Python高级应用程序设计任务

Posted 2020-11-24 zzr136

一、主题式网络爬虫设计方案（15分）

1.主题式网络爬虫名称

易车网奥迪汽车信息的爬取

2.主题式网络爬虫爬取的内容与数据特征分析

爬取易车网奥迪汽车的基本信息（汽车名称、汽车的标题图片、参考价、厂商指导价、排量、油耗），分析汽车的性价比包含多个方面的的特征值，以下只分析汽车排量跟价格这两个特征量之间的关系进而来分析汽车的性价比。

3.主题式网络爬虫设计方案概述（包括实现思路与技术难点）

 整个框架分为六个模块：爬虫调度器、URL管理器、HTML下载器、HTML解析器、数据存储器、数据可视化

二、主题页面的结构特征分析（15分）

1.主题页面的结构特征

本文分别需要爬取奥迪汽车的列表页跟详情页，最后将详情页内的一重要数据存储在数据库中

列表页：

主要负责分析出详情页的请求地址，汽车名称，标题图片，厂商参考价

详情页：

主要负责分析其他的特征值

2.Htmls页面解析

列表页：

 

详情页：

 

 

3.节点（标签）查找方法与遍历方法

（必要时画出节点树结构）

使用beautifulsoup模块遍历树的方法

eg：获取标题图片的方法其他的类似

titleImgUrl = dataTag.find(\'div\', class_=\'img\').find(\'img\')[\'src\']

 

 

三、网络爬虫程序设计（60分）

爬虫程序主体要包括以下各部分，要附源代码及较详细注释，并在每部分程序后面提供输出结果的截图。

①爬虫调度器模块

主要负责其他模块的协调工作

文件相对地址（文件名）：奥迪/SpiderMan.py

#coding:utf-8
from DataOutput import DataOutput
from UrlManager import UrlManager
from HtmlParser import HtmlParser
from SeabornShow import SeabornShow
from HtmlDownloader import HtmlDownloader
import seaborn as sns

class SpiderMan(object):
    def __init__(self):
        self.manager = UrlManager()
        self.downloader = HtmlDownloader()
        self.parser = HtmlParser()
        self.output = DataOutput()
        self.show = SeabornShow()

    def crawl(self,root_url):
        self.manager.add_new_url(root_url)
        while (self.manager.has_new_url() and self.manager.old_url_size() < 100):
            try:
                new_url = self.manager.get_new_url()
                print("》》开始下载页面内容")
                html = self.downloader.download(new_url)
                print("》》开始接解析下载的页面")
                new_urls,data = self.parser.parser(new_url,html)
                self.output.store_data(data)
            except:
                print("crawl failed")
        print("》》对解析的数据进行mysql数据库持久化操作")
        self.output.output_mysql()
        # 数据帧格式数据
        df = self.output.mysql_to_pandas()
        print("》》散点图展示奥迪油耗跟价格的关系")
        self.show.show(df)

if __name__ == "__main__":
    spider_man = SpiderMan()
    aodi = "http://car.bitauto.com/tree_chexing/mb_9/"  # 奥迪列表页地址：
    spider_man.crawl(aodi)

② Url管理模块

维护爬取的url，跟未爬取的url地址

文件相对地址（文件名）：奥迪/UrlManager.py

#coding:utf-8

\'\'\'
url管理器
\'\'\'
class UrlManager(object):
    def __init__(self):
        self.new_urls = set()
        self.old_urls = set()

    def has_new_url(self):
        \'\'\'
        判断是否有url未被爬取
        :return:
        \'\'\'
        return self.new_url_size() != 0

    def get_new_url(self):
        \'\'\'
        获取url
        :return:
        \'\'\'
        if self.has_new_url():
            new_url = self.new_urls.pop()
            self.old_urls.add(new_url)
            return new_url
        else:
            return None

    def add_new_url(self,url):
        \'\'\'
        增加url
        :param url:
        :return:
        \'\'\'
        if url is None:
            return
        \'\'\'
        增加时去重跟判断以处理的url避免重复处理出现死循环
        \'\'\'
        if url not in self.new_urls and url not in self.old_urls:
            self.new_urls.add(url)

    def add_new_urls(self,urls):
        \'\'\'
        增加一组url
        :param urls:
        :return:
        \'\'\'
        if urls is None or len(urls)==0:
            return
        for url in urls:
            self.add_new_url(url)

    def new_url_size(self):
        return len(self.new_urls)

    def old_url_size(self):
        return len(self.old_urls)

③数据库操作工具

主要负责数据库的连接，管理增删改查

import pymysql as ps
import pandas as pd

class MysqlHelper:
    def __init__(self, host, user, password, database, charset):
        self.host = host
        self.user = user
        self.password = password
        self.database = database
        self.charset = charset
        self.db = None
        self.curs = None
    # 数据库连接
    def open(self):
        self.db = ps.connect(host=self.host, user=self.user, password=self.password,database=self.database)
        self.curs = self.db.cursor()
    # 数据库关闭
    def close(self):
        self.curs.close()
        self.db.close()
    # 数据增删改
    def aud(self, sql, params):
        self.open()
        try:
            row = self.curs.execute(sql, params)
            self.db.commit()
            self.close()
            return row
        except :
            print(\'cud出现错误\')
            self.db.rollback()
            self.close()
            return 0
    # 解析为pandas
    def findPandas(self,sql):
        self.open()
        try:
            df = pd.read_sql(sql=sql,con=self.db)
            return df
        except:
            print(\'解析为pandas出现错误\')

④数据库实体对象

包含数据库的个个字段之间的映射

class AODIItems(object):
    def __init__(self,name,titleImgUrl,referencePrice,guidePrice,displacement,oilConsumption):
        self.name = name
        self.titleImgUrl = titleImgUrl
        self.referencePrice = referencePrice
        self.guidePrice = guidePrice
        self.displacement = displacement
        self.oilConsumption = oilConsumption

1.数据爬取与采集

 

负责下载url管理器中提供的未爬url链接并在html

文件相对地址（文件名）：奥迪/HtmlDownloader.py

#coding:utf-8
import requests
import chardet
\'\'\'
html下载器
\'\'\'
class HtmlDownloader(object):
    def download(self,url):
        try:
            if url is None:
                return
            sessions = requests.session()
            sessions.headers[
                \'User-Agent\'] = \'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_9_2) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/34.0.1847.131 Safari/537.36\'
            r = sessions.get(url)
            if (r.status_code == 200):
                r.encoding = chardet.detect(r.content)["encoding"]
                return r.text
            return None
        except:
            print("downloader failed")

if __name__ == "__main__":
    pass

2.对数据进行清洗和处理

 

解析下载器的html页面，并解析出有效数据，也可以解析跟进的url链接

内嵌一个小的详情页爬虫，包括DetailsParser.py,DetailsDownloader.py

文件相对地址（文件名）：奥迪/HtmlParser.py

#coding:utf-8
import re
import urlparser
import urllib
import urllib3
from bs4 import BeautifulSoup

\'\'\'
奥迪详情html解释器
\'\'\'
class DetailsParser(object):
    def parser(self,page_url,html_cont):
        try:
            if page_url is None and html_cont is None:
                return
            soup = BeautifulSoup(html_cont, "html.parser")
            new_datas = self._get_new_data(page_url, soup)
            return new_datas
        except:
            print("DetailsParser failed")


    \'\'\'
        获取奥迪详细信息
    \'\'\'
    def _get_new_data(self, page_url, soup):
        contTag = soup.find(\'h5\',id=\'factory-price\').find_parent().find_parent()
        data = {}
        # 指导价格
        data[\'guidePrice\'] = soup.find(\'h5\',id=\'factory-price\').find(\'span\',class_=\'price\').string
        # 排量
        data[\'displacement\'] = contTag.find_next_sibling().select(\'li:nth-of-type(1)\')[0].find(\'span\',class_=\'data\').string
        # 油耗
        data[\'oilConsumption\'] = contTag.find_next_sibling().select(\'li:nth-of-type(2)\')[0].find(\'a\',class_=\'data\').string
        return data

    if __name__ == "__main__":
        pass

详情页内容下载与解析

文件相对地址（文件名）：奥迪/DetailsDownloader.py

#coding:utf-8
import requests
import chardet

class DetailsDownloader(object):
    def download(self, url):
        try:
            if url is None:
                return
            sessions = requests.session()
            sessions.headers[
                \'User-Agent\'] = \'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_9_2) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/34.0.1847.131 Safari/537.36\'
            r = sessions.get(url)
            if (r.status_code == 200):
                r.encoding = chardet.detect(r.content)["encoding"]
                return r.text
            return None
        except:
            print("DetailsDownloader failed")

    if __name__ == "__main__":
        pass

文件相对地址（文件名）：奥迪/DetailsParser.py

#coding:utf-8
import re
import urlparser
import urllib
import urllib3
from bs4 import BeautifulSoup

\'\'\'
奥迪详情html解释器
\'\'\'
class DetailsParser(object):
    def parser(self,page_url,html_cont):
        try:
            if page_url is None and html_cont is None:
                return
            soup = BeautifulSoup(html_cont, "html.parser")
            new_datas = self._get_new_data(page_url, soup)
            return new_datas
        except:
            print("DetailsParser failed")


    \'\'\'
        获取奥迪详细信息
    \'\'\'
    def _get_new_data(self, page_url, soup):
        contTag = soup.find(\'h5\',id=\'factory-price\').find_parent().find_parent()
        data = {}
        # 指导价格
        data[\'guidePrice\'] = soup.find(\'h5\',id=\'factory-price\').find(\'span\',class_=\'price\').string
        # 排量
        data[\'displacement\'] = contTag.find_next_sibling().select(\'li:nth-of-type(1)\')[0].find(\'span\',class_=\'data\').string
        # 油耗
        data[\'oilConsumption\'] = contTag.find_next_sibling().select(\'li:nth-of-type(2)\')[0].find(\'a\',class_=\'data\').string
        return data

    if __name__ == "__main__":
        pass

3.数据分析与可视化
（例如：数据柱形图、直方图、散点图、盒图、分布图、数据回归分析等）

 

 

文件相对地址（文件名）：奥迪/SeabornShow.py

import seaborn as sns
import pandas as pd
import pymysql as ps
import numpy as np
import scipy.stats as sci
import matplotlib.pyplot as plt
import re

# seaborn构建散点图
class SeabornShow(object):
    \'\'\'
    奥迪油耗参考价数据的展示函数
    \'\'\'
    def show(self,data):
        sns.set(style="dark")
        # 数据整理
        for i in range(len(data)):
            # 油耗 取算数平均值
            data.iloc[i, 5] = self.ave(self.analyticalFigures(data.iloc[i, 5]))
            # 参考价 取算数平均值
            data.iloc[i, 3] = self.ave(self.analyticalFigures(data.iloc[i, 3]))
        print(data[[\'id\',\'name\',\'referencePrice\',\'displacement\']])
        sns.jointplot(x=\'displacement\',y=\'referencePrice\',data=data)
        plt.rcParams[\'font.sans-serif\'] = [\'SimHei\']
        plt.ylabel("油耗-价格对照表")
        plt.show()
    def analyticalFigures(self,str):
        return re.compile(r\'[\\d.]+\').findall(str)

    def ave(self,numList):
        result = 0
        sum = 0.0
        for num in numList:
            sum = sum + float(num)
        result = sum / len(numList)
        return result

if __name__ == \'__main__\':
    seabornShow = SeabornShow()
    # seabornShow.show()
    rs = np.random.RandomState(2)
    df = pd.DataFrame(rs.randn(200, 2), columns=[\'A\', \'B\'])
    # print(df)
    sns.jointplot(x=\'A\',y=\'B\',data=df,kind=\'reg\')

 

 

 

4.数据持久化

 

将解析器解析处理的数据持久化化到mysql数据库

文件相对地址（文件名）：奥迪/DataOutput.py

#coding:utf-8
import codecs
from MysqlHelper import MysqlHelper

class DataOutput(object):

    def __init__(self):
        self.datas=[]
        self.host = "localhost"
        self.user = "root"
        self.password = ""
        self.database = "ai_info"
        self.charset = "utf-8"
        self.mh = MysqlHelper(self.host,self.user,self.password,self.database,self.charset)

    def store_data(self,data):
        if data is None:
            return
        self.datas = data
    # 在mysql数据库持久化
    def output_mysql(self):
        TABLE_NAME = "ad_data"
        sql = "insert into " + TABLE_NAME + " (name, titleImgUrl, referencePrice, guidePrice, displacement, oilConsumption) values(%s,%s,%s,%s,%s,%s)"
        rows = 0
        for data in self.datas:
            name = data[\'name\']
            titleImgUrl = data[\'titleImgUrl\']
            referencePrice = data[\'referencePrice\']
            guidePrice = data[\'guidePrice\']
            displacement = data[\'displacement\']
            oilConsumption = data[\'oilConsumption\']
            params = (name, titleImgUrl, referencePrice, guidePrice, displacement, oilConsumption)
            row = self.mh.aud(sql,params)
            rows = rows + row
        print("*******插入%s 辆车的信息成功！" % rows)
    \'\'\'
    取轿车信息并转化为pandas 的数据帧类型存储
    \'\'\'
    def mysql_to_pandas(self):
        TABLE_NAME = "ad_data"
        sql = "select * from " + TABLE_NAME
        return self.mh.findPandas(sql)

 

                                                                                                     表ad_data

id	Int	自增主键
name	Varchar（255）	汽车名称
titleImgURl	Varchar（255）	镖旗图片
referencePrice	Varchar（255）	参考价
guidePrice	Varchar（255）	厂商价
Displacement	Varchar（255）	排量
OilConsumption	Varchar（255）	油耗

四、结论（10分）

1.经过对主题数据的分析与可视化，可以得到哪些结论？

2T的排气量的奥迪性价比高

2.对本次程序设计任务完成的情况做一个简单的小结。

克服了很多困难，百度找教程，请教他人，最后与组员一起终于完成了这次的程序设计。

感觉收获到很多东西，“纸上得来终觉浅”，只有去实践了才能真正的掌握牢知识！