一文帶您理解Selenium 和 BeautifulSoup：掌握數(shù)據(jù)抓取的核心技術(shù)
近期開發(fā)了一個數(shù)據(jù)抓取/數(shù)據(jù)格式化（指定網(wǎng)站內(nèi)容）的小工具，起初設(shè)想使用 requests 和正則表達(dá)式的組合來實(shí)現(xiàn)，然而實(shí)際操作后發(fā)現(xiàn)無法順利抓取數(shù)據(jù)。于是我轉(zhuǎn)而嘗試 requests 搭配 BeautifulSoup，但問題依舊，頁面采用動態(tài)加載且有反爬機(jī)制，必須模擬瀏覽器行為才能獲取數(shù)據(jù)。最后，經(jīng)過多次調(diào)整，最終選擇了 Python 驅(qū)動的 Selenium 方案，并結(jié)合正則表達(dá)式來格式化數(shù)據(jù)，成功實(shí)現(xiàn)了抓取任務(wù)。
接下來，將探討使用 Selenium、BeautifulSoup 和 HTML 結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)頁抓取的基礎(chǔ)知識。無論您是有抱負(fù)的數(shù)據(jù)科學(xué)家，還是只是想擴(kuò)展您的技術(shù)技能，這些知識都將成為您網(wǎng)頁抓取之旅的基礎(chǔ)。
HTML：Web 的支柱
HTML（超文本標(biāo)記語言）是創(chuàng)建網(wǎng)頁的標(biāo)準(zhǔn)語言。它由一系列定義網(wǎng)站結(jié)構(gòu)、布局和內(nèi)容的元素組成。
這些元素由標(biāo)簽表示，例如 <p> 表示段落、<h1> 表示標(biāo)題、<a> 表示超鏈接。通過了解這些標(biāo)簽的組織方式，您可以識別在網(wǎng)頁抓取過程中要提取的相關(guān)內(nèi)容。
每個 HTML 文件都由構(gòu)成其底層結(jié)構(gòu)的幾個基本組件組成。這些組件以嵌套的層次結(jié)構(gòu)組織，文檔的內(nèi)容包含在這些標(biāo)簽中。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>您的頁面標(biāo)題</title>
</head>
<body>
<!-- 您的內(nèi)容放在此處 -->
</body>
</html>- <!DOCTYPE html>：此聲明定義所使用的 HTML 文檔類型和版本。它可幫助瀏覽器了解如何正確呈現(xiàn)頁面。
- <html>：這是頁面的根元素，它包含文檔的所有其他元素。
- <head>：head 元素包含有關(guān)文檔的元信息。
- <title>：title元素指定網(wǎng)頁的標(biāo)題，顯示在瀏覽器的標(biāo)題欄或選項(xiàng)卡中。
- <body>：body元素包含網(wǎng)頁的實(shí)際內(nèi)容，如文本、圖像和多媒體。
除了構(gòu)成 HTML 文件基本結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽外，還有許多其他標(biāo)簽用于在網(wǎng)頁上創(chuàng)建不同類型的內(nèi)容。以下是您會遇到的一些最常見的 HTML 標(biāo)簽：
- <h1>至<h6>：這些是標(biāo)題標(biāo)簽，用于在內(nèi)容中創(chuàng)建標(biāo)題和副標(biāo)題。<h1>是最大和最重要的，而是<h6>最小和最不重要的。
- <p>：段落標(biāo)簽用于創(chuàng)建文本段落。它會自動在段落前后添加邊距，從而在文本塊之間提供清晰的分隔。
- <a>：錨標(biāo)記用于創(chuàng)建超鏈接，使用戶可以在網(wǎng)頁之間導(dǎo)航。該href屬性指定鏈接的目標(biāo) URL。
- <ul>和<ol>：這些標(biāo)簽分別用于創(chuàng)建無序列表（項(xiàng)目符號）和有序列表（編號）。列表中的每個項(xiàng)目都包含在一個<li>標(biāo)簽中。
- <table>：table 標(biāo)簽用于創(chuàng)建表格，以行和列的形式顯示數(shù)據(jù)。它通常與其他標(biāo)簽（如<tr>（表格行）、<th>（表格標(biāo)題）和<td>（表格數(shù)據(jù)單元格））一起使用。
每個 HTML 元素可以具有各種屬性，這些屬性可提供附加信息或修改其行為。網(wǎng)頁抓取中最常用的一些屬性是class、id和href。和通常class都id用于定位和獲取感興趣的信息。href用于瀏覽不同的頁面。
- class：該class屬性允許您將一個或多個 CSS 類分配給 HTML 元素
<p class="highlighted important" >
本段落class屬性有兩個類：“highlighted”和“important”。
</p>- id：該id屬性用于唯一標(biāo)識 HTML 文檔中的元素。每個id值在整個文檔中都必須是唯一的。
<div id = "main-content" >
此div具有唯一ID：“main-content”
。</div>- href：該href屬性主要與 (anchor) 標(biāo)簽一起使用<a>，指定超鏈接的目標(biāo) URL。當(dāng)用戶點(diǎn)擊鏈接時，瀏覽器將導(dǎo)航到指定的 URL。
<a >
訪問百度
</a>網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取主要有三種方式：
- 靜態(tài)抓取：這種方式僅解析 HTML，忽略 JavaScript。它不需要瀏覽器即可從服務(wù)器提取網(wǎng)頁，獲取的內(nèi)容就是頁面源代碼中看到的靜態(tài)部分。通過提供的 URL，您可以直接獲取 HTML 結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪切和解析。這也是它被稱為“靜態(tài)抓取”的原因——只需獲取并處理服務(wù)器返回的靜態(tài)頁面內(nèi)容。
- API 抓?。喝缃窈芏嗑W(wǎng)站的架構(gòu)是 API + JS 的組合。通過分析頁面結(jié)構(gòu)，可以找到 API 地址和請求方法，直接向服務(wù)器發(fā)送請求，獲取結(jié)構(gòu)化的 JSON 數(shù)據(jù)。這種方式最為簡便，因?yàn)榉祷氐臄?shù)據(jù)是格式化的json 或xml 數(shù)據(jù)。
- 動態(tài)抓?。哼@種方式使用瀏覽器，可以讀取通過 JavaScript 生成或修改的內(nèi)容。簡而言之，動態(tài)抓取模擬真實(shí)用戶操作——像用戶一樣發(fā)送輸入、改變頁面或點(diǎn)擊按鈕。有時，還需要自動化瀏覽器操作來獲取特定內(nèi)容。對于此類任務(wù)，通常需要使用 Selenium WebDriver 來模擬用戶行為。
這三種方式各有優(yōu)劣，選擇哪種方式取決于目標(biāo)網(wǎng)站的技術(shù)架構(gòu)和防爬策略。
使用 BeautifulSoup 進(jìn)行靜態(tài)網(wǎng)頁抓取
Beautifulsoup是一個使用 HTML/XML 解析器并將網(wǎng)頁/html/xml 轉(zhuǎn)換為標(biāo)簽、元素、屬性和值的樹的 Python 庫。
安裝BeautifulSoup
向想要抓取的網(wǎng)頁的 URL 發(fā)送一個 HTTP GET 請求，服務(wù)器將返回包含 HTML 內(nèi)容的響應(yīng)，使用 Python 的 requests 庫來請求；使用BeautifulSoup加載解析html。
from bs4 import BeautifulSoup
import requests
url='https://bot.sannysoft.com/'
html_content = requests.get(url).text
soup = BeautifulSoup(html_content, "html")
print(soup.prettify())可以通過 .find([element_tag]) 方法輕松從 HTML 結(jié)構(gòu)中提取出我們感興趣的內(nèi)容——用于查找單個元素；如果有多個元素，可以使用 .findAll([element_tag]) 方法。
table_ele=soup.find('table')
tres=table_ele.findAll('tr')
for tr in tres:
tdes=tr.findAll('td')
if len(tdes)>1:
print(tdes[0].text,':',tdes[1].text)使用 Selenium 進(jìn)行動態(tài)網(wǎng)頁抓取
Selenium 用于自動化網(wǎng)頁應(yīng)用程序操作。它允許您像人類用戶一樣打開瀏覽器并執(zhí)行任務(wù)，例如點(diǎn)擊按鈕和在網(wǎng)站上搜索特定信息。
安裝Selenium和驅(qū)動，需要一個驅(qū)動程序來與瀏覽器進(jìn)行交互。
- 安裝 Selenium：在命令提示符或終端中運(yùn)行以下命令：pip install selenium
- 下載驅(qū)動程序：需要瀏覽器的驅(qū)動程序，讓 Selenium 能夠與瀏覽器交互。建議使用chrome，檢查您的 Google Chrome 版本，然后在 https://developer.chrome.com/docs/chromedriver/downloads?hl=zh-cn下載對應(yīng)的 Chromedriver。
下面是一個簡單的示例：
import subprocess
import threading
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.chrome.options import Options
from selenium.webdriver.common.by import By
import time
def openChrome():
cmd = '"C:\Program Files\Google\Chrome\Application\chrome.exe" ' \
'--remote-debugging-port=9222 ' \
'--user-data-dir="d:\selenium\ChromeProfile" ' \
' --disable-popup-blocking --disable-gpu --safebrowsing-disable-download-protection '
sub_chrome_process = subprocess.Popen(cmd, shell=True)
thread = threading.Thread(target=openChrome)
thread.start()
time.sleep(2)
print(f"{openChrome =}")
def getDriver():
chrome_options = Options()
chrome_options.add_argument('--ignore-certificate-errors')
chrome_options.add_experimental_option("debuggerAddress", "127.0.0.1:9222")
driver = webdriver.Chrome(optinotallow=chrome_options)
"""params = {
"behavior": "allow",
"downloadPath": download_dir # 設(shè)置新的下載路徑
}
driver.execute_cdp_cmd("Page.setDownloadBehavior", params)
driver.execute_cdp_cmd("Security.setIgnoreCertificateErrors", {"ignore": True})"""
return driver
driver =getDriver()
driver.get("https://bot.sannysoft.com/")
print("*"*50)
table_ele=driver.find_element(By.TAG_NAME,"table")
for tr_ele in table_ele.find_elements(By.TAG_NAME,"tr"):
tdes_ele=tr_ele.find_elements(By.TAG_NAME,'td')
if len(tdes_ele)>1:
print(tdes_ele[0].text.replace('\n',''),":",tdes_ele[1].text)
print("*"*50)
scroll_step = 200 # 每次滾動的像素
pause_time = 0.3 # 每次滾動后的等待時間（秒）
current_height = driver.execute_script("return document.body.scrollHeight") # 獲取當(dāng)前頁面總高度
# 逐步向下滾動
for j in range(0, current_height, scroll_step):
driver.execute_script(f"window.scrollBy(0, {scroll_step});")
time.sleep(pause_time)這段代碼的邏輯和步驟如下：
1.導(dǎo)入必要的庫：
subprocess：用于在 Python 中啟動新進(jìn)程。
threading：用于創(chuàng)建和管理線程。
selenium.webdriver：用于與瀏覽器進(jìn)行交互。
time：用于時間延遲。
2.定義 openChrome 函數(shù)：
構(gòu)造一個命令行字符串 cmd，用于啟動 Google Chrome 瀏覽器，并指定一些啟動選項(xiàng)，注意開啟遠(yuǎn)程模式：--remote-debugging-port=9222：開啟遠(yuǎn)程調(diào)試，允許其他程序（如 Selenium）連接到這個端口。
使用 subprocess.Popen 啟動 Chrome 瀏覽器進(jìn)程。
3.創(chuàng)建并啟動線程：
使用 threading.Thread 創(chuàng)建一個新線程，目標(biāo)是運(yùn)行 openChrome 函數(shù)。
啟動該線程，并在啟動后等待 2 秒，以確保 Chrome 瀏覽器啟動完成。
4.定義 getDriver 函數(shù)：
創(chuàng)建一個 Options 對象，配置 Chrome 的啟動選項(xiàng)。
添加忽略證書錯誤的選項(xiàng)：chrome_options.add_argument('--ignore-certificate-errors')。
設(shè)置調(diào)試地址，使 Selenium 能夠連接到已啟動的 Chrome 實(shí)例：chrome_options.add_experimental_option("debuggerAddress", "127.0.0.1:9222")。
使用配置的選項(xiàng)創(chuàng)建 Chrome WebDriver 實(shí)例并返回。
5.獲取 WebDriver：
調(diào)用 getDriver 函數(shù)獲取 WebDriver 并訪問指定的 URL（這里是一個示例網(wǎng)頁 "https://bot.sannysoft.com/"）。
6.打印表格數(shù)據(jù)：
使用 find_element 和 find_elements 方法找到網(wǎng)頁中的 <table> 元素及其子元素 <tr> 和 <td>。
遍歷表格的每一行，如果該行中有多個單元格（<td>），則打印第一個和第二個單元格的文本內(nèi)容。
7.滾動頁面：
設(shè)置每次滾動的像素和等待時間。
獲取當(dāng)前頁面的總高度。
使用 execute_script 方法逐步向下滾動頁面，直到達(dá)到頁面底部。
通過這段代碼，您可以實(shí)現(xiàn)自動化瀏覽器操作，抓取網(wǎng)頁上的表格數(shù)據(jù)，并進(jìn)行頁面滾動，以獲取更多信息。
特別注意的如果是直接打開的chrome 瀏覽器的話（driver =webdriver.Chrome()） ，WebDriver 標(biāo)記為True，有較多的網(wǎng)站防爬取判斷，被網(wǎng)站攔截掉，可以直接先開啟遠(yuǎn)程模式打開chrome ，然后創(chuàng)建dirver連接到debuggerAddress 上驅(qū)動chrome 。
以下是實(shí)踐過程中點(diǎn)滴總結(jié)：
- 網(wǎng)站數(shù)據(jù)爬取是全棧的技術(shù)活，需要了解HTTP、HTML、Python、Selenium、BeautifulSoup、正則表達(dá)式、驗(yàn)證碼識別等。
- 從網(wǎng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)爬取和解析本質(zhì)上可以理解網(wǎng)頁的非格式化數(shù)據(jù)逆向?yàn)楦袷交瘮?shù)據(jù)的過程；不同完整需要不同的方式和策略，特別是網(wǎng)站防爬設(shè)置、流量控制，需要控制速率、模擬一些真人操作的一些行為。
- 內(nèi)容的解析和格式化才是最具挑戰(zhàn)性的工作，特別是解析文檔類的數(shù)據(jù)，正則表達(dá)式的功底是需要的。
網(wǎng)站數(shù)據(jù)爬取是一項(xiàng)全棧技術(shù)，涉及 HTTP、HTML、Python、Selenium、BeautifulSoup 和正則表達(dá)式等工具。成功抓取依賴于對網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)的理解、繞過防爬機(jī)制及流量控制。解析與格式化是其中最具挑戰(zhàn)的環(huán)節(jié)，特別是文檔類數(shù)據(jù)的處理，需要扎實(shí)的正則表達(dá)式能力。
