使用Python进行网页抓取的介绍

介绍

网页抓取是一种重要的技术，经常在许多不同的环境中使用，尤其是数据科学和数据挖掘。 Python在很大程度上被认为是网络抓取的首选语言，其原因在于Python的内嵌电池特性。 使用Python，您可以在大约15分钟内使用不到100行代码创建一个简单的抓取脚本。 因此，无论何种用途，网页抓取都是每个Python程序员必须具备的技能。

在我们开始动手之前，我们需要退后一步，考虑什么是网页抓取，什么时候应该使用它，何时避免使用它。

如您所知，网页抓取是一种用于从网站自动提取数据的技术。 重要的是要理解，网页抓取是一种从各种来源（通常是网页）中提取数据的粗略技术。 如果网站的开发人员足够慷慨地提供API来提取数据，那么访问数据将是一种更加稳定和健壮的方式。 因此，根据经验，如果网站提供API以编程方式检索其数据，请使用它。 如果API不可用，则只能使用网络抓取。

请务必遵守有关您使用的每个网站的网页抓取的任何规则或限制，因为有些网站不允许这样做。 有了这个清楚的认识，让我们直接进入教程。

网页抓取管道

我们可以将web-scraping理解为包含3个组件的管道：

下载：下载HTML网页

解析：解析HTML并检索我们感兴趣的数据

存储：以特定格式将检索到的数据存储在本地计算机中

下载HTML

从网页中提取任何数据，从逻辑上讲，我们首先要下载它。 我们有两种方法可以做到这一点：

1.使用浏览器自动化库

您可以使用Selenium等浏览器自动化库从网页下载HTML。 Selenium允许您打开浏览器，比方说Chrome，并根据需要控制它。 您可以在浏览器中打开网页，然后使用Selenium自动获取该页面的HTML代码。

但是，这种方法有一个很大的缺点 - 它明显变慢。 原因是运行浏览器并在浏览器中呈现HTML的开销。 此方法仅应用于特殊情况 - 我们要抓取的内容在浏览器中使用JavaScript代码，或者要求我们单击按钮/链接以获取数据，Selenium可以为我们执行此操作。

2.使用HTTP库

与第一种方法不同，HTTP库（例如Requests模块或Urllib）允许您发送HTTP请求，完全不需要打开任何浏览器。 这种方法应该始终是首选，因为它比Selenium快得多。

现在让我告诉您如何使用Selenium和Requests库实现管道这个组件：

使用Requests

使用以下命令安装Requests模块：

现在您可以在代码中使用它，如下所示：

这里，对URL进行HTTP GET请求，这几乎与下载网页同义。 然后，我们可以通过访问requests.get()方法返回的结果对象来获取页面的HTML源代码。

使用Selenium

您可以通过pip安装selenium模块：

在这里，我们首先创建一个表示浏览器的webdriver对象。 这样做会在运行代码的计算机上打开Chrome浏览器。 然后，通过调用webdriver对象的get方法，我们可以打开URL。 最后，我们通过访问webdriver对象的page_source属性来获取源代码。

在这两种情况下，URL的HTML源都作为字符串存储在page变量中。

解析HTML和提取数据

不必深入计算机科学理论，我们可以将解析定义为分析字符串的过程，以便我们可以理解其内容，从而轻松访问其中的数据。

在Python中，有两个库可以帮助我们解析HTML：BeautifulSoup和Lxml。 Lxml是一个比BeautifulSoup更低级的框架，我们可以在BeautifulSoup中使用Lxml作为后端，因此对于简单的HTML解析，BeautifulSoup将是首选的库。

但在我们深入分析之前，我们必须分析网页的HTML，看看我们想要抓取的数据是如何构建和定位的。只有当我们掌握了这些信息时，我们才能从解析的HTML中获取我们想要的信息。但幸运的是，我们不必在编辑器中打开源代码，并手动理解每个HTML元素并将其与渲染页面中的相应数据相关联。大多数浏览器都提供了一个检查器，比如Chrome的开发人员工具，它使我们只需单击它们即可快速查看任何元素的HTML代码。

要在Chrome中执行此操作，请在Chrome中打开网页，然后右键单击要抓取的数据，然后选择“检查”。在Firefox中，此选项称为Inspect Element - 这是在做相同的事情，但只是名称不同。

您会注意到Chrome窗口底部打开了一个窗格，其中包含您单击的元素的源代码。 浏览一下源代码，了解我们想要抓取的数据是如何在HTML代码中构建的。

现在，让我们开始使用BeautifulSoup解析HTML页面。 但首先，我们必须安装它：

安装好之后，可以像下面这样在代码中调用：

首先，我们通过将页面传递给BeautifulSoup类构造函数来创建页面的解析版本。 如您所见，我们还将第二个参数html.parser传递给构造函数。 这是Beautiful Soup将用于解析传递给它的字符串的解析器的名称。 你可以使用我们之前谈到过的解析器lxml，因为你已经安装了Lxml库。

然后，我们提取包含class =“quote”的页面中的所有div标签，因为我们知道这些是包含引用的div。 为此，Beautiful Soup 4提供了find_all功能。 我们将标记名称和类名称传递给find_all函数，并返回满足条件的所有标记，即包含引用的标记。

这里需要注意的一件重要事情是，我们在这里使用树结构。 变量soup以及引用的每个元素都是树。 在某种程度上，引用的元素是较大的soup树的一部分。 无论如何，为避免进入不同的讨论，让我们继续。

我们知道引用的文本是带有class =“text”的span标记，而作者是带有class =“author”的小标记。 要从quote元素中提取它们，我们再次使用类似的函数find。 find函数使用与find_all函数相同的参数。 唯一的区别是它返回满足条件的第一个标记，而find_all返回标记列表。 此外，我们希望访问返回对象的text属性，该对象包含该标记中包含的文本。

因此，正如您在代码中看到的那样，我们遍历列表引用的所有元素，并提取引用文本和作者名称，将它们存储在名称为scraped的列表。 在控制台上打印时，已抓取的列表如下所示：

存储检索的数据

一旦我们获得了数据，我们就可以以任何我们想要的格式存储它，例如CSV文件，SQL数据库或NoSQL数据库。 严格来说，这一步不应算作抓取过程的一部分，但为了完整起见，我将简要介绍它。

我想说最流行的存储抓取数据的方法是将它们存储为CSV电子表格，所以我将简要介绍如何做到这一点。 我不会详细介绍，因为您应该参考官方的Python文档。 所以，不用多说，让我们看看代码。

我们可以看到，代码非常明显。 我们从打开的quotes.csv文件创建一个CSV编写器对象，然后使用writerow函数逐个写入引用。 很明显，writerow函数接受一个列表作为输入，然后将其作为一行写入CSV。

结论和后续步骤

本教程应该帮助您了解在学习自己实现简单的scraper时基本上是什么。 这种抓取应该足以实现简单的自动化或小规模数据检索。 但是如果你想有效地提取大量数据，你应该研究一下抓取框架，特别是Scrapy。 它可以帮助您使用几行代码编写非常快速，高效的scraper。 无论你使用什么样的框架，在那个闪亮的表面下面，框架也使用这些非常基本的抓取原则，所以理解本教程应该可以帮助你为开始抓取的探险建立基础知识。

英文原文：https://stackabuse.com/introduction-to-web-scraping-with-python/

译者：javylee