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Python爬蟲之怎麼解析HTML頁面

WBOY
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2023-05-30 21:41:422982瀏覽

用Python解析HTML頁面

我們通常需要解析網路爬取的頁面，以取得我們需要的資料。透過分析 HTML 標籤的組合結構，我們可以提取出網頁中所包含的有用資訊。在 Python 中，有三種常見的 HTML 解析方式：正規表示式解析、XPath 解析和 CSS 選擇器解析。

HTML 頁面的結構

了解 HTML 頁面的基本結構是在講解 HTML 解析方式之前的先決條件。當我們在瀏覽器中開啟一個網站，並透過滑鼠右鍵選單選擇「顯示網頁原始碼」選單項目時，就可以看到網頁對應的 HTML 程式碼。 HTML 程式碼通常由標籤、屬性和文字組成。標籤承載頁面顯示的內容，屬性補充標籤訊息，而文字則是標籤所顯示的內容。下面是一個簡單的HTML 頁面程式碼結構範例：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <!-- head 标签中的内容不会在浏览器窗口中显示 -->
        <title>这是页面标题</title>
    </head>
    <body>
        <!-- body 标签中的内容会在浏览器窗口中显示 -->
        <h2>这是一级标题</h2>
        <p>这是一段文本</p>
    </body>
</html>

在這個HTML 頁面程式碼範例中，8b05045a5be5764f313ed5b9168a17e6是文件類型聲明，100db36a723c770d327fc0aef2ce13b1 標籤是整個頁面的根標籤，93f0f5c25f18dab9d176bd4f6de5d30e和6c04bd5ca3fcae76e30b72ad730ca86d是100db36a723c770d327fc0aef2ce13b1標籤的子標籤，放在6c04bd5ca3fcae76e30b72ad730ca86d標籤下的內容會顯示在瀏覽器視窗中，這部分內容是網頁的主體；放在93f0f5c25f18dab9d176bd4f6de5d30e標籤下的內容不會在瀏覽器視窗中顯示，但是卻包含了頁面重要的元訊息，通常稱之為網頁的頭部。 HTML 頁面大致的程式碼結構如下所示：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <!-- 页面的元信息，如字符编码、标题、关键字、媒体查询等 -->
    </head>
    <body>
        <!-- 页面的主体，显示在浏览器窗口中的内容 -->
    </body>
</html>

標籤、層疊樣式表（CSS）和 JavaScript 是構成 HTML 頁面的三個基本組成部分。標籤用來承載頁面要顯示的內容，CSS 負責頁面的渲染，而 JavaScript 用來控制頁面的互動式行為。要實現HTML 頁面的解析，可以使用XPath 的語法，它原本是XML 的一種查詢語法，可以根據HTML 標籤的層次結構提取標籤中的內容或標籤屬性；此外，也可以使用CSS 選擇器來定位頁面元素，就跟用CSS 渲染頁面元素是同樣的道理。

XPath 解析

XPath 是在XML（eXtensible Markup Language）文件中尋找資訊的一種語法，XML 跟HTML 類似也是一種用標籤承載資料的標籤語言，不同之處在於XML 的標籤是可擴展的，可以自訂的，而且XML 對語法有更嚴格的要求。 XPath 使用路徑表達式來選取 XML 文件中的節點或節點集，這裡所說的節點包括元素、屬性、文字、命名空間、處理指令、註解、根節點等。

XPath路徑表達式類似檔案路徑語法，可使用「/」和「//」選取節點。選取根節點時，可使用單斜線"/"；選取任一位置的節點時，可使用雙斜線"//」。例如，「/bookstore/book」表示選取根節點 bookstore 下的所有 book 子節點，「//title」表示選取任意位置的 title 節點。

XPath 也可以使用謂詞（Predicate）來過濾節點。方括號中的巢狀表達式可以是數字、比較運算子或函數調用，作為謂語。例如，「/bookstore/book[1]」表示選取 bookstore 的第一個子節點 book，「//book[@lang]」表示選取所有具有 lang 屬性的 book 節點。

XPath 的函數包括字串、數學、邏輯、節點、序列等函數，這些函數可以用於選取節點、計算值、轉換資料類型等操作。例如，「string-length(string)」函數可以傳回字串的長度，「count(node-set)」函數可以傳回節點集中節點的個數。

下面我們透過一個例子來說明如何使用 XPath 對頁面進行解析。假設我們有以下的 XML 文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<bookstore>
    <book>
      <title lang="eng">Harry Potter</title>
      <price>29.99</price>
    </book>
    <book>
      <title lang="zh">Learning XML</title>
      <price>39.95</price>
    </book>
</bookstore>

對於這個 XML 文件，我們可以用如下所示的 XPath 語法取得文件中的節點。

//book//@lang/bookstore/book[1]
路徑表達式 #結果
/bookstore
#選取根元素bookstore。注意：如果路徑起始於正斜線( / )，則此路徑總是代表到某元素的絕對路徑！
選取所有 book 子元素，而不管它們在文件中的位置。
選取名為 lang 的所有屬性。
選取 bookstore 的第一個子節點 book。 ############

CSS 选择器解析

通过HTML标签的属性和关系来定位元素的方式被称为CSS选择器。根据 HTML 标签的层级结构、类名、id 等属性能够确定元素的位置。在 Python 中，我们可以使用 BeautifulSoup 库来进行 CSS 选择器解析。

我们接下来会举一个例子，讲解如何运用 CSS 选择器来分析页面。假设我们有如下的 HTML 代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
	<meta charset="utf-8">
	<title>这是页面标题</title>
</head>
<body>
	<div class="content">
		<h2>这是一级标题</h2>
		<p>这是一段文本</p>
	</div>
	<div class="footer">
		<p>版权所有 © 2021</p>
	</div>
</body>
</html>

我们可以使用如下所示的 CSS 选择器语法来选取页面元素。

选择器 结果
div.content 选取 class 为 content 的 div 元素。
h2 选取所有的 h2 元素。
div.footer p 选取 class 为 footer 的 div 元素下的所有 p 元素。
[href] 选取所有具有 href 属性的元素。

正则表达式解析

用正则表达式可以解析 HTML 页面，从而实现文本的匹配、查找和替换。使用 re 模块可以进行 Python 的正则表达式解析。

下面我们通过一个例子来说明如何使用正则表达式对页面进行解析。假设我们有如下的 HTML 代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
	<meta charset="utf-8">
	<title>这是页面标题</title>
</head>
<body>
	<div class="content">
		<h2>这是一级标题</h2>
		<p>这是一段文本</p>
	</div>
	<div class="footer">
		<p>版权所有 © 2021</p>
	</div>
</body>
</html>

我们可以使用如下所示的正则表达式来选取页面元素。

import re
html = '''
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
	<meta charset="utf-8">
	<title>这是页面标题</title>
</head>
<body>
	<div class="content">
		<h2>这是一级标题</h2>
		<p>这是一段文本</p>
	</div>
	<div class="footer">
		<p>版权所有 © 2021</p>
	</div>
</body>
</html>
'''
pattern = re.compile(r'
.*?
(.*?)
.*?
(.*?)
.*?
', re.S)
match = re.search(pattern, html)
if match:
    title = match.group(1)
    text = match.group(2)
    print(title)
    print(text)

以上代码中，我们使用 re 模块的 compile 方法来编译正则表达式，然后使用 search 方法来匹配 HTML 代码。在正则表达式中，“.*?”表示非贪婪匹配，也就是匹配到第一个符合条件的标签就停止匹配，而“re.S”表示让“.”可以匹配包括换行符在内的任意字符。最后，我们使用 group 方法来获取匹配的结果。

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