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Python 学习笔记（十三）—— urllib获取网页

article 2024/10/22 9:26:49

一、介绍urllib库

二、urllib库的核心模块

2.1 urllib.request

2.2.1 urllib.request.urlopen()

2.1.2 urllib.request.Request()

2.1.3 urllib.request.urlencode()

2.2 urllib.parse

2.2.1 urllib.parse.urlparse()

2.2.2 urllib.parse.urlunparse()

2.2.3 urllib.parse.urljoin()

2.2.4 urllib.parse.urlencode()

2.2.5 urllib.parse.parse_qs()

2.2.6 urllib.parse.quote()

2.2.7 urllib.parse.unquote()

2.3 urllib.error

2.4 urllib.robotparser

2.4.1 set_url()

2.4.2 read()

2.4.3 can_fetch()

三、unllib.post请求

一、介绍urllib库

urllib是Python标准库中用于处理URL（统一资源定位器）的模块之一。它提供了一组用于发送HTTP（超文本传输协议）请求的函数，以及用于处理URL编码和解码的工具函数。它可以实现以下功能：

打开URL并读取响应内容
发送POST、GET等HTTP请求
设置请求头信息
处理URL编码和解码
处理Cookie
处理代理服务器
设置超时时间
处理重定向
处理HTTPS请求

二、urllib库的核心模块

urllib库包含4个模块，分别是：urllib.request、urllib.parse、urllib.error和urllib.robotparser。

2.1 urllib.request

urllib.request 是 Python 内置的 HTTP 请求库，用于发送 HTTP 请求并获取服务器响应。它提供了一系列的函数和类，用于构建 HTTP 请求、处理响应和管理请求的上下文。

以下是 urllib.request 中常用的一些函数和类：

urlopen(url, data=None, [timeout, ]*)：发送一个 HTTP GET 请求，并返回一个类似文件的对象来访问响应。可以接受一个字符串形式的 URL，也可以接受一个 Request 对象。
Request(url, data=None, headers={}, method=None)：用于构建 HTTP 请求的对象。可以指定请求的 URL、发送的数据、请求头和请求方法。
urlencode(query, doseq=False, safe='', encoding=None, errors=None)：将一个字典或包含键值对的序列转换为 URL 编码的查询字符串。
urlretrieve(url, filename=None, reporthook=None, data=None)：下载并保存一个远程文件到本地。
URLopener：提供了更高级别的接口来发送 HTTP 请求。可以通过继承该类来添加更多自定义的行为。

使用 urllib.request 发送 HTTP 请求的一般流程如下：

构建 Request 对象，指定请求的 URL、发送的数据、请求头和请求方法（可选）。
调用 urlopen() 方法发送请求，获取服务器响应。
通过读取返回的响应对象来获取服务器响应的内容。

以下是一个简单的示例，演示如何使用 urllib.request 发送 HTTP 请求：

import urllib.request

# 构建 Request 对象
req = urllib.request.Request('https://www.example.com/')

# 发送请求并获取响应
response = urllib.request.urlopen(req)

# 读取响应内容
content = response.read()

# 打印响应内容
print(content)

2.2.1 urllib.request.urlopen()

urllib.request.urlopen()函数是Python中用于打开URL的函数。它接受一个URL作为参数，并返回一个类似文件对象的response对象，可以通过该对象访问和处理URL返回的数据。

函数的基本语法如下：

response = urllib.request.urlopen(url, data=None, [timeout, ]*, cafile=None, capath=None, cadefault=False, context=None)

参数说明：

url: 要打开的URL。
data: 要发送的数据。默认为None。
timeout: 请求超时时间。单位为秒。
cafile, capath, cadefault, context: 安全相关参数，用于HTTPS请求的SSL验证。

urlopen()函数会自动处理HTTP和HTTPS协议。返回的response对象有以下常用方法：

read(size=-1): 读取并返回response的内容。可选参数size指定读取的字节数，默认为-1，表示读取全部内容。
geturl(): 返回请求的URL。
info(): 返回response的headers信息。
getcode(): 返回response的HTTP状态码。

import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('http://www.example.com')
html = response.read().decode('utf-8')
print(html)

2.1.2 urllib.request.Request()

urllib.request.Request()是Python内置的一个类，用于构建HTTP请求。

参数如下：

url：请求的url地址。
data：要发送的数据，默认为None。
headers：请求头信息，默认为None。
method：请求方法，默认为GET。

该类的实例化对象作为urlopen()函数的参数，用于发送HTTP请求。下面是一个例子：

import urllib.request

url = 'https://www.example.com'
req = urllib.request.Request(url)            # 创建一个Request对象
response = urllib.request.urlopen(req)
data = response.read()
print(data)

在这个例子中，我们首先创建了一个Request对象，并指定了请求的url地址。然后，使用urlopen()函数，将Request对象作为参数发送HTTP请求。最后，使用read()方法读取响应数据并打印出来。

2.1.3 urllib.request.urlencode()

urllib.request.urlencode()函数是一个URL编码方法，用于将一个字典（或类似于字典的对象）中的键值对转换为URL编码的字符串。

该函数的语法如下：

urllib.request.urlencode(query, doseq=False, safe='', encoding=None, errors=None, quote_via=quote_plus)

参数说明：

query：要转换为URL编码字符串的字典或类似字典的对象。
doseq：如果为True，则将多个同名的键值对作为单个键值对处理。默认为False。
safe：指定需要编码的字符集合，其他字符将被编码。默认情况下，会对所有非字母数字字符进行编码。
encoding：指定编码格式，默认为utf-8。
errors：指定编码错误处理方式，默认为replace。
quote_via：指定用于引用字符的方法，默认为quote_plus，即将空格转换为+符号。

返回值为URL编码字符串。

示例代码：

import urllib.request

params = {'name': 'John', 'age': 30}
encoded_params = urllib.request.urlencode(params)

#字典params中的键值对被转换为URL编码字符串name=John&age=30
print(encoded_params)  # 输出：name=John&age=30

2.2 urllib.parse

urllib.parse模块是Python标准库中的一个模块，用于解析URL（Uniform Resource Locator）。

URL是用于定位一个具体资源的字符串，它由多个部分组成，包括协议、域名、端口、路径、查询参数和片段等。urllib.parse模块提供了一些函数，用于对URL进行解析、拼接、编码和解码等操作。

urllib.parse模块的主要函数包括：

urllib.parse.urlparse(urlstring, scheme='', allow_fragments=True)
- 解析URL，返回一个ParseResult对象，包含URL的各个组成部分。
urllib.parse.urlunparse(parts)
- 将ParseResult对象或包含URL各部分的可迭代对象转换为URL字符串。
urllib.parse.urljoin(base, url, allow_fragments=True)
- 将一个相对URL和一个基础URL拼接成一个完整的URL。
urllib.parse.urlencode(query, doseq=False, safe='', encoding=None, errors=None, quote_via=quote_plus)
- 将字典或元组列表等数据序列化为URL编码的查询字符串。
urllib.parse.parse_qs(qs, keep_blank_values=False, strict_parsing=False, encoding='utf-8', errors='replace', max_num_fields=None)
- 解析URL编码的查询字符串，返回一个字典，键为参数名，值为参数值的列表。
urllib.parse.quote(string, safe='/', encoding=None, errors=None)
- 对字符串进行URL编码。
urllib.parse.unquote(string, encoding='utf-8', errors='replace')
- 对URL编码的字符串进行解码。

这些函数可以帮助我们处理URL相关的操作，如解析URL、构建URL、编码和解码URL等。

2.2.1 urllib.parse.urlparse()

urllib.parse.urlparse()函数是Python中的一个函数，用于解析URL字符串，并返回一个具有以下属性的命名元组：

scheme：URL的协议（例如http，https等）
netloc：网络位置部分（例如www.example.com）
path：URL的路径部分
params：URL的参数部分
query：URL的查询字符串部分
fragment：URL的片段标识符部分

例子：

from urllib.parse import urlparse

url = 'https://www.example.com/path/to/page?param1=value1¶m2=value2#fragment'
parsed_url = urlparse(url)

print(parsed_url.scheme)  # 输出：https
print(parsed_url.netloc)  # 输出：www.example.com
print(parsed_url.path)  # 输出：/path/to/page
print(parsed_url.params)  # 输出：
print(parsed_url.query)  # 输出：param1=value1¶m2=value2
print(parsed_url.fragment)  # 输出：fragment

2.2.2 urllib.parse.urlunparse()

urllib.parse.urlunparse()函数是Python中的一个urllib模块下的函数，用于将一个URL的各个组成部分拼接成一个完整的URL。

函数原型：

urllib.parse.urlunparse(parts)

参数说明：

parts: 由6个元素构成的元组或列表，表示一个完整的URL的各个组成部分，分别是：scheme(协议)、netloc(网络位置)、path(路径)、params(参数)、query(查询字符串)、fragment(锚点)。

返回值：返回一个完整的URL。

示例：

from urllib.parse import urlunparse

url_parts = ('https', 'www.example.com', '/path', '', 'key=value', 'fragment')
url = urlunparse(url_parts)
print(url)

# https://www.example.com/path?key=value#fragment    输出结果

2.2.3 urllib.parse.urljoin()

urllib.parse.urljoin()函数用于拼接URL地址。它将一个基础URL和一个相对URL作为参数，然后返回一个完整的URL。

函数原型：

urllib.parse.urljoin(base_url, relative_url)

参数说明：

base_url：基础URL，拼接的起点。
relative_url：相对URL，要拼接到基础URL后面的部分。

urllib.parse.urljoin()函数会自动处理各种情况，确保生成的URL是正确的。它会根据相对URL的情况来决定应该如何拼接。

如果相对URL以/开头，那么它会被拼接到基础URL的根路径下；
如果相对URL以//开头，那么它会被拼接到基础URL的scheme下；
如果相对URL以./或者../开头，那么它会被拼接到基础URL的路径下。

下面是一个示例：

from urllib.parse import urljoin

base_url = 'https://www.example.com/'
relative_url = 'about'

full_url = urljoin(base_url, relative_url)
print(full_url)
# 输出结果        https://www.example.com/about

在这个例子中，urljoin()函数将基础URL https://www.example.com/ 和相对URL about 拼接起来，生成了一个完整的URL https://www.example.com/about。

2.2.4 urllib.parse.urlencode()

urllib.parse.urlencode()函数是Python标准库中的一个函数，用于将字典或包含元组的可迭代对象转换为URL查询参数字符串。

函数原型：

urllib.parse.urlencode(query, doseq=False, safe='', encoding=None, errors=None, quote_via=quote_plus)

参数说明：

query：包含查询参数的字典或可迭代对象。
doseq：当为True时，如果查询参数的值为列表或元组，则会将它们作为多个值传递；当为False时，只会取列表或元组的第一个值作为查询参数的值。
safe：指定哪些字符不需要被转义，默认为'/'。
encoding：指定编码方式，默认为UTF-8。
errors：指定编码错误的处理方式，默认为'strict'。
quote_via：指定对查询参数进行编码的方式，默认为quote_plus()。

返回值：返回URL查询参数字符串。

示例：将一个包含查询参数的字典转换为URL查询参数字符串

import urllib.parse

params = {
    'name': 'Alice',
    'age': 20,
    'hobbies': ['hiking', 'reading'],
    'city': 'New York'
}

query_string = urllib.parse.urlencode(params)
print(query_string)
# 输出：name=Alice&age=20&hobbies=hiking&hobbies=reading&city=New+York

注意：

hobbies参数的值为一个列表，而在转换为查询参数字符串时，会将列表的每个元素作为一个单独的值。

2.2.5 urllib.parse.parse_qs()

urllib.parse.parse_qs()函数是Python的urllib库中的一个函数，用于解析URL查询字符串。它会将查询字符串解析为字典，其中查询参数的键是字典的键，查询参数的值是一个列表，列表中包含了查询参数的多个值。

函数原型：

urllib.parse.parse_qs(qs, keep_blank_values=False, strict_parsing=False, encoding='utf-8', errors='replace')

参数说明：

qs：要解析的查询字符串。
keep_blank_values：指定是否保留空白值，默认为False，表示不保留。
strict_parsing：指定是否严格解析，默认为False，表示不严格。
encoding：指定解码查询字符串时使用的编码，默认为'utf-8'。
errors：指定解码查询字符串时遇到错误时的处理方式，默认为'replace'，表示用替代字符替换错误字符。

返回值是一个字典，其中查询参数的键是字典的键，查询参数的值是一个列表，列表中包含了查询参数的多个值。

from urllib.parse import parse_qs
qs = 'name=John&age=30&city=New+York&city=London'
result = parse_qs(qs)
print(result)
#输出结果： {'name': ['John'], 'age': ['30'], 'city': ['New York', 'London']}

这里的查询字符串qs，包含了三个查询参数：name、age和city。city是一个重复的查询参数，它出现了两次。parse_qs()函数会将查询字符串解析为一个字典，其中name和age的值分别是一个元素的列表，而city的值是一个包含两个元素的列表。

2.2.6 urllib.parse.quote()

urllib.parse.quote()函数是Python标准库中urllib.parse模块中的一个函数，用于将字符串进行URL编码。它会将字符串中的特殊字符转换为URL安全的形式，以便在URL中使用。

函数的语法如下：

urllib.parse.quote(string, safe='/', encoding=None, errors=None)

参数说明：

string：要进行URL编码的字符串。
safe：指定保留不编码的字符，默认为'/'。
encoding：指定字符串的编码方式，默认为None，表示使用UTF-8编码。
errors：指定编码错误处理方式，默认为None，表示忽略错误。

示例：

import urllib.parse

string = 'Hello World!'
encoded_string = urllib.parse.quote(string)
print(encoded_string)
#输出结果  Hello%20World%21

在上面的例子中，原始字符串"Hello World!"被编码为"Hello%20World%21"，其中空格被转换为"%20"，感叹号被转换为"%21"。

2.2.7 urllib.parse.unquote()

urllib.parse.unquote()是Python中urllib.parse模块提供的一个函数。它会接受一个URL编码的字符串作为输入，并返回解码后的字符串。它会将任何百分号编码的序列替换为其对应的字符。

参数说明：

string（必需）：表示需要解码的URL编码的字符串。该参数是一个字符串类型。
encoding（可选）：表示解码时要使用的编码方式。默认值为utf-8。该参数是一个字符串类型。

示例：

from urllib.parse import unquote

encoded_string = "Hello%20World%21"
decoded_string = unquote(encoded_string, encoding='utf-8')

print(decoded_string)
# 输出结果    Hello World!

在这个示例中，使用urllib.parse.unquote()函数对URL编码的字符串"Hello%20World%21"进行解码。解码时使用utf-8编码方式。最终得到解码后的字符串"Hello World!"。

2.3 urllib.error

urllib.error模块是Python标准库中的一个模块，提供了处理URL打开和读取错误的异常类。

该模块定义了以下异常类：

URLError：当URL产生错误时引发的异常。它是OSError的子类，包含了有关URL错误的更多详细信息。
HTTPError：当HTTP URL产生错误时引发的异常。它是URLError的子类，更专注于HTTP相关的错误。

使用urllib.error模块，你可以捕获和处理URL操作中可能出现的错误，例如网络连接问题、服务器错误等。

以下是一个使用urllib.error模块的示例：

from urllib.request import urlopen
from urllib.error import URLError, HTTPError

try:
    response = urlopen('http://www.example.com/invalid-url')
except HTTPError as e:
    print('HTTP Error:', e.code, e.reason)
except URLError as e:
    print('URL Error:', e.reason)
else:
    print('Success!')

在这个示例中，urlopen()函数尝试打开一个无效的URL。

如果遇到HTTP错误，则捕获HTTPError异常并打印错误代码和原因。
如果遇到URL错误，则捕获URLError异常并打印错误原因。
如果没有发生错误，则打印"Success!"。

2.4 urllib.robotparser

urllib.robotparser模块是Python标准库中的一个模块，用于解析和分析robots.txt文件，该文件用于指示爬虫程序应该访问哪些页面。

使用urllib.robotparser模块，你可以检查指定URL的robots.txt文件，了解爬虫是否被允许访问该URL。

该模块提供了RobotFileParser类，它具有以下主要方法：

set_url(url)：设置要解析的robots.txt文件的URL。
read()：从指定URL中读取robots.txt文件，并进行解析。
parse(lines)：解析给定的robots.txt文件内容。lines参数是一个包含文件内容的字符串列表。
can_fetch(useragent, url)：判断指定的爬虫（useragent）是否被允许访问指定的URL。

下面是一个使用urllib.robotparser模块的示例：

from urllib.robotparser import RobotFileParser

# 创建RobotFileParser对象
rp = RobotFileParser()

# 设置要解析的robots.txt文件的URL
rp.set_url('http://www.example.com/robots.txt')

# 读取并解析robots.txt文件
rp.read()

# 判断爬虫是否允许访问指定URL
allowed = rp.can_fetch('mybot', 'http://www.example.com/some-page.html')
if allowed:
    print('Access allowed')
else:
    print('Access denied')

在这个示例中，RobotFileParser对象被创建，并设置要解析robots.txt文件的URL。然后通过read()方法读取并解析robots.txt文件。最后，使用can_fetch()方法判断指定的爬虫是否被允许访问指定的URL，并打印相应的访问结果。

注意：

can_fetch()方法的第一个参数是表示爬虫的字符串，它必须与robots.txt文件中的User-agent字段匹配。

2.4.1 set_url()

set_url(url)是RobotFileParser类的一个方法，用于设置要解析的robots.txt文件的URL。

参数说明：

url：要解析的robots.txt文件的URL，必须是一个合法的URL字符串。

该方法可以在创建RobotFileParser对象后使用，并且在调用read()方法之前使用。

示例用法：

from urllib.robotparser import RobotFileParser

# 创建RobotFileParser对象
rp = RobotFileParser()

# 设置要解析的robots.txt文件的URL
rp.set_url('http://www.example.com/robots.txt')

在这个示例中，首先创建了一个RobotFileParser对象，然后使用set_url()方法设置要解析的robots.txt文件的URL为'http://www.example.com/robots.txt'。接下来可以调用read()方法来读取和解析该文件。

2.4.2 read()

read()是RobotFileParser类的一个方法，用于读取并解析指定的robots.txt文件。该方法会根据之前通过set_url()方法设置的URL，从网页中获取robots.txt文件内容，并进行解析。

注意：

在调用read()方法之前，必须先通过set_url()方法设置要解析的robots.txt文件的URL。

示例用法：

from urllib.robotparser import RobotFileParser

# 创建RobotFileParser对象
rp = RobotFileParser()

# 设置要解析的robots.txt文件的URL
rp.set_url('http://www.example.com/robots.txt')

# 读取并解析robots.txt文件
rp.read()

在这个示例中，首先创建了一个RobotFileParser对象，然后使用set_url()方法设置要解析的robots.txt文件的URL为'http://www.example.com/robots.txt'，最后调用read()方法来读取并解析该文件。

2.4.3 can_fetch()

urllib.robotparser.can_fetch()方法是一个用来检查给定的User-Agent是否可以fetch（抓取）给定的URL的方法。它接收两个参数：User-Agent和URL。如果可以抓取该URL，它返回True；否则返回False。

方法原型：

can_fetch(useragent, url)

参数说明：

useragent是一个字符串，表示User-Agent；
url是一个字符串，表示URL。

示例：

from urllib.robotparser import RobotFileParser

# 创建一个RobotFileParser对象
rp = RobotFileParser()

# 设置robots.txt文件的URL
rp.set_url("http://www.example.com/robots.txt")

# 读取并解析robots.txt文件
rp.read()

# 检查User-Agent为"Mozilla/5.0"是否可以抓取"http://www.example.com/page.html"
can_fetch = rp.can_fetch("Mozilla/5.0", "http://www.example.com/page.html")

print(can_fetch)
# 输出结果   True

上述示例中，首先创建了一个RobotFileParser对象，并通过调用set_url()方法设置了要解析的robots.txt文件的URL。然后，调用read()方法读取并解析了robots.txt文件。最后，通过调用can_fetch()方法，检查User-Agent为"Mozilla/5.0"是否可以抓取"url"，并将结果打印出来。在这个示例中，由于robots.txt文件中允许"Mozilla/5.0"抓取"http://www.example.com/page.html"，所以输出结果为True。

三、unllib.post请求

POST请求是一种HTTP请求方法，用于向服务器提交数据。以下是一个示例的Python代码，演示如何发送一个POST请求：

import urllib.request
import urllib.parse

# 请求的URL
url = 'http://example.com/post'

# 要提交的数据
data = {'name': 'John', 'age': 30}

# 将数据编码为URL格式
data_encoded = urllib.parse.urlencode(data).encode('utf-8')

# 创建Request对象
req = urllib.request.Request(url, data_encoded)

# 发送POST请求并获取响应
response = urllib.request.urlopen(req)

# 读取响应内容
result = response.read()

# 打印响应内容
print(result)

在示例中，使用urllib库的request模块发送了一个POST请求。首先，我们指定了要请求的URL。然后，我们准备了要提交的数据，并使用urllib库的parse模块将数据编码为URL格式。接下来，我们创建了一个Request对象，将URL和编码后的数据作为参数传入。最后，我们使用urllib库的urlopen函数发送POST请求并获取响应。最后，我们将响应内容打印出来。

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