爬虫基础（三）——python爬虫常用模块_python爬虫模块

3.1python网络爬虫技术核心

3.1.1　python网络爬虫实现原理

第一步：使用python的网络模块（比如ｕｒｂｌｉｂ２、ｈｔｔｐｌｉｂ、requests等）模拟浏览器向服务器发送正常的HTTP（或ＨＴＴＰＳ）请求。服务器响应后，主机将收到包含所需信息的网页代码。

第二步：主机使用过滤模块（比如ｌｘｍｌ、ｈｔｍｌ．ｐａｒｓｅｒ、ｒｅ等）将所需信息从网页代码中过滤出来。

第一步为了模拟浏览器，可以在请求中添加报头（Header）和Ｃｏｏｋｉｅｓ。为了避开服务器的反爬虫，可以利用代理或间隔一段时间发送一个请求。

3.1.2　身份识别

有些网站需要登陆后才能访问某些页面，在登陆前无法抓取，这时，可以利用ｕｒｌｌｉｂ２库保存登录的ｃｏｏｋｉｅ，再抓取其他页面，负责cookie部分的模块为cookieｌｉｂ。

3.2　python３　标准库之ｕｒｌｌｉｂ．request模块

urllib是Python3的一个内置标准库，主要用来进行http请求。其中主要包含四个常见模块。分别是：request，error，parse，robotparser。request模块功能提供一个基本的请求功能，来模拟http请求。error异常处理模块，主要功能是在出现错误的时候可以捕获异常。parse工具模块，提供了URL处理的方法，比如：拆分，解析，合并等。robotparser模块主要用来识别网站的robots.txt文件。
原文链接：https://blog.csdn.net/a21700790yan/article/details/103589333

3.2.1　urllib.request请求返回网页

urlopen（）是urllib.request模块最简单的应用，urlopen(url,data,timeout) 作用打开一个url方法，返回一个文件对象HttpResponse，然后可以进行类似文件对象的操作。比如geturl()返回HttpResponse的URL信息,info()返回HttpResponse的基本信息,getcode()返回HttpResponse的状态代码。常见的状态代码：200服务器成功返回网页、404请求的网页不存在、503服务器暂时不可用。

python3中urllib库的request模块详解 - lincappu - 博客园 (cnblogs.com)

书上的例程

 
__author__ = 'hstking hst_king@hotmail.com'
 
import urllib.request
 
def clear():
    ''' '''
    print('内容较多')
    time.sleep(3)
    OS = platform.system()
    if (OS == 'Windows'):
        os.system('cls')
    else:
        os.system('clear')
 
def linkBaidu():
    url = 'http://www.baidu.com'
    try:
        response = urllib.request.urlopen(url,timeout=3)
        result = response.read().decode('utf-8')
    except Exception as e:
        print("网络地址错误")
        exit()
    with open('baidu.txt', 'w',encoding='utf8') as fp:
        fp.write(result)
    print("url: response.geturl() : %s" %response.geturl())
    print("代码信息 : response.getcode() : %s" %response.getcode())
    print("返回信息 : response.info() : %s" %response.info())
    print("获取的网页内容已存入baidu.txt中")
 
 
if __name__ == '__main__':
    linkBaidu()

最关键的两行：response = urllib.request.urlopen(url,timeout=3)
        result = response.read().decode('utf-8') 

将程序保存在C:\Users\xinyue liu\pachong目录下的main.py， 

在程序中找到 ‘运行’->点击->输入"cmd"->回车键   进入控制台命令窗口（如下图），先输入cd C:\Users\xinyue liu\pachong  (作用是将命令路径改到目标目录)，然后Python3 main.py运行。

3.2.2　urllib.request使用代理访问网页

proxy：代理；

原文链接：(14条消息) urllib.request 通过代理访问页面_吕先生的博客-CSDN博客

下面是

#!/usr/bin/env python3
#-*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'hstking hst_king@hotmail.com'
 
import urllib.request
import sys
import re
 
def testArgument():
    '''测试输入参数，只需要一个参数'''
    if len(sys.argv) != 2:
        print('需要且只需要一个参数')
        tipUse()
        exit()
    else:
        TP = TestProxy(sys.argv[1])
 
def tipUse():
    '''显示提示信息'''
    print('该程序只能输入一个参数，这个参数必须是一个可用的proxy')
    print('usage: python testUrllib2WithProxy.py http://1.2.3.4:5')
    print('usage: python testUrllib2WithProxy.py https://1.2.3.4:5')
class TestProxy(object):
    '''测试proxy是否有效 '''
    def __init__(self,proxy):
        self.proxy = proxy
        self.checkProxyFormat(self.proxy)
        self.url = 'https://www.baidu.com'
        self.timeout = 5
        self.flagWord = 'www.baidu.com' #在网页返回的数据中查找这个关键词
        self.useProxy(self.proxy)
 
    def checkProxyFormat(self,proxy):
        try:
           proxyMatch = re.compile('http[s]?://[\d]{1,3}\.[\d]{1,3}\.[\d]{1,3}\.[\d]{1,3}:[\d]{1,5}$')
           re.search(proxyMatch,proxy).group()
        except AttributeError as e:
            tipUse()
            exit()
        flag = 1
        proxy = proxy.replace('//','')
        try:
            protocol = proxy.split(':')[0]
            ip = proxy.split(':')[1]
            port = proxy.split(':')[2]
        except IndexError as e:
            print('下标出界')
            tipUse()
            exit()
        flag = flag and len(proxy.split(':')) == 3 and len(ip.split('.')) == 4
        flag = ip.split('.')[0] in map(str,range(1,256)) and flag
        flag = ip.split('.')[1] in map(str,range(256)) and flag
        flag = ip.split('.')[2] in map(str,range(256)) and flag
        flag = ip.split('.')[3] in map(str,range(1,255)) and flag
        flag = protocol in ['http', 'https'] and flag
        flag = port in map(str,range(1,65535)) and flag
        '''这是在检查proxy的格式 '''
        if flag:
            print('输入的代理服务器符合标准')
        else:
            tipUse()
            exit()
 
    def useProxy(self,proxy):
        '''利用代理访问百度，并查找关键词'''
        protocol = proxy.split('://')[0]
        proxy_handler = urllib.request.ProxyHandler({protocol: proxy})
        opener = urllib.request.build_opener(proxy_handler)
        urllib.request.install_opener(opener)
        try:
            response = urllib.request.urlopen(self.url,timeout = self.timeout)
        except Exception as e:
            print('连接错误，退出程序')
            exit()
        result = response.read().decode('utf-8')
        print('%s' %result)
        if re.search(self.flagWord, result):
            print('已经取得特征词，该代理可用')
        else:
            print('该代理不可用')
 
 
if __name__ == '__main__':
    testArgument()

运行：

 绿色线标出的是自设的代理。一开始直接在pycharm运行没运行成功，因为没用过命令行来执行程序。不懂程序里sys.argv什么意思可以看这里Python中 sys.argv[]的用法简明解释 - 覆手为云p - 博客园 (cnblogs.com)，讲的很简明，而且教会了我用命令行来执行程序。

  3.2.3 urllib.request修改header

有些不喜欢被爬虫（非人为访问）的站点，会检查连接者的”身份证“，默认情况下，urllib.request会把自己的版本号作为”身份证号码“，这可能使站点迷惑或者干脆拒绝访问。所以需要让python程序模拟浏览器访问网站。那么如何在网站面前假装自己是个浏览器呢？

原来网站是通过浏览器发送的User-Agent的值来确认浏览器身份的，那么我们就在头信息里发送一个User-Agent就OK啦。具体方法：用urllib.request创建一个请求对象，并给它一个包含报头数据的字典，修改User-Agent欺骗网站。一般把User-Agent修改成Internet Explorer是最安全的。

准备工作：将所有的User-Agent全部放在一个文件中，使用字典结构存放代理，命名为uersAgents.py作为资源文件，方便以后作为模板导入使用。文件代码略长，后续试试能不能上传。

准备完成，开始编写程序用来修改header。

#!/usr/bin/env python3
#-*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'hstking hst_king@hotmail.com'
 
import urllib.request
import userAgents
'''userAgents.py是个自定义的模块，位置位于当前目录下 '''
 
class ModifyHeader(object):
        '''使用urllib.request模块修改header '''
        def __init__(self):
                #这是PC + IE 的User-Agent
                PIUA = userAgents.pcUserAgent.get('IE 9.0')
                #这是Mobile + UC的User-Agent
                MUUA = userAgents.mobileUserAgent.get('UC standard')
                #测试网站是有道翻译
                self.url = 'http://fanyi.youdao.com'
 
                self.useUserAgent(PIUA,1)
                self.useUserAgent(MUUA,2)
 
        def useUserAgent(self, userAgent ,name):
                request = urllib.request.Request(self.url)
                request.add_header(userAgent.split(':')[0],userAgent.split(':')[1])
                response = urllib.request.urlopen(request)
                fileName = str(name) + '.html'
                with open(fileName,'a') as fp:
                        fp.write("%s\n\n" %userAgent)
                        fp.write(response.read().decode('utf-8'))
 
if __name__ == '__main__':
        umh = ModifyHeader()

跟我一样对里面urllib.request.Request（）不太理解的，可以看这篇，需要构造请求的时候需要用到Request类

(14条消息) Python爬虫入门：urllib.request.Request详解_菜鸟也要高飞-CSDN博客_urllib.request.request

我用pycharm运行上面的程序，出现这样的报错：

UnicodeEncodeError: 'gbk' codec can't encode character '\xbb' in position 4796: illegal multibyte sequence

在cmd和pycharm里运行报错，看了几篇文章也没找到解决方法。

3.3Python3 标准库之logging模块

logging模块，是针对日志的，可以替代print函数的功能，并且将标准输出保存在日志文件中，而且可以替代部分debug的功能用于调试和排错。

logging模块共有6个级别，我们通过定义自己的日志级别，可以使logging模块选择性地将高于定义级别的信息在屏幕显示出来。默认定义级别是WARNING。

调用logging的方法是logging.basicCinfig，其调用方法的格式可以参考Python之路(第十七篇)logging模块 - Nicholas-- - 博客园 (cnblogs.com)

#!/usr/bin/env python
#-*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'hstking hstking@hotmail.com'
 
import logging
 
class TestLogging(object):
	def __init__(self):
		logFormat = '%(asctime)-12s %(levelname)-8s %(name)-10s %(message)-12s'
		logFileName = './testLog.txt'
 
		logging.basicConfig(level = logging.INFO,
format = logFormat,
filename = logFileName,
filemode = 'w')
 
		logging.debug('debug message')
		logging.info('info message')
		logging.warning('warning message')
		logging.error('error message')
		logging.critical('critical message')
 
 
if __name__ == '__main__':
	tl = TestLogging()

结果：

3.4 re模块

在爬虫中，这个模块使用频率不高，稍作了解即可。

re模块主要用于查找、定位等。正则表达式(regular expression)描述了一种字符串匹配的模式（pattern），可以用来检查一个串是否含有某种子串、将匹配的子串替换或者从某个串中取出符合某个条件的子串等。

常用正则表达式符号和语法：

'.' 匹配所有字符串，除\n以外

‘-’ 表示范围[0-9]

'*' 匹配前面的子表达式零次或多次。要匹配 * 字符，请使用 \*。

'+' 匹配前面的子表达式一次或多次。要匹配 + 字符，请使用 \+

'^' 匹配字符串开头

‘$’ 匹配字符串结尾 re

'\' 转义字符， 使后一个字符改变原来的意思，如果字符串中有字符*需要匹配，可以\*或者字符集[*] re.findall(r'3\*','3*ds')结['3*']

'*' 匹配前面的字符0次或多次 re.findall("ab*","cabc3abcbbac")结果：['ab', 'ab', 'a']

‘?’ 匹配前一个字符串0次或1次 re.findall('ab?','abcabcabcadf')结果['ab', 'ab', 'ab', 'a']

'{m}' 匹配前一个字符m次 re.findall('cb{1}','bchbchcbfbcbb')结果['cb', 'cb']

'{n,m}' 匹配前一个字符n到m次 re.findall('cb{2,3}','bchbchcbfbcbb')结果['cbb']

'\d' 匹配数字，等于[0-9] re.findall('\d','电话:10086')结果['1', '0', '0', '8', '6']

'\D' 匹配非数字，等于[^0-9] re.findall('\D','电话:10086')结果['电', '话', ':']

'\w' 匹配字母和数字，等于[A-Za-z0-9] re.findall('\w','alex123,./;;;')结果['a', 'l', 'e', 'x', '1', '2', '3']

'\W' 匹配非英文字母和数字,等于[^A-Za-z0-9] re.findall('\W','alex123,./;;;')结果[',', '.', '/', ';', ';', ';']

'\s' 匹配空白字符 re.findall('\s','3*ds \t\n')结果[' ', '\t', '\n']

'\S' 匹配非空白字符 re.findall('\s','3*ds \t\n')结果['3', '*', 'd', 's']

'\A' 匹配字符串开头

'\Z' 匹配字符串结尾

'\b' 匹配单词的词首和词尾，单词被定义为一个字母数字序列，因此词尾是用空白符或非字母数字符来表示的

'\B' 与\b相反，只在当前位置不在单词边界时匹配

'(?P<name>...)' 分组，除了原有编号外在指定一个额外的别名 re.search("(?P<province>[0-9]{4})(?P<city>[0-9]{2})(?P<birthday>[0-9]{8})","371481199306143242").groupdict("city") 结果{'province': '3714', 'city': '81', 'birthday': '19930614'}

[] 是定义匹配的字符范围。比如 [a-zA-Z0-9] 表示相应位置的字符要匹配英文字符和数字。[\s*]表示空格或者*号。

常用的re模块方法参考：Python3 正则表达式 | 菜鸟教程 (runoob.com)

re.compile(pattern,flag=0)            将字符串形式的正则表达式编译为Pattern对象

re.search(string[,pose[,endpos]]) 从string的任意位置开始匹配

re.match(string[,pose[,endpos]])  从string的开头开始匹配

re.findall(string[,pose[,endpos]])  从string的任意位置开始匹配，返回一个列表

re.finditer(string[,pose[,endpos]]) 从string的任意位置开始匹配,返回一个迭代器

一般匹配findall即可，大数量用finditer比较好。

 re模块+urllib2模块爬虫实例：爬取某影院当日播放的电影

步骤：找一个电影院的网页http://www.wandacinemas.com/；

使用urllib2模块抓取整个网页；使用re模块获取影视信息。

#!/usr/bin/env python
#-*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'hstking hstking@hotmail.com'
 
import re
import urllib.request
import codecs
import time
 
class Todaymovie(object):
        '''获取金逸影院当日影视'''
        def __init__(self):
                self.url = 'http://www.wandacinemas.com/'
                self.timeout = 5
                self.fileName = 'wandaMovie.txt'
                '''内部变量定义完毕 '''
                self.getmovieInfo()
 
        def getmovieInfo(self):
                response = urllib.request.urlopen(self.url,timeout=self.timeout)
                result = response.read().decode('utf-8')
                with codecs.open('movie.txt','w','utf-8') as fp1:#将请求返回的信息保存到'movie.txt'
                    fp1.write(result)
                pattern = re.compile('<span class="icon_play" title=".*?">')
                movieList = pattern.findall(result)
                print("movielist:",movieList)#输出电影列表
                movieTitleList = map(lambda x:x.split('"')[3], movieList)
                #使用map过滤出电影标题
                with codecs.open(self.fileName, 'w', 'utf-8') as fp:
                       print("Today is %s \r\n" %time.strftime("%Y-%m-%d"))
                       fp.write("Today is %s \r\n" %time.strftime("%Y-%m-%d"))
                       for movie in movieTitleList:
                                print("%s\r\n" %movie)
                                fp.write("%s \r\n" %movie)#将过滤的电影标题保存到'wandaMovie.txt'
 
 
if __name__ == '__main__':
        tm = Todaymovie()

 程序分析：

1.response = urllib.request.urlopen(self.url,timeout=self.timeout)发出请求，urlopen的参数在初始化中已经给出。

2.result = response.read().decode('utf-8')读取响应

3.pattern = re.compile('<span class="icon_play" title=".*?">')

movieList = pattern.findall(result)构建正则表达式，匹配电影名称信息,返回匹配上的标签列表。

4.movieTitleList = map(lambda x:x.split('"')[3], movieList)

使用map过滤出电影标题。map() 会根据提供的函数对指定序列做映射。语法：map(function, iterable, ...)。第一个参数 function 以参数序列中的每一个元素调用 function 函数，返回包含每次 function 函数返回值的新列表。

5.python codes open()

(14条消息) python中open()与codecs.open()的区别_白清羽的博客-CSDN博客

运行发现没有过滤出电影名称，于是加了

#将请求返回的信息保存到'movie.txt'，#输出电影列表，这两个语句，发现抓取网页正常，电影列表为空，所有怀疑是正则的问题。

pattern = re.compile('<span class="icon_play" title=".*?">')

分析这个正则表达式：

# .* 表示任意匹配除换行符（\n、\r）之外的任何单个或多个字符

# (.*?) 表示"非贪婪"模式，只保存第一个匹配到的子串

<span class="icon_play" title=".*?">应该是网页文件里的一个标签，

(14条消息) 网页结构（<div>、<span>标签）_拾Miss~博客-CSDN博客

查阅得知，span是一个行标签，而搜索发现网页内容里完全没有行标签，更别说匹配了。自然

movieList是空的列表。暂时不会解决，正则用起来真的好复杂，希望有大佬看到的话指点一下。

3.5 其他有用模块

3.5.1 sys模块

跟系统有关的模块，作用：返回系统信息。常用的方法只有两个sys.a和sys.exit。

sys.argv返回一个包含所有的命令行参数的列表，sys.exit退出程序。

3.5.2 Time模块

python的学习笔记之——time模块常用内置函数 - 爬虫上的雪碧 - 博客园 (cnblogs.com)