Python爬虫利器：Beautiful Soup

Posted 2020-08-18

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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Python爬虫利器：Beautiful Soup相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Beautiful Soup 是一个可以从HTML或XML文件中提取数据的Python库。使用它来处理HTML页面就像JavaScript代码操作HTML DOM树一样方便。官方中文文档地址

1. 安装

1.1 安装 Beautiful Soup

Beautiful Soup3 目前已经停止维护，推荐使用 Beautiful Soup4，现在已经被移植到 bs4，导入的时候需要从 bs4 导入。安装方法如下：

# 使用 pip 安装
pip install beautifulsoup4

# 使用 easy_install 安装
easy_install beautifulsoup4

1.2 安装解析器 lxml

另外还需要安装相应的解析器，lxml，html5lib 任选一个即可。

# 安装 lxml
pip install lxml

# 安装 html5lib
pip install html5lib

1.3 使用方法

安装了 BeautifulSoup 以后可以导入使用。将一段文档传入BeautifulSoup 的构造方法,就能得到一个文档的对象, 可以传入一段字符串或一个文件句柄.

# 首先从 bs4 导入
from bs4 inport BeautifulSoup

# 使用解析器和html文档可以初始化
soup = BeautifulSoup(open("index.html"), ‘lxml‘)
content = ‘<html>data</html>‘
soup = BeautifulSoup(content, ‘lxml‘)

文档需要转换成Unicode,并且HTML的实例都被转换成Unicode编码

2. BeautifulSoup中的对象

Beautiful Soup将复杂HTML文档转换成一个复杂的树形结构，类似于浏览器中的DOM节点数，每个节点都是Python对象，所有对象可以归纳为4种: Tag , NavigableString , BeautifulSoup , Comment 。

2.1 tag 对象

tag 对象类似于一个标签节点。与XML或HTML原生文档中的标签相同，如 body，div，a，span。tag 对象有很多方法和属性。tag 对象的属性可以像字典一样进行增删改查操作。

2.1.1 name 属性

name 属性表示 tag 的名称。通过 .name 获取。如果改变了tag的name,那将影响所有通过当前Beautiful Soup对象生成的HTML文档。

2.1.2 attributes 属性

一个tag可能有很多个属性，使用 tag.attrs 获取 tag 的所有节点属性，可以对这些属性进行增删改查。获取方法如下：

tag.attrs：获取属性列表
tag.attrs[1]：获取属性列表中的第2个属性
tag.get(‘href‘)：获取 href 属性
tag[‘href‘]：获取 href 属性

2.1.3 多值属性

在HTML文档中有典型像 class 一样的有多个属性值，这些多值属性返回的值不是 string ，而是 list 。这些多值属性的节点类型如下：

class
rel
rev
accept-charset
headers
accesskey

在XML文档中没有多值属性

content = ‘<a href="index.html" class="button button-blue" data="1 2 3"></a>‘
soup = BeautifulSoup(content, ‘lxml‘)
tag = soup.a  # 获取 a 标签
tag.name  # 标签名称：a
tag.attrs  # 属性列表：[‘href‘, ‘class‘, ‘data‘]
tag.get(‘href‘)  # 获取href属性：index.html
tag[‘class‘]  # 获取class属性为list：[button,button-blue]
tag[‘data‘]  # data属性的值为string：1 2 3

2.2 NavigableString 对象

字符串常被包含在tag内，Beautiful Soup用 NavigableString 类来包装tag中的字符串。

使用 tag.string 获取 tag 内字符串，为NavigableString
使用 unicode(tag.string) 转换为一般Unicode字符串
tag 内字符串不能编辑
tag.string.replace_with(‘content‘) 替换 tag 内字符串
tag 内字符串不支持 .contents 或 .string 属性或 find() 方法
在Beautiful Soup之外使用 NavigableString 对象需要调用 unicode() 方法

2.3 BeautifulSoup 对象

BeautifulSoup 对象表示的是一个文档的全部内容。大部分时候，可以把它当作 tag 对象。

因为 BeautifulSoup 对象并不是真正的HTML或XML的tag，BeautifulSoup 对象包含了一个值为 “[document]” 的特殊属性 .name。

2.4 Comment 对象

Comment 对象是一个特殊类型的 NavigableString 对象，用来表示文档的注释部分。

markup = "<b><!--Hey, buddy. Want to buy a used parser?--></b>"
soup = BeautifulSoup(markup)
comment = soup.b.string
type(comment)  # <class ‘bs4.element.Comment‘>
print(soup.b.prettify())
# <b>
#  <!--Hey, buddy. Want to buy a used parser?-->
# </b>

3. 遍历文档树

通过遍历文档树，能够从文档中找到指定的内容。

3.1 子节点

一个 tag 可能包含多个字符串或者其他 tag，这些 tag 就是顶层的子节点，Beautiful Soup提供了许多操作和遍历子节点的属性。需要注意：

字符串没有子节点。
BeautifulSoup 对象本身一定会包含子节点

假设有以下几种简单的方式获取子节点：

使用tag名：获取第一个直接子节点：soup.div.p
使用contents属性：获取所有直接子节点列表：soup.div.contents
使用children属性：对子节点进行循环：soup.div.children
使用descendants属性：所有tag的子孙节点进行递归循环：soup.div.descendants
使用string属性：获取只有一个string子节点tag的子节点：p.string
使用strings属性：循环有多个string子节点的情况：div.strings

div_html = ‘
<div>
    <p>uu</p>
    <p>sa</p>
    <p>
        <a>ma</a>
        -->
    </p>
</div>‘
soup =  BeautifulSoup(div_html), ‘lxml‘)
div = soup.div # 获取 div 节点
div.p  # <p>uu</p>

div.contents
# [<p>uu</p>, <p>sa</p>, <p><a>ma</a>--></p>]
div.contents[0] # <p>uu</p>

for child in div.children:
    print(child)
# <p>uu</p><p>sa</p><p><a>ma</a>--></p>

for child in div.descendants:
    pring(child)

3.2 父节点

每个tag或字符串都有父节点，即每个节点都被包含在tag中，通过 .parent 属性来获取某个元素的父节点： p.parent，通过元素的 .parents 属性可以递归得到元素的所有父辈节点。

soup =  BeautifulSoup(div_html), ‘lxml‘)  # 使用3.1中定义的 div_html
div = soup.div # 获取 div 节点
sa = div.a.string  # 第一个 a 节点的string

sa.parent  # a 节点
sa.parent.parent # div 节点
for parent in sa.parents:
    print(parent)
# a
# div
# [document]
# None

3.3 兄弟节点

兄弟节点就是具有相同父节点的同义词节点。如3.1中定义的 div_html 中的3个p标签互相为兄弟节点。使用下面的节点tag属性访问兄弟节点

next_sibling：当前节点的下一个兄弟节点
previous_sibling：当前节点的上一个兄弟节点
next_siblings：当前节点之后的所有兄弟节点
previous_siblings：当前节点之前的所有兄弟节点

4. 搜索文档树

搜索功能可以说是写爬虫过程中必用的功能，用来查找指定的节点，Beautiful Soup定义了很多搜索方法，这些搜索方法的参数和用法都很类似，查询功能非常强大，下面主要针对 find_all 方法说明。

4.1 过滤器

过滤器是使用搜索方法过程中的匹配规则，即参数的可能取值。过滤器可以为下面几种形式：

字符串：find_all(‘div‘)
列表：find_all([‘div‘, ‘span‘])
正则表达式：find_all(re.compile(‘[a-z]{1,3}‘))
True：匹配任意非字符串子节点
方法：相当于匹配的回调函数，该方法返回 True 表示匹配

content = ‘<nav><a>a_1</a><a>a_2</a>string</nav>‘
soup = BeautifulSoup(content), ‘lxml‘)
nav_node = soup.nav 
# <nav><a>a_1</a><a>a_2</a>string</nav>
nav_node.find_all(True)  # 不匹配 string
# [‘<a>a_1</a>‘, ‘<a>a_2</a>‘]
def has_class_but_no_id(tag):  # 定义匹配函数
    return tag.has_attr(‘class‘) and not tag.has_attr(‘id‘)
soup.find_all(has_class_but_no_id)  # 返回有class属性没有id属性的节点

4.2 find_all() find() 方法

find_all 方法返回匹配搜索的所有节点的列表或者空，而 find 方法直接返回第一个匹配搜索的结果。详细的定义如下：

find_all(name=None, attrs={}, recursive=True, text=None, limit=None, **kwargs)
find_find(name=None, attrs={}, recursive=True, text=None, limit=None, **kwargs)

各参数含义如下：

name：匹配 tag 标签名
attrs：匹配属性名：find_all(href=‘index.html‘)
text：匹配文档中的字符串内容
limit：指定匹配的结果集数量
recursive：默认True，False表示只搜索直接子节点

以上的参数值都可以是 4.1 中说明的任意一种过滤器值。另外还需要注意以下几点：

attrs 参数为字典类型，可以是多个属性条件组合
单独使用 class 属性时，应该使用 class_
class 属性为多值属性，会分别搜索每个 CSS 类名
按照CSS类目完全匹配时，必须顺序相同

# 搜索所有 div 标签
soup.find_all(‘div‘)
# 搜索所有具有id属性并且id属性值为 link1 或者 link2 的节点
soup.find_all(id=[‘link1‘, ‘link2‘])
# 搜索所有 class 属性包含 button 的节点
soup.find_all(class_=‘button‘)
# 搜索所有匹配给定正则表达式内容的 p 标签
soup.find_all(‘p‘, text=re.compile(‘game‘))
# 搜索具有 button 类，并且具有值为 link1 的 href 属性的 a 标签
soup.find_all(‘a‘, {‘classl‘: ‘button‘, ‘href‘: ‘link1‘})
# 只搜索一个直接子节点的 a 标签
soup.find_all(‘a‘, limit=1, recursive=False)