爬虫进阶数据提取-lxml模块（万能操作）

Posted 2021-09-07 ZSYL

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了爬虫进阶数据提取-lxml模块（万能操作）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

知识点

了解 lxml模块和xpath语法的关系
了解 lxml模块的使用场景
了解 lxml模块的安装
了解谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用
掌握 xpath语法-基础节点选择语法
掌握 xpath语法-节点修饰语法
掌握 xpath语法-其他常用语法
掌握 lxml模块中使用xpath语法定位元素提取属性值或文本内容
掌握 lxml模块中etree.tostring函数的使用

1. 了解 lxml模块和xpath语法

对html或xml形式的文本提取特定的内容，就需要我们掌握lxml模块的使用和xpath语法。

lxml模块可以利用XPath规则语法，来快速的定位HTML\\XML 文档中特定元素以及获取节点信息（文本内容、属性值）
XPath (XML Path Language) 是一门在 HTML\\XML 文档中查找信息的语言，可用来在 HTML\\XML 文档中对元素和属性进行遍历。
- W3School官方文档：http://www.w3school.com.cn/xpath/index.asp
提取xml、html中的数据需要lxml模块和xpath语法配合使用

知识点：了解 lxml模块和xpath语法

2. 谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

Chrome安装爬虫必备插件：Xpath Helper高效解析网页内容（实测有效）

知识点：了解谷歌浏览器xpath helper插件的安装和使用

3. xpath的节点关系

学习xpath语法需要先了解xpath中的节点关系

3.1 xpath中的节点是什么

每个html、xml的标签我们都称之为节点，其中最顶层的节点称为根节点。我们以xml为例，html也是一样的

3.2 xpath中节点的关系

author是title的第一个兄弟节点

4. xpath语法-基础节点选择语法

XPath 使用路径表达式来选取 XML 文档中的节点或者节点集。
这些路径表达式和我们在常规的电脑文件系统中看到的表达式非常相似。
使用chrome插件选择标签时候，选中时，选中的标签会添加属性class="xh-highlight"

4.1 xpath定位节点以及提取属性或文本内容的语法

表达式	描述
nodename	选中该元素。
/	从根节点选取、或者是元素和元素间的过渡。
//	从匹配选择的当前节点选择文档中的节点，而不考虑它们的位置。
.	选取当前节点。
…	选取当前节点的父节点。
@	选取属性。
text()	选取文本。

4.2 语法练习

接下来我们通过itcast的页面来练习上述语法：http://www.baidu.cn/

选择所有的h2下的文本
- //h2/text()
获取所有的a标签的href
- //a/@href
获取html下的head下的title的文本
- /html/head/title/text()
获取html下的head下的link标签的href
- /html/head/link/@href

知识点：掌握 xpath语法-选取节点以及提取属性或文本内容的语法

5. xpath语法-节点修饰语法

可以根据标签的属性值、下标等来获取特定的节点

5.1 节点修饰语法

路径表达式	结果
//title[@lang=“eng”]	选择lang属性值为eng的所有title元素
/bookstore/book[1]	选取属于 bookstore 子元素的第一个 book 元素。
/bookstore/book[last()]	选取属于 bookstore 子元素的最后一个 book 元素。
/bookstore/book[last()-1]	选取属于 bookstore 子元素的倒数第二个 book 元素。
/bookstore/book[position()>1]	选择bookstore下面的book元素，从第二个开始选择
//book/title[text()=‘Harry Potter’]	选择所有book下的title元素，仅仅选择文本为Harry Potter的title元素
/bookstore/book[price>35.00]/title	选取 bookstore 元素中的 book 元素的所有 title 元素，且其中的 price 元素的值须大于 35.00。

5.2 关于xpath的下标

在xpath中，第一个元素的位置是1
最后一个元素的位置是last()
倒数第二个是last()-1

5.3 语法练习

从itcast的页面中，选择所有学科的名称、第一个学科的链接、最后一个学科的链接：http://www.itcast.cn/

所有的学科的名称
- //div[@class="nav_txt"]//a[@class="a_gd"]
第一个学科的链接
- //div[@class="nav_txt"]/ul/li[1]/a/@href
最后一个学科的链接
- //div[@class="nav_txt"]/ul/li[last()]/a/@href

知识点：掌握 xpath语法-选取特定节点的语法

6. xpath语法-其他常用节点选择语法

可以通过通配符来选取未知的html、xml的元素

6.1 选取未知节点的语法

通配符	描述
*	匹配任何元素节点。
node()	匹配任何类型的节点。

6.2 语法练习

从baidu的页面中 http://www.baidu.cn/ ，选中全部的标签、全部的属性

全部的标签
- //*
全部的属性
- //node()

知识点：掌握 xpath语法-选取位置节点的语法

7. lxml模块的安装与使用示例

lxml模块是一个第三方模块，安装之后使用

7.1 lxml模块的安装

对发送请求获取的xml或html形式的响应内容进行提取

pip/pip3 install lxml

知识点：了解 lxml模块的安装

7.2 爬虫对html提取的内容

提取标签中的文本内容
提取标签中的属性的值
- 比如，提取a标签中href属性的值，获取url，进而继续发起请求

7.3 lxml模块的使用

导入lxml 的 etree 库

from lxml import etree
利用etree.HTML，将html字符串（bytes类型或str类型）转化为Element对象，Element对象具有xpath的方法，返回结果的列表
```
html = etree.HTML(text) 
ret_list = html.xpath("xpath语法规则字符串")
```
xpath方法返回列表的三种情况
- 返回空列表：根据xpath语法规则字符串，没有定位到任何元素
- 返回由字符串构成的列表：xpath字符串规则匹配的一定是文本内容或某属性的值
- 返回由Element对象构成的列表：xpath规则字符串匹配的是标签，列表中的Element对象可以继续进行xpath

7.4 lxml模块使用示例

运行下面的代码，查看打印的结果

from lxml import etree
text = ''' 
<div> 
  <ul> 
    <li class="item-1">
      <a href="link1.html">first item</a>
    </li> 
    <li class="item-1">
      <a href="link2.html">second item</a>
    </li> 
    <li class="item-inactive">
      <a href="link3.html">third item</a>
    </li> 
    <li class="item-1">
      <a href="link4.html">fourth item</a>
    </li> 
    <li class="item-0">
      a href="link5.html">fifth item</a>
  </ul> 
</div>
'''

html = etree.HTML(text)

#获取href的列表和title的列表
href_list = html.xpath("//li[@class='item-1']/a/@href")
title_list = html.xpath("//li[@class='item-1']/a/text()")

#组装成字典
for href in href_list:
    item = {}
    item["href"] = href
    item["title"] = title_list[href_list.index(href)]
    print(item)

8 练习

将下面的html文档字符串中，将每个class为item-1的li标签作为1条新闻数据。提取a标签的文本内容以及链接，组装成一个字典。

text = ''' <div> <ul> 
        <li class="item-1"><a>first item</a></li> 
        <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> 
        <li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li> 
        <li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li> 
        <li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a> 
        </ul> </div> '''

注意：
- 先分组，再提取数据，可以避免数据的错乱
- 对于空值要进行判断
参考代码

  from lxml import etree
  text = ''' 
<div> 
  <ul> 
    <li class="item-1">
      <a href="link1.html">first item</a>
    </li> 
    <li class="item-1">
      <a href="link2.html">second item</a>
    </li> 
    <li class="item-inactive">
      <a href="link3.html">third item</a>
    </li> 
    <li class="item-1">
      <a href="link4.html">fourth item</a>
    </li> 
    <li class="item-0">
      a href="link5.html">fifth item</a>
  </ul> 
</div>'''

  #根据li标签进行分组
  html = etree.HTML(text)
  li_list = html.xpath("//li[@class='item-1']")

  #在每一组中继续进行数据的提取
  for li in li_list:
      item = {}
      item["href"] = li.xpath("./a/@href")[0] if len(li.xpath("./a/@href"))>0 else None
      item["title"] = li.xpath("./a/text()")[0] if len(li.xpath("./a/text()"))>0 else None
      print(item)

知识点：掌握 lxml模块中使用xpath语法定位元素提取属性值或文本内容

9. lxml模块中etree.tostring函数的使用

运行下边的代码，观察对比html的原字符串和打印输出的结果

from lxml import etree
html_str = ''' <div> <ul> 
        <li class="item-1"><a href="link1.html">first item</a></li> 
        <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> 
        <li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li> 
        <li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li> 
        <li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a> 
        </ul> </div> '''

html = etree.HTML(html_str)

handeled_html_str = etree.tostring(html).decode()
print(handeled_html_str)

9.1 现象和结论

打印结果和原来相比：

自动补全原本缺失的li标签
自动补全html等标签

<html><body><div> <ul> 
<li class="item-1"><a href="link1.html">first item</a></li> 
<li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li> 
<li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li> 
<li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li> 
<li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a> 
</li></ul> </div> </body></html>

结论：

lxml.etree.HTML(html_str)可以自动补全标签
lxml.etree.tostring函数可以将转换为Element对象再转换回html字符串
爬虫如果使用lxml来提取数据，应该以lxml.etree.tostring的返回结果作为提取数据的依据

知识点：掌握 lxml模块中etree.tostring函数的使用

以上是关于爬虫进阶数据提取-lxml模块（万能操作）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

接着上次的python爬虫，今天进阶一哈，局部解析爬取网页数据

Python - 爬虫之数据提取

爬虫进阶数据提取-jsonpath模块

爬虫—lxml提取数据

Python爬虫基础——XPath语法的学习与lxml模块的使用