Python--校园网爬虫记

查成绩，算分数，每年的综合测评都是个固定的过程，作为软件开发者，这些过程当然可以交给代码去做，通过脚本进行网络请求获取数据，然后直接进行计算得到基础分直接填表就好了，查成绩再手动计算既容易出错也繁琐，所以本篇的内容就是开发一个爬虫脚本取抓取成绩表，至于综合测评计算，这个没什么意义这里就不说了，分数都有了就都够了。

我们的目的就是通过编写脚本，模仿浏览器进行请求获取源码，再进行解析本地化（或者直接计算）

要抓取到数据，其实方案不止一种，这里会介绍两种不同的方案，达到同样的目的：

• 模仿浏览器进行请求（速度快）
• 操作浏览器进行请求（速度慢）

先说第一种，这种方案是普遍的爬虫技术，因为爬取的内容不多，对速度要求也不够，所以就是很简单的一个爬虫过程：

1. 分析请求
2. 模仿请求

对于普通的校园网，一般不做流量限制，所以就算请求频繁，也基本不用担心IP被封禁，所以编写爬虫代码可以不用太过担心。先说我所在学校的校园网，是杭州方正软件公司开发的。

① 分析请求

分析请求很简单，就是使用浏览器进行请求，然后分析每个请求所发送和接收的信息，这里最简单应该是使用chrome的开发者模式（F12打开）

输入用户名和密码，勾选已认真阅读，接着点击登陆，这样右边的网络窗口中会检查到所有的网络请求，我们只需要找到对应登陆的一个（这里会带有表单）：

这个时候，我们可以通过一些测试工具，尝试进行请求对应的这个地址，并且把表单提交上去试试登陆能否成功，如果成功的话，脚本也就可以模拟这个请求，这里用的是chrome商店的一个工具Postman，用法很简单：

登陆成功之后，我们再进行查询成绩：

这里可以看到这次得到了两个新的请求（上图红框的前两个）

仔细观察会发现，第一个请求头中的Referer指向的是第二个请求的地址，所以可以知道，第二个请求是先于第一个请求发送的。其次，我们发现这个请求中也有表单。

再看第二个请求：

它的Referer指向第三个请求，而这个第三个请求实际上登陆成功之后，就已经存在了，它就是请求到主界面的，而这个请求的类型是Get，所以也表明，第三个请求没有传递任何信息给这个请求。

整理可以知道，流程是这样的：

登陆成功后跳转：http://202.192.72.4/xs_main.aspx?xh=2013034743130

点击查询成绩按钮请求：http://202.192.72.4/xscj_gc.aspx?xh=2013034743130&xm=%B3%C2%D6%BE%B7%AB&gnmkdm=N121605 （Get）

点击查询在校成绩请求：http://202.192.72.4/xscj_gc.aspx?xh=2013034743130&xm=%u9648%u5fd7%u5e06&gnmkdm=N121605 （Post）

所以，我们先来模拟第二个，这个请求是Get类型，所以直接请求即可，但是会发现请求会失败，原因是服务器不能知道我们已经进行登陆了：

所以最先想到的办法是带上第一个请求得到的Cookie，但是也是不行，这个时候要用到上面说的Referer标识，这个标识会告诉服务器请求来源，因为登陆成功会在服务器进行登记，这个标记会让服务器知道请求来源于登陆成功的账号：

此时请求返回正常，我们在源码中可以发现有两个隐藏的<input>标签：

这两个标签传递的，其实是第三个请求的参数，这个时候，模拟第三个请求，并且添加对应的Referer（第二个请求的URL），会发现请求也成功了：

这个请求中的url中的一个参数xm被我更改为1了，原本使用的是一种unicode加密编码，把用户名编码过去了，但是实际上这个参数并没有实际意义，%u的格式会破坏Python程序，所以这里直接改成1了。

② 模仿请求

请求分析完毕，就可以开始写代码了：

用到的包：

 import requests, xlwt, os
 from bs4 import BeautifulSoup

登录：

 def login(s, number, password):
     print '正在登录账号：'+number
     url = 'http://202.192.72.4/default_gdsf.aspx'
     data = {'__EVENTTARGET': 'btnDL',
             'TextBox1': number,
             'TextBox2': password,
             '__VIEWSTATE': '/wEPDwULLTExNzc4NDAyMTBkGAEFHl9fQ29udHJvbHNSZXF1aXJlUG9zdEJhY2tLZXlfXxYBBQVjaGtZRIgvS19wi/UKxQv2qDEuCtWOjJdl',
             'chkYD': 'on',
             '__EVENTVALIDATION': '/wEWCgKFvrvOBQLs0bLrBgLs0fbZDAK/wuqQDgKAqenNDQLN7c0VAuaMg+INAveMotMNAuSStccFAvrX56AClqUwdU9ySl1Lo85TvdUwz0GrJgI='}
     s.post(url, data)
     return s.cookies

登录操作没有给后面的请求传递任何参数，这里的Cookies不是必须的，但是登录是必须的，这样告诉服务器我们后面的请求才是合法的。

点击查询成绩按钮：

 def get_data_for_grade(s, number, password):
     url = 'http://202.192.72.4/xscj_gc.aspx?xh=' + number + '&xm=%B3%C2%D6%BE%B7%AB&gnmkdm=N121605'
     referer = 'http://202.192.72.4/xs_main.aspx?xh=' + number
     cookies = login(s, number, password)
     response = s.get(url=url, headers={'Referer': referer}, allow_redirects=False, cookies=cookies)
     source = response.text
     soup = BeautifulSoup(source, 'html.parser')
     view_state = soup.find('input', attrs={'id': '__VIEWSTATE'})['value']
     event_validation = soup.find('input', attrs={'id': '__EVENTVALIDATION'})['value']
     states = {'view_state': view_state, 'event_validation': event_validation, 'cookies': cookies, 'origin': url}
     return states

第五行队请求设置Referer，接着通过BeautifulSoup解析源码得到两个隐藏的<input>标签里面value值，第三个请求要用到。

查询所有成绩请求：

 def check_info(s, number, password):
     url = 'http://202.192.72.4/xscj_gc.aspx?xh=' + number + '&xm=1&gnmkdm=N121605'
     states = get_data_for_grade(s, number, password)
     print '登录成功，正在拉取成绩'
     data = {
         '__VIEWSTATE': states['view_state'],
         'ddlXN': '',
         'ddlXQ': '',
         'Button2': '',
         '__EVENTVALIDATION': states['event_validation']
     }
     response = s.post(url, data=data, cookies=states['cookies'], headers={'Referer': states['origin']},
                       allow_redirects=False)
     return response.text

得到成绩单源码之后，就可以进行解析了，这里解析存放到xls表格中：

 def writeToFile(source):
     print '正在写入文档'
     wb = xlwt.Workbook(encoding='utf-8', style_compression=0)
     soup = BeautifulSoup(source, "html.parser")
     span = soup.find('span', attrs={'id': 'Label5'})
     sheet = wb.add_sheet('成绩单', cell_overwrite_ok=True)
     table = soup.find(attrs={'id': 'Datagrid1'})
     lines = table.find_all('tr')
     for i in range(len(lines)):
         tds = lines[i].find_all('td')
         for j in range(len(tds)):
             sheet.write(i, j, tds[j].text)
     try:
         os.remove(span.text + '.xls')
     except:
         pass
     wb.save(span.text + '.xls')

最后遍历学号进行爬取，这里只爬取默认账号密码的成绩：

 for i in range(1, 55):
     num = ''
     s = requests.session()
     try:
         if i <= 9:
             writeToFile(check_info(s, num[:12] + str(i), num[:12] + str(i)))
         else:
             writeToFile(check_info(s, num[:11] + str(i), num[:11] + str(i)))
     except:
         pass
     s.close()

---

第二种方案，是通过模拟浏览器来进行登录，点击按钮等操作获取成绩，这里用到的是自动化测试框架Selenium。

这种方案的优点是我们不需要像第一种那样要去分析请求，只需要告诉浏览器要怎么做就行了，但是缺点是速度慢。

 # -*- coding: utf-8 -*-
 from selenium import webdriver
 from selenium.webdriver.common.by import By
 from selenium.webdriver.support.wait import WebDriverWait
 from selenium.webdriver.common.action_chains import ActionChains
 from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
 from selenium.common.exceptions import NoSuchElementException
 from selenium.common.exceptions import NoAlertPresentException
 from bs4 import BeautifulSoup
 import xlwt
 import os
 
 class Script():
     def setUp(self):
         self.driver = webdriver.Chrome()
         self.driver.implicitly_wait(10)
         # self.driver.maximize_window()
         self.base_url = "http://202.192.72.4/"
         self.verificationErrors = []
         self.accept_next_alert = True
 
     def test_jb(self, num):
         driver = self.driver
         driver.get(self.base_url + "/default_gdsf.aspx")
         driver.find_element_by_id("TextBox1").clear()
         driver.find_element_by_id("TextBox1").send_keys(num)
         driver.find_element_by_id("TextBox2").clear()
         driver.find_element_by_id("TextBox2").send_keys(num)
         driver.find_element_by_id("chkYD").click()
         driver.find_element_by_id("btnDL").click()
         WebDriverWait(driver, 5).until(EC.alert_is_present()).accept()
         self.open_and_click_menu(driver)
         retry = 0
         while retry <= 2:
             try:
                 driver.switch_to.frame(driver.find_element_by_id('iframeautoheight'))
                 WebDriverWait(driver, 5).until(EC.visibility_of_element_located((By.XPATH, "//input[@id='Button2']")))
                 break
             except:
                 print '重新点击按钮'
                 driver.switch_to.parent_frame()
                 self.open_and_click_menu(driver)
             retry += 1
         else:
             print '重试失败'
 
         source = driver.page_source
         driver.find_element_by_xpath("//input[@id='Button2']").click()
 
         def source_change(driver):
             if source == driver.page_source:
                 return False
             else:
                 return driver.page_source
 
         self.writeToFile(WebDriverWait(driver, 10).until(source_change))
         driver.quit()
 
     def open_and_click_menu(self, driver):
         menu1 = WebDriverWait(driver, 5).until(EC.visibility_of_element_located((By.XPATH, "//ul[@class='nav']/li[5]")))
         menu2 = driver.find_element_by_xpath("//ul[@class='nav']/li[5]/ul/li[3]")
         ActionChains(driver).move_to_element(menu1).move_to_element(menu2).click(menu2).perform()
 
     def is_element_present(self, how, what):
         try:
             self.driver.find_element(by=how, value=what)
         except NoSuchElementException as e:
             return False
         return True
 
     def is_alert_present(self):
         try:
             self.driver.switch_to_alert()
         except NoAlertPresentException as e:
             return False
         return True
 
     def close_alert_and_get_its_text(self):
         try:
             alert = self.driver.switch_to_alert()
             alert_text = alert.text
             if self.accept_next_alert:
                 alert.accept()
             else:
                 alert.dismiss()
             return alert_text
         finally:
             self.accept_next_alert = True
 
     def tearDown(self):
         self.driver.quit()
         self.assertEqual([], self.verificationErrors)
 
     @staticmethod
     def writeToFile(source):
         wb = xlwt.Workbook(encoding='utf-8', style_compression=0)
         soup = BeautifulSoup(source, "html.parser")
         span = soup.find('span', attrs={'id': 'Label5'})
         sheet = wb.add_sheet('成绩单', cell_overwrite_ok=True)
         table = soup.find(attrs={'id': 'Datagrid1'})
         lines = table.find_all('tr')
         for i in range(len(lines)):
             tds = lines[i].find_all('td')
             for j in range(len(tds)):
                 sheet.write(i, j, tds[j].text)
         try:
             os.remove(span.text + '.xls')
         except:
             pass
         wb.save(span.text + '.xls')
 
 if __name__ == "__main__":
     # unittest.main()
     s = Script()
 
     for i in range(1, 50):
         num = ''
         s.setUp()
         try:
             if i <= 9:
                 s.test_jb(num[:12] + str(i))
             else:
                 s.test_jb(num[:11] + str(i))
         except:
             pass

这种方法的意义只是熟悉一下自动化测试框架，因为速度实在太慢了，也就不详细介绍了，这里粗略说一下，其实原理就是通过查到网页中对应的控件，进行点击或者悬浮于上面等等的操作，一步一步的到达最后的成绩单，要做的是控制整个流程，明确在什么时候应该停一下等控件出现，什么时候要去点击。

而且到目前为止，这个框架还是有一些Bug的，比如火狐浏览器的驱动无法实现在一个按钮上Hover的操作等等。