【爬虫开发】爬虫开发从0到1全知识教程第3篇：数据提取概要,知识点【附代码文档】

本教程的知识点为：爬虫概要爬虫基础爬虫概述知识点： 1. 爬虫的概念 requests模块 requests模块知识点： 1. requests模块介绍 1.1 requests模块的作用：数据提取概要数据提取概述知识点 1. 响应内容的分类知识点：了解响应内容的分类 Selenium概要 selenium的介绍知识点： 1. selenium运行效果展示 1.1 chrome浏览器的运行效果 Selenium概要 selenium的其它使用方法知识点： 1. selenium标签页的切换知识点：掌握 selenium控制标签页的切换反爬与反反爬常见的反爬手段和解决思路学习目标 1 服务器反爬的原因 2 服务器常反什么样的爬虫反爬与反反爬验证码处理学习目标 1.图片验证码 2.图片识别引擎反爬与反反爬 JS的解析学习目标： 1 确定js的位置 1.1 观察按钮的绑定js事件 Mongodb数据库介绍内容 mongodb文档 mongodb的简单使用 Mongodb数据库介绍内容 mongodb文档 mongodb的聚合操作 Mongodb数据库介绍内容 mongodb文档 mongodb和python交互 scrapy爬虫框架介绍内容 scrapy官方文档 scrapy的入门使用 scrapy爬虫框架介绍内容 scrapy官方文档 scrapy管道的使用 scrapy爬虫框架介绍内容 scrapy官方文档 scrapy中间件的使用 scrapy爬虫框架介绍内容 scrapy官方文档 scrapy_redis原理分析并实现断点续爬以及分布式爬虫 scrapy爬虫框架介绍内容 scrapy官方文档 scrapy的日志信息与配置利用appium抓取app中的信息介绍内容 appium环境安装学习目标

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数据提取概要

本阶段主要学习获取响应之后如何从响应中提取我们想要的数据，在本阶段中我们会讲解一些常用的方法和模块，基本上我们以后遇到的情况在掌握本阶段之后都能搞定

数据提取概述

知识点

了解响应内容的分类
了解 xml和html的区别

1. 响应内容的分类

在发送请求获取响应之后，可能存在多种不同类型的响应内容；而且很多时候，我们只需要响应内容中的一部分数据

结构化的响应内容

json字符串
- 可以使用re、json等模块来提取特定数据
- json字符串的例子如下图

结构化响应内容json

xml字符串

可以使用re、lxml等模块来提取特定数据
xml字符串的例子如下

<bookstore>
<book category="COOKING">
  <title lang="en">Everyday Italian</title> 
  <author>Giada De Laurentiis</author> 
  <year>2005</year> 
  <price>30.00</price> 
</book>
<book category="CHILDREN">
  <title lang="en">Harry Potter</title> 
  <author>J K. Rowling</author> 
  <year>2005</year> 
  <price>29.99</price> 
</book>
<book category="WEB">
  <title lang="en">Learning XML</title> 
  <author>Erik T. Ray</author> 
  <year>2003</year> 
  <price>39.95</price> 
</book>
</bookstore>

非结构化的响应内容
- html字符串
  - 可以使用re、lxml等模块来提取特定数据
  - html字符串的例子如下图

知识点：了解响应内容的分类

2. 认识xml以及和html的区别

要搞清楚html和xml的区别，首先需要我们来认识xml

2.1 认识xml

xml是一种可扩展标记语言，样子和html很像，功能更专注于对传输和存储数据

<bookstore>
<book category="COOKING">
  <title lang="en">Everyday Italian</title> 
  <author>Giada De Laurentiis</author> 
  <year>2005</year> 
  <price>30.00</price> 
</book>
<book category="CHILDREN">
  <title lang="en">Harry Potter</title> 
  <author>J K. Rowling</author> 
  <year>2005</year> 
  <price>29.99</price> 
</book>
<book category="WEB">
  <title lang="en">Learning XML</title> 
  <author>Erik T. Ray</author> 
  <year>2003</year> 
  <price>39.95</price> 
</book>
</bookstore>

上面的xml内容可以表示为下面的树结构:

xml树结构

2.2 xml和html的区别

二者区别如下图

xml和html的区别

html：
- 超文本标记语言
- 为了更好的显示数据，侧重点是为了显示
xml：
- 可扩展标记语言
- 为了传输和存储数据，侧重点是在于数据内容本身

知识点：了解 xml和html的区别

2.3 常用数据解析方法

常用数据解析方法

数据提取-jsonpath模块

知识点

了解 jsonpath模块的使用场景
掌握 jsonpath模块的使用

1. jsonpath模块的使用场景

如果有一个多层嵌套的复杂字典，想要根据key和下标来批量提取value，这是比较困难的。jsonpath模块就能解决这个痛点，接下来我们就来学习jsonpath模块

jsonpath可以按照key对python字典进行批量数据提取

知识点：了解 jsonpath模块的使用场景

2. jsonpath模块的使用方法

2.1 jsonpath模块的安装

jsonpath是第三方模块，需要额外安装

pip install jsonpath

2.2 jsonpath模块提取数据的方法

from jsonpath import jsonpath
ret = jsonpath(a, 'jsonpath语法规则字符串')

2.3 jsonpath语法规则

jsonpath的方法

2.4 jsonpath使用示例

book_dict = { 
  "store": {
    "book": [ 
      { "category": "reference",
        "author": "Nigel Rees",
        "title": "Sayings of the Century",
        "price": 8.95
      },
      { "category": "fiction",
        "author": "Evelyn Waugh",
        "title": "Sword of Honour",
        "price": 12.99
      },
      { "category": "fiction",
        "author": "Herman Melville",
        "title": "Moby Dick",
        "isbn": "0-553-21311-3",
        "price": 8.99
      },
      { "category": "fiction",
        "author": "J. R. R. Tolkien",
        "title": "The Lord of the Rings",
        "isbn": "0-395-19395-8",
        "price": 22.99
      }
    ],
    "bicycle": {
      "color": "red",
      "price": 19.95
    }
  }
}

from jsonpath import jsonpath

print(jsonpath(book_dict, '$..author')) # 如果取不到将返回False # 返回列表，如果取不到将返回False

jsonpath使用示例

3. jsonpath练习

我们以拉勾网城市JSON文件 [ 为例，获取所有城市的名字的列表，并写入文件。

参考代码：

import requests
import jsonpath
import json

  
  
# 获取拉勾网城市json字符串
  
  
url = '
headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)"}
response =requests.get(url, headers=headers)
html_str = response.content.decode()

  
  
# 把json格式字符串转换成python对象
  
  
jsonobj = json.loads(html_str)

  
  
# 从根节点开始，获取所有key为name的值
  
  
citylist = jsonpath.jsonpath(jsonobj,'$..name')

  
  
# 写入文件
  
  
with open('city_name.txt','w') as f:
    content = json.dumps(citylist, ensure_ascii=False)
    f.write(content)

知识点：掌握 jsonpath模块的使用

数据提取概要

数据提取-lxml模块

知识点

了解 lxml模块和xpath语法的关系
了解 lxml模块的使用场景
了解 lxml模块的安装
了解谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用
掌握 xpath语法-基础节点选择语法
掌握 xpath语法-节点修饰语法
掌握 xpath语法-其他常用语法
掌握 lxml模块中使用xpath语法定位元素提取属性值或文本内容
掌握 lxml模块中etree.tostring函数的使用

1. 了解 lxml模块和xpath语法

对html或xml形式的文本提取特定的内容，就需要我们掌握lxml模块的使用和xpath语法。

lxml模块可以利用XPath规则语法，来快速的定位HTML\XML 文档中特定元素以及获取节点信息（文本内容、属性值）
XPath (XML Path Language) 是一门在 HTML\XML 文档中查找信息的语言，可用来在 HTML\XML 文档中对元素和属性进行遍历。
- W3School官方文档：[
提取xml、html中的数据需要lxml模块和xpath语法配合使用

知识点：了解 lxml模块和xpath语法

2. 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

要想利用lxml模块提取数据，需要我们掌握xpath语法规则。接下来我们就来了解一下xpath helper插件，它可以帮助我们练习xpath语法

2.1 谷歌浏览器xpath helper插件的作用

在谷歌浏览器中对当前页面测试xpath语法规则

2.2 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

我们以windos为例进行xpath helper的安装

2.2.1 xpath helper插件的安装

下载Chrome插件 XPath Helper
- 可以在chrome应用商城进行下载，如果无法下载，也可以从下面的链接进行下载
- 下载地址：[ 密码:337b
把文件的后缀名crx改为rar，然后解压到同名文件夹中
把解压后的文件夹拖入到已经开启开发者模式的chrome浏览器扩展程序界面

xpath_helper插件安装-1

xpath_helper插件安装-2

重启浏览器后，访问url之后在页面中点击xpath图标，就可以使用了

xpath_helper插件安装-3

如果是linux或macOS操作系统，无需操作上述的步骤2，直接将crx文件拖入已经开启开发者模式的chrome浏览器扩展程序界面

知识点：了解谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

3. xpath的节点关系

学习xpath语法需要先了解xpath中的节点关系

3.1 xpath中的节点是什么

每个html、xml的标签我们都称之为节点，其中最顶层的节点称为根节点。我们以xml为例，html也是一样的

3.2 xpath中节点的关系

xpath中节点的关系

author是title的第一个兄弟节点

4. xpath语法-基础节点选择语法

XPath 使用路径表达式来选取 XML 文档中的节点或者节点集。
这些路径表达式和我们在常规的电脑文件系统中看到的表达式非常相似。
使用chrome插件选择标签时候，选中时，选中的标签会添加属性class="xh-highlight"

4.1 xpath定位节点以及提取属性或文本内容的语法

表达式	描述
nodename	选中该元素。
/	从根节点选取、或者是元素和元素间的过渡。
//	从匹配选择的当前节点选择文档中的节点，而不考虑它们的位置。
.	选取当前节点。
..	选取当前节点的父节点。
@	选取属性。
text()	选取文本。

4.2 语法练习

接下来我们通过itcast的页面来练习上述语法：[

选择所有的h2下的文本
- //h2/text()
获取所有的a标签的href
- //a/@href
获取html下的head下的title的文本
- /html/head/title/text()
获取html下的head下的link标签的href
- /html/head/link/@href

知识点：掌握 xpath语法-选取节点以及提取属性或文本内容的语法

5. xpath语法-节点修饰语法

可以根据标签的属性值、下标等来获取特定的节点

5.1 节点修饰语法

路径表达式	结果
//title[@lang="eng"]	选择lang属性值为eng的所有title元素
/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()>1]	选择bookstore下面的book元素，从第二个开始选择
//book/title[text()='Harry Potter']	选择所有book下的title元素，仅仅选择文本为Harry Potter的title元素
/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。

5.2 关于xpath的下标

在xpath中，第一个元素的位置是1
最后一个元素的位置是last()
倒数第二个是last()-1

5.3 语法练习

从itcast的页面中，选择所有学科的名称、第一个学科的链接、最后一个学科的链接：[

所有的学科的名称
- //div[@class="nav_txt"]//a[@class="a_gd"]
第一个学科的链接
- //div[@class="nav_txt"]/ul/li[1]/a/@href
最后一个学科的链接
- //div[@class="nav_txt"]/ul/li[last()]/a/@href

知识点：掌握 xpath语法-选取特定节点的语法

6. xpath语法-其他常用节点选择语法

可以通过通配符来选取未知的html、xml的元素

6.1 选取未知节点的语法

通配符	描述
*	匹配任何元素节点。
node()	匹配任何类型的节点。

6.2 语法练习

从itcast的页面中 [ ，选中全部的标签、全部的属性

全部的标签
- //*
全部的属性
- //node()

知识点：掌握 xpath语法-选取位置节点的语法

7. lxml模块的安装与使用示例

lxml模块是一个第三方模块，安装之后使用

7.1 lxml模块的安装

对发送请求获取的xml或html形式的响应内容进行提取

pip/pip3 install lxml

知识点：了解 lxml模块的安装

7.2 爬虫对html提取的内容

提取标签中的文本内容
提取标签中的属性的值
- 比如，提取a标签中href属性的值，获取url，进而继续发起请求

7.3 lxml模块的使用

导入lxml 的 etree 库

from lxml import etree

利用etree.HTML，将html字符串（bytes类型或str类型）转化为Element对象，Element对象具有xpath的方法，返回结果的列表

html = etree.HTML(text) 
ret_list = html.xpath("xpath语法规则字符串")

xpath方法返回列表的三种情况
- 返回空列表：根据xpath语法规则字符串，没有定位到任何元素
- 返回由字符串构成的列表：xpath字符串规则匹配的一定是文本内容或某属性的值
- 返回由Element对象构成的列表：xpath规则字符串匹配的是标签，列表中的Element对象可以继续进行xpath

7.4 lxml模块使用示例

运行下面的代码，查看打印的结果

from lxml import etree
text = ''' 
<div> 
  <ul> 
    <li class="item-1">
      <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>
  </ul> 
</div>
'''

html = etree.HTML(text)

  
  
#获取href的列表和title的列表
  
  
href_list = html.xpath("//li[@class='item-1']/a/@href")
title_list = html.xpath("//li[@class='item-1']/a/text()")

  
  
#组装成字典
  
  
for href in href_list:
    item = {}
    item["href"] = href
    item["title"] = title_list[href_list.index(href)]
    print(item)

8 练习

将下面的html文档字符串中，将每个class为item-1的li标签作为1条新闻数据。提取a标签的文本内容以及链接，组装成一个字典。

text = ''' <div> <ul> 
        <li class="item-1"><a>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> 
        </ul> </div> '''

注意：
- 先分组，再提取数据，可以避免数据的错乱
- 对于空值要进行判断
参考代码

from lxml import etree
text = ''' 
<div> 
<ul> 
  <li class="item-1">
    <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>
</ul> 
</div>'''

  
  
#根据li标签进行分组
  
  
html = etree.HTML(text)
li_list = html.xpath("//li[@class='item-1']")

  
  
#在每一组中继续进行数据的提取
  
  
for li in li_list:
    item = {}
    item["href"] = li.xpath("./a/@href")[0] if len(li.xpath("./a/@href"))>0 else None
    item["title"] = li.xpath("./a/text()")[0] if len(li.xpath("./a/text()"))>0 else None
    print(item)

知识点：掌握 lxml模块中使用xpath语法定位元素提取属性值或文本内容

10. lxml模块中etree.tostring函数的使用

运行下边的代码，观察对比html的原字符串和打印输出的结果

from lxml import etree
html_str = ''' <div> <ul> 
        <li class="item-1"><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> 
        </ul> </div> '''

html = etree.HTML(html_str)

handeled_html_str = etree.tostring(html).decode()
print(handeled_html_str)

10.1 现象和结论

打印结果和原来相比：

自动补全原本缺失的li标签
自动补全html等标签

<html><body><div> <ul> 
<li class="item-1"><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> </div> </body></html>

结论：

lxml.etree.HTML(html_str)可以自动补全标签
lxml.etree.tostring函数可以将转换为Element对象再转换回html字符串
爬虫如果使用lxml来提取数据，应该以lxml.etree.tostring的返回结果作为提取数据的依据

知识点：掌握 lxml模块中etree.tostring函数的使用

Selenium概要

本阶段主要学习selenium自动化测试框架在爬虫中的应用，selenium能够大幅降低爬虫的编写难度，但是也同样会大幅降低爬虫的爬取速度。在逼不得已的情况下我们可以使用selenium进行爬虫的编写。

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数据提取概要

数据提取概述

知识点

1. 响应内容的分类

知识点：了解 响应内容的分类

2. 认识xml以及和html的区别

2.1 认识xml

2.2 xml和html的区别

知识点：了解 xml和html的区别

2.3 常用数据解析方法

数据提取-jsonpath模块

知识点

1. jsonpath模块的使用场景

知识点：了解 jsonpath模块的使用场景

2. jsonpath模块的使用方法

2.1 jsonpath模块的安装

2.2 jsonpath模块提取数据的方法

2.3 jsonpath语法规则

2.4 jsonpath使用示例

3. jsonpath练习

知识点：掌握 jsonpath模块的使用

数据提取概要

数据提取-lxml模块

知识点

1. 了解 lxml模块和xpath语法

知识点：了解 lxml模块和xpath语法

2. 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

2.1 谷歌浏览器xpath helper插件的作用

2.2 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

2.2.1 xpath helper插件的安装

知识点：了解 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

3. xpath的节点关系

3.1 xpath中的节点是什么

3.2 xpath中节点的关系

4. xpath语法-基础节点选择语法

4.1 xpath定位节点以及提取属性或文本内容的语法

4.2 语法练习

知识点：掌握 xpath语法-选取节点以及提取属性或文本内容的语法

5. xpath语法-节点修饰语法

5.1 节点修饰语法

5.2 关于xpath的下标

5.3 语法练习

知识点：掌握 xpath语法-选取特定节点的语法

6. xpath语法-其他常用节点选择语法

6.1 选取未知节点的语法

6.2 语法练习

知识点：掌握 xpath语法-选取位置节点的语法

7. lxml模块的安装与使用示例

7.1 lxml模块的安装

知识点：了解 lxml模块的安装

7.2 爬虫对html提取的内容

7.3 lxml模块的使用

7.4 lxml模块使用示例

8 练习

知识点：掌握 lxml模块中使用xpath语法定位元素提取属性值或文本内容

10. lxml模块中etree.tostring函数的使用

10.1 现象和结论

知识点：掌握 lxml模块中etree.tostring函数的使用

Selenium概要

程序员一诺python

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