''

3、find()

#3、find( name , attrs , recursive , text , **kwargs )
find_all() 方法将返回文档中符合条件的所有tag,尽管有时候我们只想得到一个结果.比如文档中只有一个标签,那么使用 find_all() 方法来查找标签就不太合适, 使用 find_all 方法并设置 limit=1 参数不如直接使用 find() 方法.下面两行代码是等价的:

soup.find_all('title', limit=1)
# []
soup.find('title')
# 

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.
find_all() 方法没有找到目标是返回空列表, find() 方法找不到目标时,返回 None .
print(soup.find("nosuchtag"))
# None

soup.head.title 是 tag的名字 方法的简写.这个简写的原理就是多次调用当前tag的 find() 方法:

soup.head.title
# 
soup.find("head").find("title")
# 

4、其他方法

#见官网:https://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs4/doc/index.zh.html#find-parents-find-parent

5、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

print(soup.select("title"))  #[]
print(soup.select("b"))      #[The Dormouse's story]

（2）通过类名查找

print(soup.select(".sister")) 

'''
[Elsie, 
Lacie, 
Tillie]

'''

（3）通过 id 名查找

print(soup.select("#link1"))
# [Elsie]

（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 #link2"))

#[Lacie]

直接子标签查找

print(soup.select("p > #link2"))
# [Lacie]

（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。

print(soup.select("a[href='http://example.com/tillie']"))
#[Tillie]

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：

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

'''
Elsie
Lacie
Tillie
'''

五 修改文档树

修改文档树

xpath

xpath简介

XPath在Python的爬虫学习中，起着举足轻重的地位，对比正则表达式 re两者可以完成同样的工作，实现的功能也差不多，但XPath明显比re具有优势，在网页分析上使re退居二线。

XPath介绍

是什么？ 全称为XML Path Language 一种小型的查询语言
说道XPath是门语言，不得不说它所具备的优点：

• 可在XML中查找信息
• 支持HTML的查找
• 通过元素和属性进行导航

python开发使用XPath条件： 由于XPath属于lxml库模块，所以首先要安装库lxml。

XPath的简单调用方法：

from lxml import etree

selector=etree.HTML(源码) #将源码转化为能被XPath匹配的格式

selector.xpath(表达式) #返回为一列表

Xpath语法

查询

html_doc = """



    
    




    

            

                Elsie,
                Lacie and
                Tillie
            
    
    

        
ALex is dsb
        
Egon too
    



    baidu
    
百度




"""

from lxml import etree
selector=etree.HTML(html_doc) # 将源码转化为能被XPath匹配的格式


'''
一、选取节点

nodename     选取nodename节点的所有子节点         xpath(‘//div’)         选取了所有div节点
/            从根节点选取                        xpath(‘/div’)          从根节点上选取div节点
//           选取所有的当前节点，不考虑他们的位置    xpath(‘//div’)         选取所有的div节点
.            选取当前节点                        xpath(‘./div’)         选取当前节点下的div节点
..           选取当前节点的父节点                 xpath(‘..’)            回到上一个节点
@            选取属性                           xpath（’//@calss’）     选取所有的class属性

'''

ret=selector.xpath("//div")
ret=selector.xpath("/div")
ret=selector.xpath("./div")
ret=selector.xpath("//p[@id='p1']")
ret=selector.xpath("//div[@class='d1']/div/p[@class='story']")


'''
二、谓语

表达式                                         结果
xpath(‘/body/div[1]’)                     选取body下的第一个div节点
xpath(‘/body/div[last()]’)                选取body下最后一个div节点
xpath(‘/body/div[last()-1]’)              选取body下倒数第二个div节点
xpath(‘/body/div[positon()<3]’)           选取body下前两个div节点
xpath(‘/body/div[@class]’)                选取body下带有class属性的div节点
xpath(‘/body/div[@class=”main”]’)         选取body下class属性为main的div节点
xpath(‘/body/div[price>35.00]’)           选取body下price元素值大于35的div节点

'''

ret=selector.xpath("//p[@class='story']//a[2]")
ret=selector.xpath("//p[@class='story']//a[last()]")


'''
通配符 Xpath通过通配符来选取未知的XML元素

表达式                 结果
xpath（’/div/*’）     选取div下的所有子节点
xpath(‘/div[@*]’)    选取所有带属性的div节点


'''

ret=selector.xpath("//p[@class='story']/*")
ret=selector.xpath("//p[@class='story']/a[@class]")

'''
四、取多个路径
使用“|”运算符可以选取多个路径

表达式                         结果
xpath(‘//div|//table’)    选取所有的div和table节点


'''

ret=selector.xpath("//p[@class='story']/a[@class]|//div[@class='d3']")
print(ret)

'''


五、Xpath轴
轴可以定义相对于当前节点的节点集

轴名称                      表达式                                  描述
ancestor                xpath(‘./ancestor::*’)              选取当前节点的所有先辈节点（父、祖父）
ancestor-or-self        xpath(‘./ancestor-or-self::*’)      选取当前节点的所有先辈节点以及节点本身
attribute               xpath(‘./attribute::*’)             选取当前节点的所有属性
child                   xpath(‘./child::*’)                 返回当前节点的所有子节点
descendant              xpath(‘./descendant::*’)            返回当前节点的所有后代节点（子节点、孙节点）
following               xpath(‘./following::*’)             选取文档中当前节点结束标签后的所有节点
following-sibing        xpath(‘./following-sibing::*’)      选取当前节点之后的兄弟节点
parent                  xpath(‘./parent::*’)                选取当前节点的父节点
preceding               xpath(‘./preceding::*’)             选取文档中当前节点开始标签前的所有节点

preceding-sibling       xpath(‘./preceding-sibling::*’)     选取当前节点之前的兄弟节点
self                    xpath(‘./self::*’)                  选取当前节点
 

六、功能函数   
使用功能函数能够更好的进行模糊搜索

函数                  用法                                                               解释
starts-with         xpath(‘//div[starts-with(@id,”ma”)]‘)                        选取id值以ma开头的div节点
contains            xpath(‘//div[contains(@id,”ma”)]‘)                           选取id值包含ma的div节点
and                 xpath(‘//div[contains(@id,”ma”) and contains(@id,”in”)]‘)    选取id值包含ma和in的div节点
text()              xpath(‘//div[contains(text(),”ma”)]‘)                        选取节点文本包含ma的div节点

'''

Element对象

from lxml.etree import _Element
for obj in ret:
    print(obj)
    print(type(obj))  # from lxml.etree import _Element

'''
Element对象

class xml.etree.ElementTree.Element(tag, attrib={}, **extra)

　　tag：string，元素代表的数据种类。
　　text：string，元素的内容。
　　tail：string，元素的尾形。
　　attrib：dictionary，元素的属性字典。
　　
　　＃针对属性的操作
　　clear()：清空元素的后代、属性、text和tail也设置为None。
　　get(key, default=None)：获取key对应的属性值，如该属性不存在则返回default值。
　　items()：根据属性字典返回一个列表，列表元素为(key, value）。
　　keys()：返回包含所有元素属性键的列表。
　　set(key, value)：设置新的属性键与值。

　　＃针对后代的操作
　　append(subelement)：添加直系子元素。
　　extend(subelements)：增加一串元素对象作为子元素。＃python2.7新特性
　　find(match)：寻找第一个匹配子元素，匹配对象可以为tag或path。
　　findall(match)：寻找所有匹配子元素，匹配对象可以为tag或path。
　　findtext(match)：寻找第一个匹配子元素，返回其text值。匹配对象可以为tag或path。
　　insert(index, element)：在指定位置插入子元素。
　　iter(tag=None)：生成遍历当前元素所有后代或者给定tag的后代的迭代器。＃python2.7新特性
　　iterfind(match)：根据tag或path查找所有的后代。
　　itertext()：遍历所有后代并返回text值。
　　remove(subelement)：删除子元素。



'''