[python爬虫]Requests-BeautifulSoup-Re库方案--…

【根据北京理工大学嵩天老师“Python网络爬虫与信息提取”慕课课程编写  文章中部分图片来自老师PPT

慕课链接：https://www.icourse163.org/learn/BIT-1001870001?tid=1002236011#/learn/announce】

一、python爬虫的思路

爬虫是指根据一定规则（如页面HTML结构）可以在网络页面上获取大量数据的代码或程序。python语言提供了很多适合编写爬虫的库。

python爬虫有很多种思路，这里使用3个python库搭建：Requests、BeautifulSoup、Re。

Requests库提供了方法获取HTML页面，相当于把网页抓取到了一个变量中，再使用这个变量进行后续处理。更多信息请查看官方文档：http://www.python-requests.org/en/master/。

BeautifulSoup库提供了方法解析抓取下来的HTML页面。它根据HTML页面的DOM(Document Object Model)结构，解析我们真正感兴趣的内容。BeautifulSopu(美味汤)，就像是Requests库提供了丰富但是杂乱的食材，而BeautifulSoup库知道哪些食材可以用，并用这些食材做成了一锅美味的汤。更多信息请查看官方文档：https://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/。

Re库提供了使用正则表达式(Regular Expression)的方法。正则表达式是多个字符串的概括表示，有点像模糊匹配。使用正则表达式，可以更好地匹配HTML的DOM结构。更多信息请查看官方文档：https://docs.python.org/3/library/re.html。

使用Requests、BeautifulSoup、Re库搭建python爬虫的思路是：Requests库获取页面内容，BeautifulSoup库解析页面内容，Re库辅助匹配字符串。这3个库都比较简洁，语法也不是很复杂，适合构建中小型的爬虫。

二、Requests库基本使用

1.Requests库的安装

①python的正确安装

在python官网下载python3.x版本，python官网：https://www.python.org/。

python语言有两个版本同步更新：2.x系列和3.x系列。当前最新版本是2.7和3.7。2.x版本是之前的版本，各种库比较丰富。3.x版本是2009年开始开发的，相比较于2.x版本语法有很大的变化。两个版本是不兼容的。发展到现在，3.x系列已经有很多成熟的第三方库了，官方也在支持3.x系列版本的开发。除此之外，BeautifulSoup库对3.x版本也有优化。

下载并安装python后，需要配置计算机环境变量，为了在使用CMD命令窗口时可以正确找到所需工具的位置。(pip工具)

右键计算机属性-高级系统设置-环境变量。在用户变量列表中，找到Path变量，点击编辑。新建两个变量，目录是python安装目录下python.exe和pip.exe所在位置。

打开CMD(command，命令提示符)，输入python以测试环境变量是否配置成功。若输出python版本信息，则说明配置成功。

②Requests库的安装

以管理员身份启动CMD（右键CMD即可，这里不确定直接运行CMD是否可以安装成功），输入pip install requests即可从网络上下载并安装requests库。pip是python库的管理工具，可以对大部分库进行下载、安装、更新、卸载等。但是也有部分库是使用pip工具安装不了的。如果提示要先更新pip工具，按照指导更新即可。

注意这里有一个容易犯错的地方，也是很多人不会注意到的。启动CMD后输入完python测试配置环境变量成功后，要把CMD退出去，再启动，输入pip install requests。因为在CMD中输入完python后，CMD就变成了python交互器了。

2.Requests库的7个主要方法

Requests库比较简洁，主要的方法只有7个，分别对应HTTP的功能，这里可以先跳过，不用理解。

这些方法是：

requests.get()：获取HTML网页的主要方法，对应HTTP的GET

requests.head()：获取HTML网页的头信息，对应HTTP的HEAD

requests.post()：向HTML网页提交POST请求，对应HTTP的POST

requests.put()：向HTML网页提交PUT请求，对应HTTP的PUT

requests.patch()：向HTML网页提交局部修改请求，对应HTTP的PATCH

requests.delete()：向HTML网页提交删除请求，对应HTTP的DELETE

requests.request()：构造一个请求，是支撑以上各种方法的基础方法

其中，最重要的，也是用的最多的是requests.get()。

3.Requests库的requests.get()

r.requests.get(url)这样一行代码，做的事情其实有很多。requests.get(url)通过get()方法和url构造了一个向网页请求资源的Request对象（注意Request对象的'R'是大写）。而get()方法返回一个Response对象，其中包含了网页所有相关资源（即爬虫返回的全部内容），也包括我们向网页请求访问的Request对象中的相关信息。

这里，Request和Response是两个重要的对象。

①Response对象的重要属性

r.status_code：HTTP请求的返回状态，200表示连接成功，不是200表示连接失败

r.encoding：HTTP头部中猜测的内容字符编码方式

r.apparent_encoding：从HTTP内容中解析出的最适合该内容的编码方式（与r.encoding的区别会在后面解释）

r.text：HTTP响应内容的字符串形式，即URL对应的页面内容

r.content：HTTP响应内容的二进制形式。如在HTTP中获取的图片、视频等多媒体资源就是用二进制形式存储的

页面中显示的字符都是有一定要求的。有些页面会在HTTP头部中写入charset字段，来标识该页面中文本字符串的编码方式，但是有些页面的头部中没有charset字段。r.encoding的作用就是查看HTTP头部，以返回charset字段的值；如果没有charset字段，则返回的编码方式是'iso-8859-1'。r.apparent_encoding是实实在在地解析页面的内容，分析其中的字符串的最适合的编码方式，并返回这个编码。所以一般情况下，r.apparent_encoding比r.encoding更合理。一般用get()方法成功获取HTTP相关内容后，将r.apparent_encoding的值赋给r.encoding（即r.encoding=r.apparent_encoding），来根据正确的编码方式显示字符。

②关于get()方法的定义

从图中可以看到，get()方法实际上返回的是一个request()方法构造的对象，即get()方法是request()方法的封装。不光是get()方法，Requests库提供的其他几个方法也都是request()方法的封装。从这个层面上理解，Requests库只有request()这样一个基础的方法。

③get()方法使用的示例

下面输出Response对象的相关属性信息，并展示错误的编码方式：

展示get()方法返回的Response对象：

4.Requests库的异常及通用代码框架

①Requests库使用过程中可能会产生的异常

r=requests.get(url)这样一行代码是和指定的服务器进行连接，但是在这个过程中可能会产生很多异常。

requests.ConnectionError：网络连接错误，如DNS查询失败、服务器防火墙拒绝连接等

requests.HTTPError：在HTTP协议层面出现的异常

requests.URLRequired：URL缺失造成的异常

requests.TooManyRedirects：用户访问URL进行的重定向次数超过了Requests库要求的最大重定向次数产生的异常，如对复杂URL进行访问时引发

requests.ConnectTimeout：连接远程服务器超时异常

requests.Timeout：连接至服务器及到获取内容整个过程中产生的超时异常

当发生异常时，Response对象的status_code属性不是200。根据这一点，Requests库提供了r.raise_for_status()方法。如果status_code不是200，则引发HTTPError异常。可以根据这一点使用python语言的try-except异常捕捉机制，编写连接至服务器并获取页面内容的通用代码框架。

②通用代码框架

 1 import requests  #引入Requests库
 2 
 3 def getHTMLText(url):
 4     try:
 5         r=requests.get(url)
 6         r.raise_for_status()  #如果状态不是200，则产生HTTPError异常
 7         r.encoding=r.apparent_encoding
 8         return r.text
 9     except:
10         return "产生错误"
11 
12 def main():
13     url="http://www.baidu.com"
14     print(getHTMLText(url))
15 
16 
17 if __name__=="__main__":
18     main()

关于python语言的异常处理机制，请查看：http://www.runoob.com/python3/python3-errors-execptions.html。

5.关于HTTP协议

HTTP(Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议)，是一个基于“请求与响应”模式的、无状态的应用层协议。其中，“请求与响应”模式指的是用户发出请求、服务器作出响应；“无状态”指前一次请求与后一次请求之间没有关联，不会相互影响；“应用层协议”指HTTP协议工作在TCP协议之上。

HTTP协议采用URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)作为定位网络资源的标识。网络上的每个文件都有一个唯一的URL，它包含文件的位置信息以及浏览器对它的处理信息。URL的格式为http://host[:port][path]。其中host是指合法的Internet主机或本地IP地址。post是端口号，默认为80。80是http的端口号，443是https的端口号。path是所请求资源的路径。

HTTP协议对资源的操作与Requests库提供的方法是相对应的。这些操作包括：

GET：请求获取URL位置的资源；HEAD：请求获取位置资源的头部信息；POST：请求向位置资源后附加新的数据；PUT：请求向URL位置存储一个资源，并覆盖原URL位置的资源；PATCH：请求局部更新URL位置资源；DELETE：请求删除URL位置存储的资源。

HTTP协议通过URL对资源作定位，通过这6个方法对资源进行管理。

6.Requests库的方法

①requests.request(method,url,**kwargs)

Requests库的基础方法，其他方法（如get()方法）都是这个方法的封装。

method是请求的方式，对应get、head、post、put、patch、delete、options这7种方法。其中options是指与服务器交互时产生的一些参数，和URL的位置资源不直接相关。method参数的含义，以get()方法举例。r=requests.request('get',url)，r=requests.request('GET',url)，r=requests.get(url)。这3种方法是等价的。注意requests.request()中get是字符串，要加引号。

url是拟获取资源的链接。

kwargs是可选参数，这里有13个。分别是：

params：字典或字节序列，增加到URL中。程序不仅链接到指定的URL，还代入一些参数。服务器根据这些参数筛选部分内容资源返回

data：字典、字节序列或文件对象，作为Request的内容，增加到URL对应资源的主体内容中

json：JSON格式的数据，作为Request的内容

headers：字典，用于定制访问服务器的信息头，可将程序爬取行为模拟成浏览器的访问行为

cookies：字典或CookieJar，Request中的cookie

auth：元祖类型，支持HTTP认证功能

files：字典类型，向服务器传送文件时使用的字段

timout：设定超时时间，以秒为单位

proxies：字典类型，设定访问代理服务器，以指定的IP地址访问网络

allow_redirects：True/False，默认是True，是否可以进行重定向

stream：True/False，默认是True，是否立即下载获取的内容

verify：True/False，默认是True，是否认证SSL证书

cert：保存本体SSL证书路径的相关设置

Requests库提供的其他几个方法的参数都是上面13种，只是对有些方法来说，对比较常用的参数进行了显式定义，而没有把它们放在可选参数中。

②requests.get(url,params=None,**kwargs)

③requests.head(url,**kwargs)

④requests.post(url,data=None,json=None,**kwargs)

⑤requests.put(url,data=None,**kwargs)

⑥requests.patch(url,data=None,**kwargs)

⑦requests.delete(url,**kwargs)

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