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  • 爬虫:Scrapy1

    Python 2.7

    npm install scrapy

    步骤:

    1. 创建一个 Scrapy 项目
    2. 定义提取的 Item
    3. 编写爬取网站的 Spider 并提取 Item
    4. 编写 Item Pipeline 来存储提取到的 Item(即数据)

    创建项目

    scrapy startproject tutorial

    该命令将会创建包含下列内容的 tutorial 目录:

    tutorial/
        scrapy.cfg
        tutorial/
            __init__.py
            items.py
            pipelines.py
            settings.py
            spiders/
                __init__.py

    这些文件分别是:

    • scrapy.cfg: 项目的配置文件
    • tutorial/: 该项目的 python 模块。之后您将在此加入代码。
    • tutorial/items.py: 项目中的 item 文件。
    • tutorial/pipelines.py: 项目中的 pipelines 文件。
    • tutorial/settings.py: 项目的设置文件。
    • tutorial/spiders/: 放置 spider 代码的目录。

    定义Item

    Item 是保存爬取到的数据的容器;其使用方法和 python 字典类似, 并且提供了额外保护机制来避免拼写错误导致的未定义字段错误。

    类似在 ORM 中做的一样,您可以通过创建一个 scrapy.Item 类, 并且定义类型为 scrapy.Field 的类属性来定义一个 Item。

    对此,在 item 中定义相应的字段。编辑 tutorial 目录中的 items.py 文件:

    import scrapy
    
    class DmozItem(scrapy.Item):
        title = scrapy.Field()
        link = scrapy.Field()
        desc = scrapy.Field()

    编写爬虫

    为了创建一个 Spider,您必须继承 scrapy.Spider 类, 且定义以下三个属性:

    • name: 用于区别 Spider。 该名字必须是唯一的,您不可以为不同的 Spider 设定相同的名字。
    • start_urls: 包含了 Spider 在启动时进行爬取的 url 列表。 因此,第一个被获取到的页面将是其中之一。 后续的 URL 则从初始的 URL 获取到的数据中提取。
    • parse() 是 spider 的一个方法。 被调用时,每个初始 URL 完成下载后生成的 Response 对象将会作为唯一的参数传递给该函数。 该方法负责解析返回的数据(response data),提取数据(生成 item)以及生成需要进一步处理的 URL 的 `Request 对象。

    以下为我们的第一个 Spider 代码,保存在 tutorial/spiders 目录下的 dmoz_spider.py 文件中:

    import scrapy
    
    class DmozSpider(scrapy.Spider):
        name = "dmoz"
        allowed_domains = ["dmoz.org"]
        start_urls = [
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
        ]
    
        def parse(self, response):
            filename = response.url.split("/")[-2]
            with open(filename, 'wb') as f:
                f.write(response.body)

    爬取

    进入项目的根目录,执行下列命令启动 spider:

    scrapy crawl dmoz

    crawl dmoz 启动用于爬取 dmoz.org 的 spider,您将得到类似的输出:

    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Scrapy started (bot: tutorial)
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Optional features available: ...
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Overridden settings: {}
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled extensions: ...
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled downloader middlewares: ...
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled spider middlewares: ...
    2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled item pipelines: ...
    2014-01-23 18:13:07-0400 [dmoz] INFO: Spider opened
    2014-01-23 18:13:08-0400 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/> (referer: None)
    2014-01-23 18:13:09-0400 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/> (referer: None)
    2014-01-23 18:13:09-0400 [dmoz] INFO: Closing spider (finished)

    查看包含 [dmoz] 的输出,可以看到输出的 log 中包含定义在 start_urls 的初始 URL,并且与 spider 中是一一对应的。在 log 中可以看到其没有指向其他页面( (referer:None) )。

    除此之外,更有趣的事情发生了。就像我们 parse 方法指定的那样,有两个包含 url 所对应的内容的文件被创建了: Book,Resources 。

    Scrapy 为 Spider 的 start_urls 属性中的每个 URL 创建了 scrapy.Request 对象,并将 parse 方法作为回调函数(callback)赋值给了 Request。

    Request 对象经过调度,执行生成 scrapy.http.Response 对象并送回给 spider parse() 方法。

    提取Item

    Selectors 选择器简介

    从网页中提取数据有很多方法。Scrapy 使用了一种基于 XPath 和 CSS 表达式机制: Scrapy Selectors。 

    为了配合 XPath,Scrapy 除了提供了 Selector 之外,还提供了方法来避免每次从 response 中提取数据时生成 selector 的麻烦。

    Selector 有四个基本的方法:

    • xpath(): 传入 xpath 表达式,返回该表达式所对应的所有节点的 selector list 列表 。
    • css(): 传入 CSS 表达式,返回该表达式所对应的所有节点的 selector list 列表.
    • extract(): 序列化该节点为 unicode 字符串并返回 list。
    • re(): 根据传入的正则表达式对数据进行提取,返回 unicode 字符串 list 列表。

    在 Shell 中尝试 Selector 选择器

    为了介绍 Selector 的使用方法,接下来我们将要使用内置的 Scrapy shell。Scrapy Shell 需要您预装好 IPython(一个扩展的 Python 终端)。

    您需要进入项目的根目录,执行下列命令来启动 shell:

    scrapy shell "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/"

    当 shell 载入后,您将得到一个包含 response 数据的本地 response 变量。输入 response.body 将输出 response 的包体,输出 response.headers 可以看到 response 的包头。

    更为重要的是,当输入 response.selector 时, 您将获取到一个可以用于查询返回数据的 selector(选择器), 以及映射到 response.selector.xpath() 、response.selector.css() 的 快捷方法(shortcut): response.xpath() 和 response.css() 。

    同时,shell 根据 response 提前初始化了变量 sel 。该 selector 根据 response 的类型自动选择最合适的分析规则(XML vs HTML)。

    In [1]: sel.xpath('//title')
    Out[1]: [<Selector xpath='//title' data=u'<title>Open Directory - Computers: Progr'>]
    
    In [2]: sel.xpath('//title').extract()
    Out[2]: [u'<title>Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books</title>']
    
    In [3]: sel.xpath('//title/text()')
    Out[3]: [<Selector xpath='//title/text()' data=u'Open Directory - Computers: Programming:'>]
    
    In [4]: sel.xpath('//title/text()').extract()
    Out[4]: [u'Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books']
    
    In [5]: sel.xpath('//title/text()').re('(w+):')
    Out[5]: [u'Computers', u'Programming', u'Languages', u'Python']
    #我们可以通过这段代码选择该页面中网站列表里所有 <li> 元素:
    sel.xpath('//ul/li')
    
    #网站的描述:
    sel.xpath('//ul/li/text()').extract()
    
    #网站的标题:
    sel.xpath('//ul/li/a/text()').extract()
    
    #以及网站的链接:
    sel.xpath('//ul/li/a/@href').extract()

    之前提到过,每个.xpath()调用返回 selector 组成的 list,因此我们可以拼接更多的.xpath()来进一步获取某个节点。我们将在下边使用这样的特性:

    for sel in response.xpath('//ul/li'):
        title = sel.xpath('a/text()').extract()
        link = sel.xpath('a/@href').extract()
        desc = sel.xpath('text()').extract()
        print title, link, desc

    在我们的 spider 中加入这段代码:

    import scrapy
    
    class DmozSpider(scrapy.Spider):
        name = "dmoz"
        allowed_domains = ["dmoz.org"]
        start_urls = [
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
        ]
    
        def parse(self, response):
            for sel in response.xpath('//ul/li'):
                title = sel.xpath('a/text()').extract()
                link = sel.xpath('a/@href').extract()
                desc = sel.xpath('text()').extract()
                print title, link, desc

    现在尝试再次爬取 dmoz.org,您将看到爬取到的网站信息被成功输出:

    scrapy crawl dmoz

    使用Item

    Item 对象是自定义的 python 字典。您可以使用标准的字典语法来获取到其每个字段的值。(字段即是我们之前用 Field 赋值的属性):

    >>> item = DmozItem()
    >>> item['title'] = 'Example title'
    >>> item['title']
    'Example title'

    一般来说,Spider 将会将爬取到的数据以 Item 对象返回。所以为了将爬取的数据返回,我们最终的代码将是:

    import scrapy
    
    from tutorial.items import DmozItem
    
    class DmozSpider(scrapy.Spider):
        name = "dmoz"
        allowed_domains = ["dmoz.org"]
        start_urls = [
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
            "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
        ]
    
        def parse(self, response):
            for sel in response.xpath('//ul/li'):
                item = DmozItem()
                item['title'] = sel.xpath('a/text()').extract()
                item['link'] = sel.xpath('a/@href').extract()
                item['desc'] = sel.xpath('text()').extract()
                yield item

    现在对 dmoz.org 进行爬取将会产生 DmozItem 对象:

    [dmoz] DEBUG: Scraped from <200 http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/>
         {'desc': [u' - By David Mertz; Addison Wesley. Book in progress, full text, ASCII format. Asks for feedback. [author website, Gnosis Software, Inc.
    ],
          'link': [u'http://gnosis.cx/TPiP/'],
          'title': [u'Text Processing in Python']}
    [dmoz] DEBUG: Scraped from <200 http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/>
         {'desc': [u' - By Sean McGrath; Prentice Hall PTR, 2000, ISBN 0130211192, has CD-ROM. Methods to build XML applications fast, Python tutorial, DOM and SAX, new Pyxie open source XML processing library. [Prentice Hall PTR]
    '],
          'link': [u'http://www.informit.com/store/product.aspx?isbn=0130211192'],
          'title': [u'XML Processing with Python']}

    保存爬取到的数据

    最简单存储爬取的数据的方式是使用 Feed exports:

    scrapy crawl dmoz -o items.json

    该命令将采用 JSON 格式对爬取的数据进行序列化,生成 items.json 文件。

    在类似这样小规模的项目中,这种存储方式已经足够。 如果需要对爬取到的 item 做更多更为复杂的操作,可以编写 Item Pipeline 。 类似于在创建项目时对 Item 做的,用于编写自己的 tutorial/pipelines.py 也被创建。 不过如果仅仅想要保存 item,不需要实现任何的 pipeline。

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