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【2022 年】Python3 爬虫教程 - 爬虫是什么?

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简而言之,爬虫可以帮助我们快速把网站上的信息快速提取并保存下来。

我们可以把互联网比作一张大网,而爬虫(即网络爬虫)便是在网上爬行的蜘蛛。把网的节点比作一个个网页,爬虫爬到这就相当于访问了该页面,就能把网页上的信息提取出来。我们可以把节点间的连线比作网页与网页之间的链接关系,这样蜘蛛通过一个节点后,可以顺着节点连线继续爬行到达下一个节点,即通过一个网页继续获取后续的网页,这样整个网的节点便可以被蜘蛛全部爬行到,网站的数据就可以被抓取下来了。

1. 爬虫有什么用?

通过上面的话,你可能已经初步知道了爬虫是做了什么事情,但一般要学一个东西,我们得知道学来干什么用吧?

其实,爬虫的用处可大了去了。

  • 比如,我们想要研究最近各大网站头条都有什么热点,那我们就可以用爬虫把这些网站的热门新闻用爬虫爬下来,这样我们就可以分析其中的标题、内容等知道热点关键词了。
  • 比如,我们想要对一些天气、金融、体育、公司等各种信息进行整理和分析,但这些内容都分布在各种不同的网站上,那我们就可以用爬虫把这些网站上的数据爬取下来,整理成我们想要的数据保存下来,就可以对其进行分析了。
  • 比如,我们在网上看到了很多美图,比如风景、美食、美女,或者一些资料、文章,想保存到电脑上,但一次次右键保存、复制粘贴显然非常费时费力,那我们就可以利用爬虫将这些图片或资源快速爬取下来,极大地节省时间和精力。

另外还有很多其他的,比如黄牛抢票、自助抢课、网站排名等等各种技术也都和爬虫分不开,爬虫的用处可谓是非常大,可以说人人都应该会点爬虫。

另外学爬虫还可以帮助我们顺便学好 Python。学爬虫,个人首推的就是 Python 语言,如果你对 Python 还不太熟,没关系,爬虫就非常适合作为入门 Python 的方向来学习,一边学爬虫,一边学 Python,最后一举两得。

不仅如此,爬虫技术和其他领域的几乎都有交集,比如前后端 Web 开发、数据库、数据分析、人工智能、运维、安全等等领域都和爬虫有所沾边,所以学好了爬虫,就相当于为其他的领域也铺好了一个台阶,以后想进军其他领域都可以更轻松地衔接。Python 爬虫可谓是学习计算机的一个很好的入门方向之一。

2. 爬虫的流程

简单来说,爬虫就是获取网页并提取和保存信息的自动化程序,下面概要介绍一下。

(1) 获取网页

爬虫首先要做的工作就是获取网页,这里就是获取网页的源代码。源代码里包含了网页的部分有用信息,所以只要把源代码获取下来,就可以从中提取想要的信息了。

我们用浏览器浏览网页时,其实浏览器就帮我们模拟了这个过程,浏览器向服务器发送了一个个请求,返回的响应体便是网页源代码,然后浏览器将其解析并呈现出来。所以,我们要做的爬虫其实就和浏览器类似,将网页源代码获取下来之后将内容解析出来就好了,只不过我们用的不是浏览器,而是 Python。

刚才说,最关键的部分就是构造一个请求并发送给服务器,然后接收到响应并将其解析出来,那么这个流程怎样用 Python 实现呢?

Python 提供了许多库来帮助我们实现这个操作,如 urllib、requests 等。我们可以用这些库来实现 HTTP 请求操作,请求和响应都可以用类库提供的数据结构来表示,得到响应之后只需要解析数据结构中的 body 部分即可,即得到网页的源代码,这样我们可以用程序来实现获取网页的过程了。

(2) 提取信息

获取网页的源代码后,接下来就是分析网页的源代码,从中提取我们想要的数据。首先,最通用的方法便是采用正则表达式提取,这是一个万能的方法,但是在构造正则表达式时比较复杂且容易出错。

另外,由于网页的结构有一定的规则,所以还有一些根据网页节点属性、CSS 选择器或 XPath 来提取网页信息的库,如 Beautiful Soup、pyquery、lxml 等。使用这些库,我们可以高效快速地从中提取网页信息,如节点的属性、文本值等。

提取信息是爬虫非常重要的部分,它可以使杂乱的数据变得条理、清晰,以便我们后续处理和分析数据。

(3) 保存数据

提取信息后,我们一般会将提取到的数据保存到某处以便后续使用。这里保存形式有多种多样,如可以简单保存为 TXT 文本或 JSON 文本,也可以保存到数据库,如 MySQL 和 MongoDB 等,还可保存至远程服务器,如借助 SFTP 进行操作等。

(4) 自动化程序

说到自动化程序,意思是说爬虫可以代替人来完成这些操作。首先,我们手工当然可以提取这些信息,但是当量特别大或者想快速获取大量数据的话,肯定还是要借助程序。爬虫就是代替我们来完成这份爬取工作的自动化程序,它可以在抓取过程中进行各种异常处理、错误重试等操作,确保爬取持续高效地运行。

3. 能爬怎样的数据?

在网页中我们能看到各种各样的信息,最常见的便是常规网页,它们对应着 HTML 代码,而最常抓取的便是 HTML 源代码。

另外,可能有些网页返回的不是 HTML 代码,而是一个 JSON 字符串(其中 API 接口大多采用这样的形式),这种格式的数据方便传输和解析,它们同样可以抓取,而且数据提取更加方便。

此外,我们还可以看到各种二进制数据,如图片、视频和音频等。利用爬虫,我们可以将这些二进制数据抓取下来,然后保存成对应的文件名。

另外,还可以看到各种扩展名的文件,如 CSS、JavaScript 和配置文件等,这些其实也是最普通的文件,只要在浏览器里面可以访问到,就可以将其抓取下来。

上述内容其实都对应各自的 URL,是基于 HTTP 或 HTTPS 协议的,只要是这种数据,爬虫都可以抓取。

4. 总结

本节结束,我们已经对爬虫有了基本的了解,接下来让我们一起接着迈入爬虫学习的世界吧!