python爬虫之数据提取、正则表达式、xml、XPath、etree、CSS选择器 BeautifulSoup4

1、页面解析和数据提取简介

（1）结构数据：先有的结构，再谈数据

        -JSON文件

              -JSON Path

              -转换成python类型进行操作（json类）

       -XML文件

              -转换成python类型（xmltodict）

              -XPath

              -CSS选择器

              -正则

（2）非结构化数据：先有数据，再谈结构

        -文本、电话号码、邮箱地址

                 -通常处理此类数据，使用正则表达式

        -Html文件

                 -正则

                 -XPath

                 -CSS选择器

2、正则表达式

（1）一套规则，可以在字符串文本中进行搜索替换等

在正则表达式中，可以对过滤到的字符串进行分组。分组使用圆括号的方式。

1. group：和group(0)是等价的，返回的是整个满足条件的字符串。
2. groups：返回的是里面的子组。索引从1开始。
3. group(1)：返回的是第一个子组，可以传入多个。

（2）-re的基本使用流程

'''
使用大致步骤：
1、compile函数将正则表达式的字符串变为一个pattern对象
2、通过pattern对象的一些方法对文本进行匹配，匹配结果是一个Match对象
3、用Match对象的方法对结果进行操纵
'''

import re
#\d表示以数字
#后面+号表示这个数字可以出现一次或者多次
s = r"\d+"  #r表示后面是原生字符串，后面不需要转义

#返回pattern对象
pattern = re.compile(s)

#返回一个match对象,后面的位置参数含义是从哪个位置开始查找，找到哪个位置结束
#默认找到一个匹配就返回
m = pattern.match("one12two34three56",3,10)

print(type(m))
#默认匹配从头部开始，所以此次结果为None
print(m)

print(m.group())
print(m.start(0))
print(m.end(0))
print(m.span(0))
运行：
<class 're.Match'>
<re.Match object; span=(3, 5), match='12'>
12
3
5
(3, 5)

         -match的基本使用

'''
正则结果的match的使用案例
'''
import re

#以下正则分成了两个组，以小括号为单位
s = r'([a-z]+) ([a-z]+) ([a-z]+)'
pattern = re.compile(s,re.I) #re.I表示忽略大小写

m = pattern.match("Hello World wide web")

#group(0) 表示返回匹配成功的整个子串
s = m.group(0)
print(s)

a = m.span(0) #返回匹配成功整个子串的跨度
print(a)

#group(1)表示返回的第一个分组匹配成功的子串
s = m.group(1)
print(s)

a = m.span(1) #返回匹配成功的第一个子串的跨度
print(a)

s = m.groups() #等价于m.group(1),m.group(2)....
print(s)

运行：
Hello World wide
(0, 16)
Hello
(0, 5)
('Hello', 'World', 'wide')

（3）正则常用方法

-match：从开始位置开始查找，一次匹配

-search：从任何位置查找，一次匹配

-findall：全部匹配，返回列表

-finditer：全部匹配，返回迭代器

-split：分隔字符串，返回列表

-sub ：替换     

'''
search
'''
import re

s = r'\d+'   #至少且只有一个数字
pattern = re.compile(s)  #编译
m = pattern.search("one12two34three56")
print(m.group())

#参数表明搜查的起始范围
m = pattern.search("one12two34three56",10,40)
print(m.group())

'''
findall
'''
import re
pattern = re.compile(r'\d+')
s = pattern.findall("i am 18 years old and 185 high")
print(s)

s = pattern.finditer("i am 18 years old and 185 high")
print(type(s))

for i in s:
    print(i.group())

运行：
12
56
['18', '185']
<class 'callable_iterator'>
18
185

（4）匹配中文

-中文unicode范围主要是在[u4e00-u9fa5]

'''
中文unicode案例
'''
import re
hello = u'你好，世界'
pattern = re.compile(r'[\u4e00-\u9fa5]+')
m = pattern.findall(hello)
print(m)
运行：
['你好', '世界']

 （5）贪婪与非贪婪模式

-贪婪模式：在整个表达式匹配成功的前提下，尽可能多的匹配

-非贪婪模式：xxxxxx，尽可能少的匹配

-python里面数量词默认是贪婪模式

-例如：

         -查找文本abbbbccc

         -re是ab*

         -贪婪模式：abbbb

         -非贪婪模式：a

3、xml 为了传输数据

-XML(ExtensibleMarkupLanguage)

-http://www.w3school.com.cn/xml/index.asp

-概念：父节点、子节点、先辈节点、兄弟节点、后代节点

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>>
<bookstore>
    <book category="cooking">
        <title lang="en">Everyday Italian</title>
        <author>Gidada De</author>
        <year>2018</year>
        <price>23</price>
    </book>

    <book category="sport">
        <title lang="en">Running</title>
        <author>Klaus Kuka</author>
        <year>2010</year>
        <price>43</price>
    </book>

    <book category="education">
        <title lang="en">Python is Python</title>
        <author>Food War</author>
        <year>2008</year>
        <price>83</price>
    </book>

</bookstore>

4、XPath

（1）XPath(XML Path Language)，是一门在XML文档中查找信息的语言

-官方文档：http://www.w3school.com.cn/xpath/index.asp

-XPath开发工具

        -开元的XPath表达式工具：XMLQuire

        -chrome插件：Xpath Helper

        -Firefox插件：XPath CHecker

（2）常用路径表达式

-nodename:选取此节点的所有子节点

- / ：从根节点开始选

- // ：选取元素，而不考虑元素的具体位置

- . ：当前节点

- @ ：选取属性

（3）案例：

-bookstore：选取bookstore下的所有子节点

-/bookstore：选取根元素

-bookstore/book：选取bookstore的所有为book的子元素

- //book：选取book子元素

- //@lang：选取名称为lNG的所有属性

（4）谓语（Predicates）

-谓语用来查找某个特定的节点，被镶嵌在方括号中

-/bookstore/book[1]：选取第一个属于bookstore下叫book的元素

-/bookstore/book[last()]：选取最后一个属于bookstore下叫book的元素

-/bookstore/book[last()-1]：选取倒数第二个属于bookstore下叫book的元素

-/bookstore/book[position()<3]：选取属于bookstore下叫book的前两个元素

-bookstore/book[@lang]：选取属于bookstore下叫book的，含有属性lang元素

-bookstore/book[@lang="cn"]：选取属于bookstore下叫book的，含有属性lang的值是cn的元素

-/bookstore/book[@price<90]：选取属于bookstore下叫book的，含有属性price的，且值小于90的元素

-/bookstore/book[@price<90]/title：选取属于bookstore下叫book的，含有属性price的，且值小于90的元素的子元素title

（5）通配符

- ‘*’：任何元素节点

- @*：匹配任何属性节点

-node()：匹配任何类型的节点

（6）选取多个路径

-//book/title | //book/author：选取book元素中的title和author元素

-//title | //price：选取文档中所有的title和price元素

5、etree

(1)lxml库

-python的HTML/XML的解析器

-官方文档：http://lxml.de/index.html

-功能：

         -解析HTML，

'''
安装lxml
'''
from lxml import etree
'''
用lxml来解析HTML代码
'''
text = '''
<div>
    <url>
        <li class="item-0"><a href="0.html">first item</a></li>
        <li class="item-1"><a href="1.html">first item</a></li>
        <li class="item-2"><a href="2.html">first item</a></li>
        <li class="item-3"><a href="3.html">first item</a></li>
        <li class="item-4"><a href="4.html">first item</a></li>
        <li class="item-5"><a href="5.html">first item</a></li>
    </url>
</div>
'''

#利用etree.HTML把字符串解析成HTML文档
html = etree.HTML(text)
s = etree.tostring(html)
print(s)
运行：
b'<html><body><div>\n    <url>\n        <li class="item-0"><a href="0.html">first item</a></li>\n        <li class="item-1"><a href="1.html">first item</a></li>\n        <li class="item-2"><a href="2.html">first item</a></li>\n        <li class="item-3"><a href="3.html">first item</a></li>\n        <li class="item-4"><a href="4.html">first item</a></li>\n        <li class="item-5"><a href="5.html">first item</a></li>\n    </url>\n</div>\n</body></html>'

--文件读取

from lxml import etree

#只能读取xml格式内容，html报错
html = etree.parse("./v31.html")
rst = etree.tostring(html,pretty_print=True)
print(rst)

-etree和XPath的配合使用

from lxml import etree

#只能读取xml格式内容，html报错
html = etree.parse("./v31.html")
print(type(html))

rst = html.xpath('//book')
print(type(rst))
print(rst)

#xpath的意思是查找带有category属性值为sport的book元素
rst = html.xpath('//book[@category="sport"]')
print(type(rst))
print(rst)

#xpath的意思是查找带有category属性值为sport的book元素下的year元素
rst = html.xpath('//book[@category="sport"]/year')
rst = rst[0]
print(type(rst))
print(rst.tag)
print(rst.text)
运行：
<class 'lxml.etree._ElementTree'>
<class 'list'>
[<Element book at 0x18f218047c8>, <Element book at 0x18f218048c8>, <Element book at 0x18f21804908>]
<class 'list'>
[<Element book at 0x18f218048c8>]
<class 'lxml.etree._Element'>
year
2010

6、CSS选择器 BeautifulSoup4

-现在使用BeautifulSoup4

-http://beautifulsoup.readthedocs.io/zh_CN/v4.4.0/

-几个常用提取信息工具的比较：

        -正则：很快，不好用，不用安装

        -beautifilsoup：慢，使用简单，安装简单

        -lxml：比较快，使用简单，安装一般

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')
#bs自动转码
content = soup.prettify()
print(content)

（1）四大对象

-Tag

-NavigableString 

-BeautifulSoup

-Comment

-Tag

     -对应Html中的标签

     -可以通过soup.tag_name

     -tag两个重要属性：name、attrs

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')
#bs自动转码
content = soup.prettify()
#print(soup.head)
print('==' * 12)
print(soup.link)
print(soup.link.name)
print(soup.link.attrs['type'])
#可以修改，因为已经得到并放进了内存中
soup.link.attrs['type'] = 'hahaha'
print(soup.link)
print('==' * 12)
运行：
========================
<link href="/favicon.ico" rel="shortcut icon" type="image/x-icon"/>
link
image/x-icon
<link href="/favicon.ico" rel="shortcut icon" type="hahaha"/>
========================

-NavigableString   对应内容值

-BeautifulSoup

       -表示的是一个文档的内容，大部分可以把他当作tag对象 

       -一般我们可以用soup来表示

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')
#bs自动转码
content = soup.prettify()
print('==' * 12)
print(soup.link)
print(soup.link.name)
print(soup.link.attrs['type'])
#可以修改，因为已经得到并放进了内存中
soup.link.attrs['type'] = 'hahaha'
print(soup.link)
print('==' * 12)

#NavigableString
print(soup.title)
print(soup.title.name)
print(soup.title.attrs)
print(soup.title.string)
print("==" * 12)
print(soup.name)
print(soup.attrs)

运行：
========================
<link href="/favicon.ico" rel="shortcut icon" type="image/x-icon"/>
link
image/x-icon
<link href="/favicon.ico" rel="shortcut icon" type="hahaha"/>
========================
<title>百度一下，你就知道</title>
title
{}
百度一下，你就知道
========================
[document]
{}
[document]

-Comment

       -特殊类型的NavigableString类

       -对其输出，则内容不包括注释符号

（2）遍历文档对象

-contents：tag的子节点以列表的方式给出

-children：子节点以迭代器形式返回

-descendants：所子孙节点

-string

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')
#bs自动转码
content = soup.prettify()
print('==' * 12)
print(soup.link)
print(soup.link.name)
print(soup.link.attrs['type'])
#可以修改，因为已经得到并放进了内存中
soup.link.attrs['type'] = 'hahaha'
print(soup.link)
print('==' * 12)

#NavigableString
print(soup.title)
print(soup.title.name)
print(soup.title.attrs)
print(soup.title.string)
print("==" * 12)
print(soup.name)
print(soup.attrs)
运行：
========================
<meta content="text/html;charset=utf-8" http-equiv="content-type"/>
<meta content="IE=Edge" http-equiv="X-UA-Compatible"/>
<meta content="always" name="referrer"/>
<meta content="#2932e1" name="theme-color"/>
百度一下，你就知道
========================

（3）搜索文档对象

-find_all（name,attrs,recursive,text,**kwargs）

      -name：按照那个字符串搜索，可以传入的内容为

             -字符串、正则表达式、列表

             -keyworld参数，可以用来表示属性

             -text：对应tag的文本值

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')

#print(soup.name)
print("==" * 12)
#tags = soup.find_all(name="meta")

#正则
import re
tags = soup.find_all(re.compile("^me"),content="always")
for tag in tags:
    print(tag)
print("==" * 12)

运行：
========================
<meta content="always" name="referrer"/>
========================

（4）css选择器

-使用soup.select，返回一个列表

-通过标签名称：soup.select("title")

-通过类名：soup.select(".content")

-id查找：soup.select("#name_id")

-组合查找：soup.select("div #input_content")

-属性查找：soup.select("img[class='photo']")

-获取tag内容：tag.get_text

from urllib import request
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://www.baidu.com'

rsp = request.urlopen(url)
content = rsp.read()

soup = BeautifulSoup(content,'lxml')

print(soup.prettify())

print("==" * 12)
titles = soup.select("title")
print(titles[0])

print("==" * 12)
metas = soup.select("meta[content='always']")
print(metas[0])

print("==" * 12)
运行：
<!DOCTYPE html>
<!--STATUS OK-->
<html>
 <head>
  <meta content="text/html;charset=utf-8" http-equiv="content-type"/>
  <meta content="IE=Edge" http-equiv="X-UA-Compatible"/>
  <meta content="always" name="referrer"/>
  <meta content="#2932e1" name="theme-color"/>
  <link href="/favicon.ico" rel="shortcut icon" type="image/x-icon"/>
  <link href="/content-search.xml" rel="search" title="百度搜索" type="application/opensearchdescription+xml"/>
  <link href="//www.baidu.com/img/baidu_85beaf5496f291521eb75ba38eacbd87.svg" mask="" rel="icon" sizes="any"/>
  <link href="//s1.bdstatic.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t1.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t2.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t3.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t10.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t11.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//t12.baidu.com" rel="dns-prefetch"/>
  <link href="//b1.bdstatic.com" rel="dns-prefetch"/>
  <title>
   百度一下，你就知道
  </title>
  <style id="css_index" index="index" type="text/css">
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html{overflow-y:auto}
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#head .head_wrapper{height:100%}
#m{position:relative}
#fm{padding-left:40px;top:-37px}
#lh a{margin-left:62px}
#lh #seth,#lh #setf{margin-left:0}
#lk{position:absolute;display:none;top:0;right:0;margin:33px 0}
#lk span{font:14px "宋体"}
#nv{position:absolute;display:none;top:0;right:0}
#lm{color:#666;width:100%;height:60px;margin-top:60px;line-height:15px;font-size:13px;position:absolute;top:0;left:0}
#lm a{color:#666}
#pad-version{line-height:40px}
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.s_btn_wr{width:auto;height:auto;border-bottom:1px solid transparent;*border-bottom:0}
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.s_btn.btnhover{background:#317ef3;border-bottom:1px solid #2868c8;*border-bottom:0;box-shadow:1px 1px 1px #ccc}
.s_btn_h{background:#3075dc;box-shadow:inset 1px 1px 5px #2964bb;-webkit-box-shadow:inset 1px 1px 5px #2964bb;-moz-box-shadow:inset 1px 1px 5px #2964bb;-o-box-shadow:inset 1px 1px 5px #2964bb}
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.s_form_wrapper{position:relative;top:-191px}
.s_ipt_wr{height:34px}
#head .c-icon-bear-round{display:none}
#form{margin:22px auto 0;width:641px;text-align:left;z-index:100}
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