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Python 网络爬虫入门教程：理论与实践

article 2024/11/28 11:50:46

网络爬虫是自动化获取网络数据的重要工具，广泛应用于数据收集、文本分析、价格监控等领域。本篇博客将带着我们从理论出发，学习如何使用 Python 构建一个简单的网络爬虫，并提供实际代码示例，帮助初学者快速入门。

一、网络爬虫的基础知识

1. 什么是网络爬虫？

网络爬虫（Web Crawler）是一种自动化脚本，用于访问网页并提取其中的信息。爬虫通过模拟用户行为发送 HTTP 请求，获取网页的 HTML 源代码并解析其中的数据。

2. 网络爬虫的基本流程

发送请求：向目标网页发送 HTTP 请求，获取 HTML 源代码。
解析内容：解析 HTML 数据，提取需要的内容（如文本、图片、链接）。
保存数据：将提取到的数据存储到本地或数据库中。
重复上述步骤：根据需要爬取多个页面或链接。

3. 常用工具和库

Python 提供了强大的网络爬虫库，包括：

requests：用于发送 HTTP 请求。
BeautifulSoup：用于解析 HTML 文档。
lxml：高效的 HTML/XML 解析库。
selenium：处理动态加载页面。

二、构建一个简单的爬虫

以下，我们将构建一个简单的爬虫，从一个示例网站获取数据。

示例任务

目标是爬取 Quotes to Scrape 网站的名言和作者信息，并将数据保存到本地文件中。

1. 所需库的安装

在开始前，需要确保安装了以下库：

pip install requests beautifulsoup4

2. 代码实现

(1) 导入库并发送请求

我们首先使用 requests 获取网页内容。

import requests
from bs4 import BeautifulSoup

# 请求目标网页
url = "http://quotes.toscrape.com/"
response = requests.get(url)

# 检查请求状态
if response.status_code == 200:
    print("成功获取网页内容")
else:
    print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")

(2) 解析 HTML 数据

使用 BeautifulSoup 解析 HTML 并提取名言和作者信息。

# 解析 HTML
soup = BeautifulSoup(response.text, "html.parser")

# 提取名言和作者
quotes = soup.find_all("div", class_="quote")

for quote in quotes:
    text = quote.find("span", class_="text").get_text()
    author = quote.find("small", class_="author").get_text()
    print(f"名言: {text}\n作者: {author}\n")

(3) 保存数据到文件

将提取到的名言和作者信息保存到 CSV 文件中。

import csv

# 保存数据到 CSV 文件
with open("quotes.csv", mode="w", encoding="utf-8", newline="") as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(["Quote", "Author"])  # 写入表头

    for quote in quotes:
        text = quote.find("span", class_="text").get_text()
        author = quote.find("small", class_="author").get_text()
        writer.writerow([text, author])

print("数据已保存到 quotes.csv 文件中")

3. 完整代码

以下是完整的实现代码：

import requests
from bs4 import BeautifulSoup
import csv

# 请求目标网页
url = "http://quotes.toscrape.com/"
response = requests.get(url)

# 检查请求状态
if response.status_code == 200:
    # 解析 HTML
    soup = BeautifulSoup(response.text, "html.parser")
    quotes = soup.find_all("div", class_="quote")
    
    # 保存数据到 CSV 文件
    with open("quotes.csv", mode="w", encoding="utf-8", newline="") as file:
        writer = csv.writer(file)
        writer.writerow(["Quote", "Author"])  # 写入表头
        
        for quote in quotes:
            text = quote.find("span", class_="text").get_text()
            author = quote.find("small", class_="author").get_text()
            writer.writerow([text, author])
    
    print("数据已保存到 quotes.csv 文件中")
else:
    print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")

三、运行结果

CSV 文件内容：

Quote,Author
"The greatest glory in living lies not in never falling, but in rising every time we fall.",Nelson Mandela
"The way to get started is to quit talking and begin doing.",Walt Disney
...

四、注意事项

1. 遵守法律和伦理

在爬取数据前，请阅读目标网站的 robots.txt 文件，了解其爬取规则，并遵守法律法规和道德规范。

2. 设置适当的请求间隔

为避免对服务器造成过大压力，可以设置爬取间隔，例如：

import time

time.sleep(1)  # 间隔 1 秒

3. 处理动态加载网页

如果网页使用 JavaScript 动态加载内容，可以使用 selenium 模拟浏览器行为。

五、扩展思路

1. 爬取多页数据

可以提取页面中的“下一页”链接，递归爬取多页数据。

next_page = soup.find("li", class_="next")
if next_page:
    next_url = url + next_page.find("a")["href"]
    # 继续爬取下一页

2. 增强异常处理

在爬虫中加入异常处理，确保程序的健壮性。

try:
    response = requests.get(url, timeout=10)
    response.raise_for_status()
except requests.exceptions.RequestException as e:
    print(f"请求出错：{e}")