【网络爬虫学习】实战，爬取网页以及贴吧数据

实战一

抓取您想要的网页，并将其保存至本地计算机。

首先我们对要编写的爬虫程序进行简单地分析，该程序可分为以下三个部分：

• 拼接 url 地址
• 发送请求
• 将照片保存至本地

明确逻辑后，我们就可以正式编写爬虫程序了。

导入所需模块

from urllib import request, parse

拼接 URL 地址

定义 URL 变量，拼接 url 地址。代码如下所示：

url = 'http://www.baidu.com/s?wd={}'

word = input('请输入想要搜索的内容:')
params = parse.quote(word)
full_url = url.format(params)

向URL发送请求

发送请求主要分为以下几个步骤：

• 创建请求对象-Request
• 获取响应对象-urlopen
• 获取响应内容-read

代码如下所示：

# 重构请求头
headers = {
    'User-Agent':
    'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:6.0) Gecko/20100101 Firefox/6.0'
}
# 创建请求对应
req = request.Request(url=full_url, headers=headers)
# 获取响应对象
res = request.urlopen(req)
# 获取响应内容
html = res.read().decode('utf-8')

保存为本地文件

把爬取的照片保存至本地，此处需要使用 Python 编程的文件 IO 操作，代码如下：

filename = word + '.html'
with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write(html)

完整程序如下所示：

from urllib import request, parse
# 1.拼url地址
url = 'http://www.baidu.com/s?wd={}'

word = input('请输入想要搜索的内容:')
params = parse.quote(word)
full_url = url.format(params)
# 2.发请求保存到本地
# 重构请求头
headers = {
    'User-Agent':
    'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:6.0) Gecko/20100101 Firefox/6.0'
}
# 创建请求对应
req = request.Request(url=full_url, headers=headers)
# 获取响应对象
res = request.urlopen(req)
# 获取响应内容
html = res.read().decode('utf-8')
# 3.保存文件至当前目录
filename = word + '.html'
with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write(html)

尝试运行程序，并输入 RioTianの博客园，确认搜索，然后您会在当前的工作目录中找到“RioTianの博客园.html”文件。

函数式编程修改程序

Python 函数式编程可以让程序的思路更加清晰、易懂。接下来，使用函数编程的思想更改上面代码。

定义相应的函数，通过调用函数来执行爬虫程序。修改后的代码如下所示：

from urllib import request, parse


# 拼接URL地址
def get_url(word):
    url = 'http://www.baidu.com/s?{}'
    # 此处使用urlencode()进行编码
    params = parse.urlencode({'wd': word})
    url = url.format(params)
    return url


# 发请求,保存本地文件
def request_url(url, filename):
    headers = {
        'User-Agent':
        'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:6.0) Gecko/20100101 Firefox/6.0'
    }
    # 请求对象 + 响应对象 + 提取内容
    req = request.Request(url=url, headers=headers)
    res = request.urlopen(req)
    html = res.read().decode('utf-8')
    # 保存文件至本地
    with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
        f.write(html)


# 主程序入口
if __name__ == '__main__':
    word = input('请输入搜索内容:')
    url = get_url(word)
    filename = word + '.html'
    request_url(url, filename)

除了使用函数式编程外，也可以使用面向对象的编程方法（实战二），在后续内容中会做相应介绍。

实战二

抓取百度贴吧（https://tieba.baidu.com/）页面，比如 Python爬虫吧、编程吧，只抓取贴吧的前 5 个页面即可。

判断页面类型

通过简单的分析可以得知，待抓取的百度贴吧页面属于静态网页，分析方法非常简单：打开百度贴吧，搜索“Python爬虫”，在出现的页面中复制任意一段信息，比如“爬虫需要 http 代理的原因”，然后点击右键选择查看源码，并使用 Ctrl+F 快捷键在源码页面搜索刚刚复制的数据，如下所示：

由上图可知，页面内的所有信息都包含在源码页中，数据并不需要从数据库另行加载，因此该页面属于静态页面。

寻找URL变化规律

接下来寻找要爬取页面的 URL 规律，搜索“Python爬虫”后，此时贴吧第一页的的 url 如下所示：

https://tieba.baidu.com/f?ie=utf-8&kw=python爬虫&fr=search

点击第二页，其 url 信息如下：

https://tieba.baidu.com/f?kw=python爬虫&ie=utf-8&pn=50

点击第三页，url 信息如下：

https://tieba.baidu.com/f?kw=python爬虫&ie=utf-8&pn=100

重新点击第一页，url 信息如下：

https://tieba.baidu.com/f?kw=python爬虫&ie=utf-8&pn=0

如果还不确定，您可以继续多浏览几页。最后您发现 url 具有两个查询参数，分别是 kw 和 pn，并且 pn 参数具有规律性，如下所示：

第n页：pn=(n-1)*50

#参数params
pn=(page-1)*50
params={
         'kw':name,
         'pn':str(pn)
        }

url 地址可以简写为：

https://tieba.baidu.com/f?kw=python爬虫&pn=450

编写爬虫程序

下面以类的形式编写爬虫程序，并在类下编写不同的功能函数，代码如下所示：

from urllib import request,parse
import time
import random
from ua_info import ua_list #使用自定义的ua池

#定义一个爬虫类
class TiebaSpider(object):
    #初始化url属性
    def __init__(self):
        self.url='http://tieba.baidu.com/f?{}'

    # 1.请求函数，得到页面，传统三步
    def get_html(self,url):
        req=request.Request(url=url,headers={'User-Agent':random.choice(ua_list)})
        res=request.urlopen(req)
        #windows会存在乱码问题，需要使用 gbk解码，并使用ignore忽略不能处理的字节
        #linux不会存在上述问题，可以直接使用decode('utf-8')解码
        html=res.read().decode("gbk","ignore")
        return html
    # 2.解析函数，此处代码暂时省略，还没介绍解析模块
    def parse_html(self):
        pass
    # 3.保存文件函数
    def save_html(self,filename,html):
        with open(filename,'w') as f:
            f.write(html)
    # 4.入口函数
    def run(self):
        name=input('输入贴吧名：')
        begin=int(input('输入起始页：'))
        stop=int(input('输入终止页：'))
        # +1 操作保证能够取到整数
        for page in range(begin,stop+1):
            pn=(page-1)*50
            params={
                'kw':name,
                'pn':str(pn)
            }
            #拼接URL地址   
            params=parse.urlencode(params)
            url=self.url.format(params)
            #发请求
            html=self.get_html(url)
            #定义路径
            filename='{}-{}页.html'.format(name,page)
            self.save_html(filename,html)
            #提示
            print('第%d页抓取成功'%page)
            #每爬取一个页面随机休眠1-2秒钟的时间
            time.sleep(random.randint(1,2))
#以脚本的形式启动爬虫
if __name__=='__main__': 
    start=time.time()
    spider=TiebaSpider() #实例化一个对象spider
    spider.run() #调用入口函数
    end=time.time()
    #查看程序执行时间
    print('执行时间:%.2f'%(end-start))  #爬虫执行时间

程序执行后，爬取的文件将会保存至 Pycharm 当前工作目录，输出结果：

输入贴吧名：python爬虫
输入起始页：1
输入终止页：2
第1页抓取成功
第2页抓取成功
执行时间:12.25

以面向对象方法编写爬虫程序时，思路简单、逻辑清楚，非常容易理解，上述代码主要包含了四个功能函数，它们分别负责了不同的功能，总结如下：

1) 请求函数

请求函数最终的结果是返回一个 HTML 对象，以方便后续的函数调用它。

2) 解析函数

解析函数用来解析 HTML 页面，常用的解析模块有正则解析模块、bs4 解析模块。通过分析页面，提取出所需的数据，在后续内容会做详细介绍。

3) 保存数据函数

该函数负责将抓取下来的数据保至数据库中，比如 MySQL、MongoDB 等，或者将其保存为文件格式，比如 csv、txt、excel 等。

4) 入口函数

入口函数充当整个爬虫程序的桥梁，通过调用不同的功能函数，实现数据的最终抓取。入口函数的主要任务是组织数据，比如要搜索的贴吧名、编码 url 参数、拼接 url 地址、定义文件保存路径。

爬虫程序结构

用面向对象的方法编写爬虫程序时，逻辑结构较为固定，总结如下：

# 程序结构
class xxxSpider(object):
    def __init__(self):
        # 定义常用变量,比如url或计数变量等
       
    def get_html(self):
        # 获取响应内容函数,使用随机User-Agent
   
    def parse_html(self):
        # 使用正则表达式来解析页面，提取数据
   
    def write_html(self):
        # 将提取的数据按要求保存，csv、MySQL数据库等
       
    def run(self):
        # 主函数，用来控制整体逻辑
       
if __name__ == '__main__':
    # 程序开始运行时间
    spider = xxxSpider()
    spider.run()

注意：掌握以上编程逻辑有助于您后续的学习。

爬虫程序随机休眠

在入口函数代码中，包含了以下代码：

# 每爬取一个页面随机休眠1-2秒钟的时间
time.sleep(random.randint(1,2))

爬虫程序访问网站会非常快，这与正常人类的点击行为非常不符。因此，通过随机休眠可以使爬虫程序模仿成人类的样子点击网站，从而让网站不易察觉是爬虫访问网站，但这样做的代价就是影响程序的执行效率。

聚焦爬虫是一种执行效率较低的程序，提升其性能，是业界一直关注的问题，由此也诞生了效率较高的 Python 爬虫框架 Scrapy。