收藏！用 Python 写一个抢票软件

本文介绍的是如何用 Python 语言实现 12306 自动预定列车票，也就是坊间常说的“抢票”，但个人觉得，这不算是“抢”，只不过是一定程度的自动化。

总体设计

所谓抢票软件，本质上就是基于浏览器驱动，实现登录、预定、确认信息的自动化。购买列车票涉及4个网页，相应的基本流程如下：

1. 登录：输入用户名、密码，识别验证码，点击“登录”；

2. 基本信息填写：出发地，目的地，出发日期，车票类型(普通或学生)，车次类型选择，点击“查询”，如果目标车次尚有余票则点击“预定”，否则再次点击查询……；

3. 订单信息填写：乘车人选择，席别选择，票种选择，点击“提交订单”；

4. 订单确认：选择座位位置，点击“确认”。

详细设计

总体设计理清了抢票的主要步骤，进一步需要明确每个步骤中需要注意的问题。

1. 登录

登录过程中，自动输入用户名和密码比较简单，难点在于识别验证码。截至目前，各种自动识别验证码的方案准确率都不高，因此，本文采用“人工辅助”识别验证码，即：识别验证码由人工完成，选择图形验证码后点击“登录”。

2. 基本信息填写、查询、预定

整体上没有难点，但需要注意，出发地和目的地可能有多个车次，每个车次有多种席别，乘车方案可能比较复杂，比如：路途较远的情况下，对于 G 字头、D字头列车，二等座及以上可接受；对于 K 字头、T 字头列车，硬卧及以上可接受……。如此，在抢票的时候，需要按优先级轮询各种方案。以杭州 -> 成都为例，有 5 个车次可选，如下所示：

3. 订单信息填写

乘车人列表中可能有多个人的信息（如果你曾经帮别人买过车票的话，注册信息会保留），需要选择正确的乘车人、票种和席别，如下例子所示：

4. 订单确认

这一步很简单，点击“确认”即可，毕竟春运期间抢票，一般不会在意位置，能抢到已是幸运。

准备工作

根据总体设计，可以将抢票程序规划为 5 个主要函数：

• __init__()：初始化

• login_proc()：登录模块

• filling_proc()：基本信息填写模块

• booking_proc()：查询、预订、订单信息填写模块

• confirm_proc()：订单确认模块

1. 浏览器驱动

本文介绍的抢票软件基于 Chrome 浏览器，因此，需要下载与之版本匹配的驱动 chromedriver（附：下载网址）。注意与自己的 Chrome 版本对应，步骤如下：

• 首先，查看 Chrome 的版本，选择“设置” -> “关于 Chrome”，如下图版本为 66.x。

• 然后，进入 chromedriver 下载网址，根据 notes.txt 文件提供的信息选择正确版本的驱动。如下图，chromedriver2.38 支持 Chrome 版本为65-67：

2. Selenium 模块准备

Selenium 是一个用于 Web 应用程序自动化测试的工具，可直接运行在浏览器中，模拟真实用户操作。支持的浏览器包括 IE、Mozilla Firefox、Safari、Chrome、Opera 等。由于其功能强大，被广泛应用于网络爬虫的开发，本文将用它作为抢票程序的核心模块（附：下载及安装方法）。

3. 必要信息准备

列车购票官网经过数次改革，出发地、目的地、车次、席别等都不是明文，而是以编码表示，因此，需要提前准备好这些信息。信息获取方法：谷歌浏览器打开 12306 官网购票页面，鼠标右键“查看”可以获取到上述信息，以杭州 -> 成都为例：

    #自定义变量区
    value_fromstation = '%u676D%u5DDE%2CHZH'  # 始发站（杭州）
    value_tostation = '%u6210%u90FD%2CCDW'  # 终点站（成都）
    value_date = '2018-05-10'  # 出发时间
    username=u"username" # 用户名
    password="password" # 密码
    #杭州-成都：车次&席别&预定
    #车次信息字典，数据分别表示车次、一等座ID、二等座ID、无座ID、对应车次的预定按钮ID
    train_info = {"D2222":[['ZY_56000D222251', 'ZE_56000D222251', 'WZ_56000D222251'], 'ticket_56000D222251'],
              "D2262":[['ZY_56000D226251', 'ZE_56000D226251', 'WZ_56000D226251'], 'ticket_56000D226251']}

车次、票种编码，主要网页 URL 是固定的，如下：

    #车票类型字典，"学生票"和"普通票"对应的ID
    ticket_type_dict = {'student': '//input[@name="sf" and @id="sf1"]',
                            'common': '//input[@name="sf" and @id="sf2"]'}
    #车次类型字典
    train_type_dict = {'T': '//input[@name="cc_type" and @value="T"]',  # 特快
                           'G': '//input[@name="cc_type" and @value="G"]',  # 高铁
                           'D': '//input[@name="cc_type" and @value="D"]',  # 动车
                           'Z': '//input[@name="cc_type" and @value="Z"]'}  # 直达
     
    #登陆页面url
    login_url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/login/init'
    #个人信息页面url
    initmy_url = "https://kyfw.12306.cn/otn/index/initMy12306"  
    #订票页面url
    book_url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init'   
    #乘客选择页面url
    confirm_url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/confirmPassenger/initDc'

登陆模块 login_proc() 设计

请参见下面代码：

def __init__(self):
        """
        Info:构造函数，创建一个浏览器对象
        """
        print(u"欢迎使用列车订票工具")
        self.driver = webdriver.Chrome(self.driver_path)
        self.driver.implicitly_wait(300)
    
    def login_proc(self):
        """
        Info:登陆过程处理函数，其中图形验证码需要手动选择
        """
        self.driver.get(self.login_url)
        # sign in the user name
        try:
            self.driver.find_element_by_id("username").send_keys(self.username)
            self.driver.find_element_by_id("password").send_keys(self.password)
        except Exception  as err:
            print(u"输入用户名或密码失败!",err)
               
        #点击验证码，人工辅助，目前识别图形验证码比较困难，因此选择人工辅助  
        print(u"请自行选择验证码，点击登陆")
        while True:
            if(self.driver.current_url != self.initmy_url):
                time.sleep(1)
            else:
                print('Login finished!')
                break

基本信息填写模块 filling_proc() 设计

请参见下面代码：

def filling_proc(self,train_type,ticket_type):
        """
        Info:填写起始站，终点站，出发时间，车次类型，车票类型等信息
        """
        print (u'列车类型:', train_type)
        print (u'车票类型:', ticket_type)
        
        # 打开订票网页
        self.driver.get(self.book_url)
        # 选择始发站
        self.driver.add_cookie({"name": "_jc_save_fromStation", "value": self.value_fromstation})
        # 选择终点站
        self.driver.add_cookie({"name": "_jc_save_toStation", "value": self.value_tostation})
        # 选择出发日期
        self.driver.add_cookie({"name": "_jc_save_fromDate", "value": self.value_date})
        self.driver.refresh()
        # 选择车次类型                
        if (train_type == 'T' or train_type == 'G' or train_type == 'D' or train_type == 'Z'):
            self.driver.find_element_by_xpath(self.train_type_dict[train_type]).click()
        else:
            print (u"车次类型异常或未选择!(train_type=%s)" % train_type)
        
        # 选择车票类型
        if (ticket_type == 'student' or ticket_type == 'common'):
            self.driver.find_element_by_xpath(self.ticket_type_dict[ticket_type]).click()
        else:
            print (u"车票类型异常或未选择!(train_type=%s)" % ticket_type)

查询、预订、订单信息填写模块 booking_proc() 设计

请参见下面代码：

def booking_proc(self,refresh_interval=0):
        """
        Info:订票处理过程，循环查询符合条件的车次，如果存在则点击“预定”
        """
        book_ticket_flag = False
        # 循环查询
        while True:
            time.sleep(refresh_interval)
            # 点击“查询”按钮，刷新页面开始查询，查询按钮的ID="query_ticket"
            search_btn = WebDriverWait(self.driver, 10).until(
                EC.presence_of_element_located((By.XPATH, '//*[@id="query_ticket"]')))
            search_btn.click()
            # 扫描查询结果,根据自定义车次字典train_info提供的信息，逐一查询
            try:
                for train in self.train_info:
                    print(u"当前查询车次为:"+train)
                    # 根据车次查询对应的席别:商务，一等，二等，无座等
                    seat_list= self.train_info.get(train)
                    for seat in seat_list[0]:
                        ticket_seat_id = '//*[@id="' + seat + '"]'# 席别ID
                        
                        tic_tb_item = 'default'
                        # 获取车票数量信息："-"，"无"，"数字"
                        tic_tb_item = WebDriverWait(self.driver, 2).until(
                            EC.presence_of_element_located((By.XPATH, ticket_seat_id)))
                        tic_ava_num = tic_tb_item.text
                        
                        # 无票或未开售，则结束当前查询
                        if(tic_ava_num == u'无' or tic_ava_num == u'*'):  
                            continue
                        # 如果车次有票，则点击对应车次的“预定”按钮
                        else:
                            book_ticket_btn = '//*[@id="' + seat_list[1] + '"]/td[13]/a'
                            self.driver.find_element_by_xpath(book_ticket_btn).click()
                            book_ticket_flag = True
                            print(u"开始预定")
                            break
                    if (book_ticket_flag):
                        break
               
            except Exception as err:  
                print(err)
                # 网络状态不好的时候，点击查询按钮,可能返回查询结果失败，对此异常可再次点击
                search_btn.click()
            if (book_ticket_flag):
                break

订单确认模块 confirm_proc() 设计

请参见下面代码：

def confirm_proc(self):
        """
        Info:点击“预定”之后，需要确认乘客信息和座位信息
        """
        # 判断页面跳是否转至乘客选择页面      
        while True:
            if (self.driver.current_url == self.confirm_url):
                print (u'页面跳转成功!')
                break
            else:
                print (u'等待页面跳转...')
                time.sleep(1)
        # 乘车人选择:针对乘车人列表多于一人的情况
        print(u"选择乘客")
        while True:
            try:
                # 选择乘车人列表中的第二个人
                self.driver.find_element_by_xpath('//*[@id="normalPassenger_1"]').click()
                break
            except Exception as err:
                print (u'等待常用联系人列表。。。',err)               
                time.sleep(0.5)
        try:
            print(u"提交订票信息")
            self.driver.find_element_by_xpath('//*[@id="submitOrder_id"]').click()
            time.sleep(1.5)
            print(u"确认订票信息")
            self.driver.find_element_by_xpath('//*[@id="qr_submit_id"]').click()           
        except Exception as err:
            print (err)

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本专栏的目标是带领读者快速掌握 Python 要义，进而上手实践。专栏分为四个部分：基础篇、中级篇、高级篇以及扩展篇，对于初学者，建议按照顺序阅读。

第一部分：基础篇。从 Python 的起源、现状和前景讲起，首先带领读者搭建开发环境，随后介绍 Python 的基础知识和基本概念，包括列表、元组、字符串、字典以及各种语句，以简练而生动的文字引导读者步入 Python 的世界。

第二部分：中级篇。循序渐进地介绍一些对初学者来说相对难以理解的内容，包括函数、类、继承、函数重写、作用域、参数传递、错误及异常等内容。

第三部分：高级篇。这部分立足于实践，并将介绍一些相对高级的主题，包括模块、标准库、文件、流、数据库、网络编程、图形界面等。通过学习这部分内容，读者将掌握模块的原理和利用标准库将 Python 与数据库、网络、图形界面等工具结合使用。

第四部分：扩展篇。结合实际应用场景，带领读者完成两个小程序的设计和实现。

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