第 2章Python 爬虫基本库的使用

爬虫并没有你想象中的复杂，很多初学者一开始就担忧，比如怎么写代码去构造请求，怎么把请求发出去，怎么接收服务器的响应，需不需要学习 TCP/IP 四层模型的每一层的作用。其实，你不用担忧那么多，Python 已经为我们提供了一个功能齐全的类库——urllib，你只需要关心：要爬取哪些链接、要用到哪些请求头和参数。除此之外，还有一些功能更加强大的第三方类库等。

2.1 Chrome 抓包详解

抓包是抓取客户端与远程服务器通信时传递的数据包。Chrome 内置了一套功能强大的

Web 开发和调试工具，可用来对网站进行调试和分析，用来抓包非常方便。可以通过下面

的几种方式打开开发者工具。

（1）在 Chrome 界面按 F12 键。

（2）右键单击网页空白处，单击检查。

（3）依次单击如图所示的项目。

打开后的开发者工具界面

开发者工具界面中的内容依次如下。

Elements（元素面板）：当前网页的页面结构，在分析所要抓取的节点时会用到，而且可以实时修改页面内容，改成自己想要的结果。一个很常用的小技巧是把密码输入框 type 的属性由 password 改为 text，这样就可以查看明文密码了。
Console（控制台面板）：记录开发者开发过程中的日志信息，且可以作为与 JS 进行交互的命令行 Shell。
Sources（源代码面板）：可以断点调试JavaScript。
Network（网络面板）：记录从发起网页页面请求 Request 后得到的各种请求资源信息（包括状态、资源类型、大小、所用时间等），Web 开发者经常根据这些内容进行网络性能优化。
Performance（性能面板）：使用时间轴面板，可以记录或查看网站生命周期内发生的各种事件，网站开发者可以根据这些信息进行优化，以提高页面运行时的性能。
Memory（内存面板）：查看 Web 应用或页面的执行时间及内存使用情况。
Application（应用面板）：记录网站加载的所有资源信息，包括存储数据（Local ——Storage、Session Storage、IndexedDB、Web SQL、Cookies）、缓存数据、字体、
图片、脚本、样式表等。
Security（安全面板）：判断当前网页是否安全。
Audits（审核面板）：对当前网页进行网络利用情况、网页性能方面的诊断，并给出一些优化建议，比如列出所有没有用到的 CSS 文件。

进行抓包时，主要查看 Network 选项卡，Network 选项卡由如图所示的四部分窗格

组成。

2.1.1 Controls

Controls 面板的部分图标与对应的功能

2.1.2 Filter

可以在 Filter 处输入指定条件，比如输入 method:GET，只显示使用 GET 请求方式的请

求。常用的指定条件。

按住 Ctrl 键单击过滤器，可以选择多个过滤器。

2.1.3 Request Table

请求列表对应字段描述

单击其中一个请求，进入请求的具体页面

右侧顶部有如下五个选项卡

Headers：选项卡中包含了请求的 URL、请求方法、响应码、请求头、响应头、请
求参数等。
Preview：预览面板，用于资源的预览。
Response：响应信息面板，包含资源还未进行格式处理的内容。
Cookies：请求用到的 Cookies 内容。
Timing：资源请求的详细时间。

编写爬虫的一般流程是查看 Headers 选项卡，查看请求需要用到的请求头、请求参数

等。然后查看 Response 返回的网页结构，查看要解析的节点，有时也可以直接查看 Elements

选项卡，但是对于 JavaScript 动态生成的网页，还是得查看 Response 选项卡返回的内容。

另外，在浏览器地址栏输入chrome://about/并回车可以看到 Chrome 浏览器中所有的地

址命令。

2.2 urllib 库详解

urllib 库是 Python 内置的一个 HTTP 请求库。在 Python 2.x 中，是由 urllib 和urllib2 两个库来实现请求发送的，在Python 3.x 中，这两个库已经合并到一起，统一为 urllib 了。urllib库由四个模块组成。

request 模块：打开和浏览 URL 中的内容。
error 模块：包含 urllib.request 发生的错误或异常。
parse 模块：解析 URL。
robotparser 模块：解析 robots.txt 文件。

官方文档：https://docs.python.org/3/library/urllib.html。

2.2.1 发送请求

我们写一个简单的模拟访问百度首页的例子，代码示例如下：

import urllib.request

resp = urllib.request.urlopen("http://www.baidu.com")

print(resp)

print(resp.read())

代码执行结果如下：

<http.client.HTTPResponse object at 0x106244e10>

b'<!DOCTYPE html>\n<!--STATUS OK-->\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n..

通过 urllib.request 模块提供的 urlopen()函数，我们构造一个 HTTP 请求，从上面的结果可知，urlopen()函数返回的是一个 HTTPResponse 对象，调用该对象的 read()函数可以获得请求返回的网页内容。read()返回的是一个二进制的字符串，明显是无法正常阅读的，要调用 decode('utf-8')将其解码为 utf-8 字符串。这里顺便把HTTPResponse 类常用的方法和属性打印出来，我们可以使用 dir()函数来查看某个对象的所有方法和属性。修改后的代码如下：

import urllib.request

resp = urllib.request.urlopen("http://www.baidu.com")

print("resp.geturl：", resp.geturl())

print("resp.msg：", resp.msg)

print("resp.status：", resp.status)

print("resp.version：", resp.version)

print("resp.reason：", resp.reason)

print("resp.debuglevel：", resp.debuglevel)

print("resp.getheaders：", resp.getheaders()[0:2])

print(resp.read().decode('utf-8'))

代码执行结果如下：

resp.geturl： http://www.baidu.com

resp.msg： OK

resp.status： 200

resp.version： 11

resp.reason： OK

resp.debuglevel： 0

resp.getheaders： [('Bdpagetype', '1'), ('Bdqid', '0xa561cc600003fc40')]

<!DOCTYPE html>

<!--STATUS OK-->

...

另外，有一点要注意，在 URL 中包含汉字是不符合 URL 标准的，需要进行编码，代

码示例如下：

urllib.request.quote('http://www.baidu.com')

# 编码后：http%3A//www.baidu.com

urllib.request.unquote('http%3A//www.baidu.com')

# 解码后：http://www.baidu.com

2.2.2 抓取二进制文件

直接把二进制文件写入文件即可，代码示例如下：

import urllib.request

pic_url = "https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png"

pic_resp = urllib.request.urlopen(pic_url)

pic = pic_resp.read()

with open("bd_logo.png", "wb") as f:

 f.write(pic)

代码执行结果如下：

...

urllib.error.URLError: <urlopen error [SSL: CERTIFICATE_VERIFY_FAILED] certificate

verify failed: unable to get local issuer certificate (_ssl.c:1045)>

结果并没有像我们预期那样把图片下载下来，而是发生了报错，原因是当 urlopen()打

开一个 HTTPS 链接时，会验证一次 SSL 证书，当目标网站使用的是自签名的证书时，就会报这样的错误。解决这个错误有以下两种方法。

import ssl

# 方法一：全局取消证书验证

ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

# 方法二：使用ssl创建未经验证的上下文，在urlopen()中传入上下文参数

context = ssl._create_unverified_context()

pic_resp = urllib.request.urlopen(pic_url,context=context)

选择其中一种方法加入代码中，代码执行后就可以看到百度的图标被下载到本地了。另外，还可以调用urllib.request.urlretrieve()函数直接进行下载，代码示例如下：

urllib.request.urlretrieve(pic_url, 'bd_logo.png')

2.2.3 模拟 GET 和 POST 请求

这里用到一个解析 JSON 数据的模块——JSON 模块，它用于 Python 原始类型与 JSON类型的相互转换。如果解析文件，可以用 dump()和 load()方法函数，如果解析字符串，则用下述两个函数：

dumps()：编码 [Python -> Json]

dict => object list, tuple => array str => string True => true

int, float, int- & float-derived Enums => number False => false None => null

loads()：解码 [Json -> Python]

object => dict array => list string => str number (int) => int

number(real) => float true =>True false => False null => None

模拟 GET 请求的代码示例如下：

import urllib.request

import json

import ssl

ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

get_url = "http://gank.io/api/data/" + urllib.request.quote("福利") + "/1/1"

get_resp = urllib.request.urlopen(get_url)

get_result = json.loads(get_resp.read().decode('utf-8'))

# 后面的参数用于格式化JSON输出格式

get_result_format = json.dumps(get_result, indent=2,

 sort_keys=True, ensure_ascii=False)

print(get_result_format)

代码执行结果如下：

{

 "error": false,

 "results": [

 {

 "_id": "5b6bad449d21226f45755582",

 "createdAt": "2018-08-09T10:56:04.962Z",

 "desc": "2018-08-09",

 "publishedAt": "2018-08-09T00:00:00.0Z",

 "source": "web",

 "type": "福利",

 "url": "https://ww1.sinaimg.cn/large/0065oQSqgy1fu39hosiwoj30j60qyq96.jpg",

 "used": true,

 "who": "lijinshanmx"

 }

 ]

}

模拟 POST 请求的代码示例如下：

import urllib.request

import urllib.parse

import json

post_url = "http://xxx.xxx.login"

phone = "13555555555"

password = "111111"

values = {

 'phone': phone,

 'password': password

}

data = urllib.parse.urlencode(values).encode(encoding='utf-8')

req = urllib.request.Request(post_url, data)

resp = urllib.request.urlopen(req)

result = json.loads(resp.read()) # Byte结果转JSON

print(json.dumps(result, sort_keys=True,

 indent=2, ensure_ascii=False)) # 格式化输出JSON

2.2.4 修改请求头

有一些站点为了避免有人使用爬虫恶意抓取信息，会进行一些简单的反爬虫操作，比如通过识别请求头里的 User-Agent 来检查访问来源是否为正常的访问途径，还可检查 Host请求头等，我们可以修改请求头来模拟正常的访问。Request 中有个 headers 参数，可通过如下两种方法进行设置：

（1）把请求头都塞到字典里，在实例化 Request 对象的时候传入；

（2）通过 Request 对象的 add_header()方法一个个添加。

代码示例如下：

import urllib.request

# 修改请求头信息

novel_url = "http://www.biqukan.com/1_1496/"

headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64) '

 'AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko)'

 ' Chrome/63.0.3239.84 Safari/537.36',

 'Referer': 'http://www.baidu.com',

 'Connection': 'keep-alive'}

novel_req = urllib.request.Request(novel_url, headers=headers)

novel_resp = urllib.request.urlopen(novel_req)

print(novel_resp.read().decode('gbk'))

代码执行结果如下：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gbk" />

<title>龙王传说最新章节_龙王传说无弹窗_笔趣阁</title>

<meta name="keywords" content="龙王传说,龙王传说最新章节" />

...

2.2.5 设置连接超时

urlopen()函数中有一个可选参数 timeout，单位为秒，作用是如果请求超出了这个时间还没有得到响应，就会抛出异常。如果不设置，会使用全局默认时间，代码示例如下：

urllib.request.urlopen(novel_req, timeout=20)

2.2.6 延迟提交数据

通常情况下，服务器都会对请求的客户端 IP 进行记录。如果在一定时间内访问次数达到了一个阈值，服务器会认为该 IP 地址就是爬虫，会弹出验证码验证，或者直接对 IP 进行封禁。

为了避免 IP 被封，一个最简单的方法就是延迟每次发起请求的时间，直接用 time 模块的 sleep（秒）函数休眠即可。

2.2.7 设置代理

如果遇到限制 IP 访问频率的情况，我们可以用上面这种延时发起请求的方法，但是有一些站点是限制访问次数的。比如，一个 IP 只能在一个时间间隔内访问几次，超过限制次数后 IP 会被 Block。另外，采用休眠访问的效率极低，对这种情况更好的解决方案是使用码，通过轮换代理 IP 去访问目标网站。

关于如何获取代理 IP，后面会详细介绍，这里只介绍怎样设置代理 IP。代码示例如下：

import urllib.request

# 查询IP的网址

ip_query_url = "http://ip.chinaz.com/"

# 1.创建代理处理器，ProxyHandler参数是一个字典{类型:代理IP:端口}

proxy_support = urllib.request.ProxyHandler({'http': '219.141.153.43:80'})

# 2.定制，创建一个opener

opener = urllib.request.build_opener(proxy_support)

# 3.安装opener

urllib.request.install_opener(opener)

# 请求头

headers = {

 'User-Agent': 'User-Agent:Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64)'

 ' AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko)'

 ' Chrome/63.0.3239.84 Safari/537.36',

 'Host': 'ip.chinaz.com'

}

req = urllib.request.Request(ip_query_url, headers=headers)

resp = urllib.request.urlopen(req, timeout=20)

html = resp.read().decode('utf-8')

print(html)

部分代码执行结果如下：

<p class="getlist pl10"><span>您来自：</span>219.141.153.43 <span class="pl10">所

在 区 域 ： </span> 北 京 市 电 信 <a href="http://tool.chinaz.com/contact" target="_blank"

class="col-blue02 pl5">(纠错)</a></p>

2.2.8 Cookie

Cookie 是某些网站为了辨别用户身份、进行 session 跟踪而存储在用户本地终端上的数据（通常经过加密），比如有些页面你在登录前是无法访问的，登录成功会给你分配Cookie，然后带着 Cookie 去请求页面才能正常访问。

使用 http.cookiejar 这个模块可以获取 Cookie，实现模拟登录。该模块的主要对象（父类→子类）为CookieJar→FileCookieJar→MozillaCookieJar 与 LWPCookieJar，示例代码如下：

# ============ 获得Cookie ============

# 1.实例化CookieJar对象

cookie = cookiejar.CookieJar()

# 2.创建Cookie处理器

handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)

# 3.通过CookieHandler创建opener

opener = urllib.request.build_opener(handler)

# 4.打开网页

resp = opener.open("http://www.zhbit.com")

for i in cookie:

 print("Name = %s" % i.name)

 print("Name = %s" % i.value)

# ============ 保存Cookie到文件 ============

# 1.用于保存Cookie的文件

cookie_file = "cookie.txt"

# 2.创建MozillaCookieJar对象保存Cookie

cookie = cookiejar.MozillaCookieJar(cookie_file)

# 3.创建Cookie处理器

handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)

# 4.通过CookieHandler创建opener

opener = urllib.request.build_opener(handler)

# 5.打开网页

resp = opener.open("http://www.baidu.com")

# 6.保存Cookie到文件中，参数依次是:

# ignore_discard：即使Cookie将被丢弃也将它保存下来

# ignore_expires：如果在该文件中Cookie已存在，覆盖原文件写入

cookie.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

# ============ 读取Cookie文件 ============

cookie_file = "cookie.txt"

# 1.创建MozillaCookieJar对象保存Cookie

cookie = cookiejar.MozillaCookieJar(cookie_file)

# 2.从文件中读取Cookie内容

cookie.load(cookie_file, ignore_expires=True, ignore_discard=True)

handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)

opener = urllib.request.build_opener(handler)

resp = opener.open("http://www.baidu.com")

print(resp.read().decode('utf-8'))

部分代码执行后生成的 cookie.txt 文件内容如下：

# Netscape HTTP Cookie File

# http://curl.haxx.se/rfc/cookie_spec.html

# This is a generated file! Do not edit.

.baidu.com TRUE / FALSE 3681539028 BAIDUID F16617940595A8E3EF9BB50E63AC09

54:FG=1

.baidu.com TRUE / FALSE 3681539028 BIDUPSID F16617940595A8E3EF9BB50E63AC0

954

.baidu.com TRUE / FALSE H_PS_PSSID 1442_21106_22074

.baidu.com TRUE / FALSE 3681539028 PSTM 1534055381

www.baidu.com FALSE / FALSE BDSVRTM 0

www.baidu.com FALSE / FALSE BD_HOME 0

www.baidu.com FALSE / FALSE 2480135321 delPer 0

2.2.9 urllib.parse 模块

拆分 URL

urlparse 函数：将 URL 拆分成六大组件。

urlsplit 函数：和 urlparse 函数类似，只是不会单独拆分 params 部分。

使用代码示例如下：

import urllib.parse

urp = urllib.parse.urlparse('https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default')

print('urlparse执行结果：', urp)

# 可以通过.的方式获取某个部分

print('urp.scheme：', urp.scheme)

print('urp.netloc：', urp.netloc)

urp = urllib.parse.urlsplit('https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default')

print('urlsplit执行结果：', urp)

代码执行结果如下：

urlparse执行结果：ParseResult(scheme='https', netloc='docs.python.org', path='/3/search.

html', params='', query='q=parse&check_keywords=yes&area=default', fragment='')

urp.scheme：https

urp.netloc：docs.python.org

urlsplit执行结果： SplitResult(scheme='https', netloc='docs.python.org', path='/3/search.html',

query='q=parse&check_keywords=yes&area=default', fragment='')

拼接 URL

urlunparse 函数：接收一个可迭代的对象，长度为 7，以此构造一个 URL。

urlunsplit 函数：接收一个可迭代的对象，长度为 6，以此构造一个 URL。

urljoin 函数：比上面两种方法简单得多，只有两个参数（基础链接、新链接），该方法

会分析基础链接的 scheme、netloc 和 path 的内容，并对新链接缺失的部分进行补充。

使用代码示例如下：

import urllib.parse

url=urllib.parse.urlunparse(['https','docs.python.org','/3/search.html','q=parse&check_keywords= yes&area=default' , '', ''])

print('urlunparse函数拼接的URL：',url)

url=urllib.parse.urlunsplit(['https','docs.python.org','/3/search.html','q=parse&check_keywords=yes&area=default',''])

print('urlunsplit函数拼接的URL：',url)

url = urllib.parse.urljoin('https://docs.python.org','/3/search.html')

url = urllib.parse.urljoin(url,'?q=parse&check_keywords=yes&area=default')

print('urljoin函数拼接的URL：',url)

代码执行结果如下：

urlunparse函数拼接的URL：https://docs.python.org/3/search.html;q=parse&check_keywords=yes&area=default

urlunsplit函数拼接的URL：https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default

urljoin函数拼接的URL：https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default

将字典形式的数据序列化为查询字符串

rlencode 函数：将字典形式的数据转换为查询字符串，常用于构造 GET 请求。

代码示例如下：

from urllib import parse

params = {

 'q': 'parse',

 'check_keywords': 'yes',

 'area': 'default'

}

url = 'https://docs.python.org/3/search.html?' + parse.urlencode(params)

print("拼接后的URL：", url)

代码执行结果如下：

拼接后的URL：https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default

查询字符串反序列化

parse_qs 函数：把 GET 请求后跟着的查询字符串反序列化为字典。

parse_qsl 函数：把 GET 请求后跟着的查询字符串反序列化为列表。

使用代码示例如下：

from urllib import parse

params_str = 'q=parse&check_keywords=yes&area=default'

print("parse_qs 反序列化结果：", parse.parse_qs(params_str))

print("parse_qsl 反序列化结果：", parse.parse_qsl(params_str))

代码执行结果如下：

parse_qs 反序列化结果： {'q': ['parse'], 'check_keywords': ['yes'], 'area': ['default']}

parse_qsl 反序列化结果： [('q', 'parse'), ('check_keywords', 'yes'), ('area', 'default')]

中文 URL 编解码

quote 函数：将 URL 中的中文字符转换为 URL 编码。

unquote 函数：对 URL 进行解码。

2.2.10 urllib.error 异常处理模块

urllib.error 模块定义由 urllib.request引发的异常类，异常处理主要用到两个类——URLError 和 HTTPError。

URLError 类：urllib.error 异常类的父类，具有 reason 属性，返回错误原因。发生 URLError异常的原因一般有以下几种：

远程地址不存在（如 404 Not Found）。
触发了 HTTPError 异常（如 403 Forbidden）。
远程服务器不存在（如[Errno 11001] getaddrinfo failed）。
远程服务器连接不上（如[WinError 10060]，由于连接方在一段时间后没有正确答
复或连接的主机没有反应，连接尝试失败）。

HTTPError 类：URLError 类的子类，专门处理 HTTP 和 HTTPS 请求错误。具有三个属性：code（请求返回的状态码）、headers（请求返回的响应头信息）和 reason（错误原因）。

HTTPError 类并不能处理父类支持的异常处理，建议对两种异常分开捕获，代码示例如下：

from urllib import request, error

try:

 	response = request.urlopen('xxx')

except error.HTTPError as e:

 	print('HTTPError 异常')

 	print('reason:'+ str(e.reason), 'code:'+str(e.code), 'headers:'+str(e.headers), sep='\n')

except error.URLError as e:

 	print('URLError 异常')

 	print('reason:'+ str(e.reason))

 else:

 	print('Request Successfully')

除此之外，还有 socket.timeout 请求超时的异常。

2.2.11 urllib.robotparser 模块

Robots 协议，又称爬虫协议，网站可以通过该协议告知搜索引擎站点内的哪些网页可

以抓取，哪些不可以抓取。如果想使用这个协议，可以在网站的根目录下创建一个robots.txt文本文件。

当搜索爬虫访问某个站点时会先检查是否有这个文件，如果有的话，会根据文件中定义的爬取范围来爬取；如果没有找到的话，便会访问所有可以直接访问的页面。另外有一点要注意，Robots 协议只是一个道德规范，并不是强制命令或防火墙。

下面来看淘宝 robots.txt 的文件内容，该文件的链接为 http://www.taobao.com/robots.txt。

User-Agent: Baiduspider

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /ershou

Disallow: /product/

Disallow: /

User-Agent: Googlebot

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /product

Allow: /spu

Allow: /dianpu

Allow: /oversea

Allow: /list

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: Bingbot

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /product

Allow: /spu

Allow: /dianpu

Allow: /oversea

Allow: /list

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: 360Spider

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: Yisouspider

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: Sogouspider

Allow: /article

Allow: /oshtml

Allow: /product

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: Yahoo! Slurp

Allow: /product

Allow: /spu

Allow: /dianpu

Allow: /oversea

Allow: /list

Allow: /ershou

Disallow: /

User-Agent: *

Disallow: /

字段解释如下。

User-Agent：搜索引擎 spider 的名字，各大搜索引擎爬虫都有固定的名字，如百度
的 spider 为 Baiduspider。如果该项的值设为*（通配符），则该协议对任何搜索引
擎机器人均有效。
Disallow：禁止访问的路径，比如禁止百度爬虫访问以/product 开头的任何 URL。Allow：允许访问的路径。

可以用 Python 自带的 robotparser 模块测试爬虫是否有权限爬取这个网页，代码示例

如下：

from urllib import robotparser

rp = robotparser.RobotFileParser()

# 设置robots.txt文件的链接

rp.set_url('http://www.taobao.com/robots.txt')

# 读取robots.txt文件并进行分析

rp.read()

url = 'https://www.douban.com'

user_agent = 'Baiduspider'

op_info = rp.can_fetch(user_agent, url)

print("Elsespider 代理用户访问情况：",op_info)

bdp_info = rp.can_fetch(user_agent, url)

print("Baiduspider 代理用户访问情况：",bdp_info)

user_agent = 'Elsespider'

代码执行结果如下：

Elsespider 代理用户访问情况： False

Baiduspider 代理用户访问情况： False

2.3 用 lxml 库解析网页节点

通过 urllib 库可以模拟请求，得到网页的内容，但是在大多数情况下我们并不需要整个网页，而只需要网页中某部分的信息。可以利用解析库 lxml 迅速、灵活地处理 HTML或 XML，提取需要的信息。另外，该库支持 XPath 的解析方式，效率也非常高。lxml 库的官方文档为 https://lxml.de/tutorial.html。

2.3.1 安装库

库的安装非常简单，直接通过 pip 安装即可：

pip3 install lxml

安装完 lxml 后，可以使用 import lxml 查看是否报错，没有报错就说明安装成功。

2.3.2 XPath 语法速成

XPath（XML Path Language，XML 路径语言），用于在 XML 文档中查找信息。它既适用于 XML 文档的搜索，又适用于 HTML。其核心是按照规则，通过编写路径选择表达式来筛选节点。

下面简单介绍 XPath 的语法，如果想了解更多的规则，可访问http://www.w3school.com.cn/xpath/。

绝对路径和相对路径

绝对路径：用/表示从根节点开始选取。

相对路径：用//表示选择任意位置的节点，而不考虑它们的位置。另外，可以使用*（通配符）来表示未知的元素。除此之外，还有两个选取节点的标记（.和..），前者用于选取当前节点，后者用于选取当前节点的父节点。
选择分支定位

比如存在多个元素，想唯一定位，可以使用[]来选择分支，分支的下标从 1 开始，相关的规则如下。

/tr/td[1]：取第一个td

/tr/td[last()]：取最后一个td

/tr/td[last()-1]：取倒数第二个td

/tr/td[position()<3]：取第一个和第二个td

/tr/td[@class]：选取拥有class属性的td

/tr/td[@class='xxx']：选取拥有class属性为xxx的td

/tr/td[count>10]：选取 price 元素的值大于10的td

选择属性

还可以通过多个属性定位，比如可以这样写：

/tr/td[@class='xxx'][@value='yyy']或者/tr/td[@class='xxx' and @value='yyy']

常用函数

除了 last()、position()，还有以下常用函数。

contains(string1,string2)：如果前后匹配则返回 True；否则返回 False。

text()：获取元素的文本内容。

starts-with()：从起始位置匹配字符串。

更多的函数可以访问 http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_functions.asp 自行查阅。
轴

当上面的操作都不能定位时，可以考虑根据元素的父节点或兄弟节点来定位，这时就会用到 XPath 轴，利用轴可定位某个相对于当前节点的节点集，语法为轴名称::标签名，可选参数。

2.4 实战：爬取小说《剑来》

本节通过编写爬虫爬取小说《剑来》的实战案例来巩固 lxml 库的使用。小说的来源站点是（https://www.qianbitxt.com/）

F12 键打开开发者工具，单击右上角的，然后单击新书感言，找到节点所在的页面位置。

<'a'>标签里的 href 属性对应的是每章小说的地址，后面的内容是这章小说的名称。我

们要做的就是遍历这样的节点，提取链接并保存。编写的代码如下

import requests

from lxml import etree

def get_chapter_urls(url, headers):

    response = requests.get(url, headers=headers)

    if response.status_code != 200:

        print("Failed to retrieve the chapter list.")

        return []

    html = etree.HTML(response.content)

    hrefs = html.xpath('//*[@id="chapterList"]/li/a/@href')

    base_url = 'https://www.qianbitxt.com'

    # 确保URL是完整的

    return [href if href.startswith('http') else base_url + href for href in hrefs[1:]]

def download_chapter(url, headers):

    try:

        response = requests.get(url, headers=headers)

        response.encoding = 'gbk'

        return response.text

    except requests.RequestException as e:

        print(f"Failed to download chapter: {e}")

        return ""

def save_chapter(data, filename):

    html = etree.HTML(data)

    title = html.xpath('//*[@id="mlfy_main_text"]/h1/text()')

    novel_txts = html.xpath('//*[@id="TextContent"]/text()')

    with open(filename, 'a', encoding='utf-8') as f:

        if title:

            f.write(title[0] + '\n')

        for novel_txt in novel_txts:

            novel_txt = novel_txt.strip()

            f.write(novel_txt + '\n')

        f.write('\n\n')

def download_novel(novel_url, filename):

    headers ={

        'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.3'

    }

    chapter_urls = get_chapter_urls(novel_url, headers)

    if not chapter_urls:

        print("No chapters found.")

        return

    for url in chapter_urls:

        print(f"Downloading chapter from {url}")

        data = download_chapter(url, headers)

        if not data:

            print(f"Failed to download data from {url}")

            continue

        save_chapter(data, filename)

    print(f'小说内容已保存到{filename}文件中。')

if __name__ == "__main__":

    novel_url = 'https://www.qianbitxt.com/book/2005'

    filename = '剑来.txt'

    download_novel(novel_url, filename)

get_chapter_urls函数:

功能：获取小说各章节的URL。
参数：url（小说目录页面的URL），headers（HTTP请求头）。
实现：

使用requests.get()发送GET请求到指定的URL。

检查响应状态码，如果不是200，则打印错误消息并返回空列表。

使用etree.HTML()解析响应内容。

通过XPath表达式获取章节的相对URL。

将相对URL转换为完整URL（如果需要）并返回。

download_chapter函数:

功能：下载单个章节的内容。
参数：url（章节的URL），headers（HTTP请求头）。
实现：

尝试发送GET请求到指定的URL。

设置响应的编码为'gbk'（针对中文网页）。

返回响应文本。

如果请求失败，打印错误信息并返回空字符串。

save_chapter函数:

功能：保存章节内容到本地文件。
参数：data（章节的HTML内容），filename（保存的文件名）。
实现：

解析HTML文档，获取章节标题和正文内容。

将标题和正文内容写入指定的文件中。

download_novel函数:

功能：下载整本小说。
参数：novel_url（小说目录页面的URL），filename（保存的文件名）。
实现：

设置HTTP请求头（模拟浏览器访问）。

获取所有章节的URL。

遍历每个章节URL，下载并保存章节内容。

main函数:

设置小说的目录页面URL和保存的文件名。
调用download_novel函数开始下载小说。

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