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Python爬虫利器三之Xpath语法与lxml库的用法

前言

前面我们介绍了 BeautifulSoup 的用法,这个已经是非常强大的库了,不过还有一些比较流行的解析库,例如 lxml,使用的是 Xpath 语法,同样是效率比较高的解析方法。如果大家对 BeautifulSoup 使用不太习惯的话,可以尝试下 Xpath。

参考来源

lxml用法源自 lxml python 官方文档,更多内容请直接参阅官方文档,本文对其进行翻译与整理。 lxml XPath语法参考 w3school w3school

视频资源

如果你对 XPath 不熟悉的话,可以看下这个视频资源: web端功能自动化定位元素

安装

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pip install lxml

利用 pip 安装即可

XPath语法

XPath 是一门在 XML 文档中查找信息的语言。XPath 可用来在 XML 文档中对元素和属性进行遍历。XPath 是 W3C XSLT 标准的主要元素,并且 XQuery 和 XPointer 都构建于 XPath 表达之上。

节点关系

(1)父(Parent) 每个元素以及属性都有一个父。 在下面的例子中,book 元素是 title、author、year 以及 price 元素的父:

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<book>
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>

(2)子(Children) 元素节点可有零个、一个或多个子。 在下面的例子中,title、author、year 以及 price 元素都是 book 元素的子:

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<book>
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>

(3)同胞(Sibling) 拥有相同的父的节点 在下面的例子中,title、author、year 以及 price 元素都是同胞:

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<book>
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>

(4)先辈(Ancestor) 某节点的父、父的父,等等。 在下面的例子中,title 元素的先辈是 book 元素和 bookstore 元素:

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<bookstore>

<book>
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>

</bookstore>

(5)后代(Descendant) 某个节点的子,子的子,等等。 在下面的例子中,bookstore 的后代是 book、title、author、year 以及 price 元素:

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<bookstore>

<book>
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>

</bookstore>

选取节点

XPath 使用路径表达式在 XML 文档中选取节点。节点是通过沿着路径或者 step 来选取的。

下面列出了最有用的路径表达式:

表达式

描述

nodename

选取此节点的所有子节点。

/

从根节点选取。

//

从匹配选择的当前节点选择文档中的节点,而不考虑它们的位置。

.

选取当前节点。

..

选取当前节点的父节点。

@

选取属性。

实例 在下面的表格中,我们已列出了一些路径表达式以及表达式的结果:

路径表达式

结果

bookstore

选取 bookstore 元素的所有子节点。

/bookstore

选取根元素 bookstore。注释:假如路径起始于正斜杠( / ),则此路径始终代表到某元素的绝对路径!

bookstore/book

选取属于 bookstore 的子元素的所有 book 元素。

//book

选取所有 book 子元素,而不管它们在文档中的位置。

bookstore//book

选择属于 bookstore 元素的后代的所有 book 元素,而不管它们位于 bookstore 之下的什么位置。

//@lang

选取名为 lang 的所有属性。

谓语(Predicates)

谓语用来查找某个特定的节点或者包含某个指定的值的节点。 谓语被嵌在方括号中。 实例 在下面的表格中,我们列出了带有谓语的一些路径表达式,以及表达式的结果:

路径表达式

结果

/bookstore/book[1]

选取属于 bookstore 子元素的第一个 book 元素。

/bookstore/book[last()]

选取属于 bookstore 子元素的最后一个 book 元素。

/bookstore/book[last()-1]

选取属于 bookstore 子元素的倒数第二个 book 元素。

/bookstore/book[position()<3]

选取最前面的两个属于 bookstore 元素的子元素的 book 元素。

//title[@lang]

选取所有拥有名为 lang 的属性的 title 元素。

//title[@lang=’eng’]

选取所有 title 元素,且这些元素拥有值为 eng 的 lang 属性。

/bookstore/book[price>35.00]

选取 bookstore 元素的所有 book 元素,且其中的 price 元素的值须大于 35.00。

/bookstore/book[price>35.00]/title

选取 bookstore 元素中的 book 元素的所有 title 元素,且其中的 price 元素的值须大于 35.00。

选取未知节点

XPath 通配符可用来选取未知的 XML 元素。

通配符

描述

*

匹配任何元素节点。

@*

匹配任何属性节点。

node()

匹配任何类型的节点。

实例 在下面的表格中,我们列出了一些路径表达式,以及这些表达式的结果:

路径表达式

结果

/bookstore/*

选取 bookstore 元素的所有子元素。

//*

选取文档中的所有元素。

//title[@*]

选取所有带有属性的 title 元素。

选取若干路径

通过在路径表达式中使用“|”运算符,您可以选取若干个路径。 实例 在下面的表格中,我们列出了一些路径表达式,以及这些表达式的结果:

路径表达式

结果

//book/title | //book/price

选取 book 元素的所有 title 和 price 元素。

//title | //price

选取文档中的所有 title 和 price 元素。

/bookstore/book/title | //price

选取属于 bookstore 元素的 book 元素的所有 title 元素,以及文档中所有的 price 元素。

XPath 运算符

下面列出了可用在 XPath 表达式中的运算符:

运算符

描述

实例

返回值

|

计算两个节点集

//book | //cd

返回所有拥有 book 和 cd 元素的节点集

+

加法

6 + 4

10

-

减法

6 - 4

2

*

乘法

6 * 4

24

div

除法

8 div 4

2

\=

等于

price=9.80

如果 price 是 9.80,则返回 true。如果 price 是 9.90,则返回 false。

!=

不等于

price!=9.80

如果 price 是 9.90,则返回 true。如果 price 是 9.80,则返回 false。

<

小于

price<9.80

如果 price 是 9.00,则返回 true。如果 price 是 9.90,则返回 false。

<=

小于或等于

price<=9.80

如果 price 是 9.00,则返回 true。如果 price 是 9.90,则返回 false。

>

大于

price>9.80

如果 price 是 9.90,则返回 true。如果 price 是 9.80,则返回 false。

>=

大于或等于

price>=9.80

如果 price 是 9.90,则返回 true。如果 price 是 9.70,则返回 false。

or

price=9.80 or price=9.70

如果 price 是 9.80,则返回 true。如果 price 是 9.50,则返回 false。

and

price>9.00 and price<9.90

如果 price 是 9.80,则返回 true。如果 price 是 8.50,则返回 false。

mod

计算除法的余数

5 mod 2

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lxml用法

初步使用

首先我们利用它来解析 HTML 代码,先来一个小例子来感受一下它的基本用法。

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from lxml import etree
text = '''
<div>
<ul>
<li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li>
<li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
<li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li>
<li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li>
<li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a>
</ul>
</div>
'''
html = etree.HTML(text)
result = etree.tostring(html)
print(result)

首先我们使用 lxml 的 etree 库,然后利用 etree.HTML 初始化,然后我们将其打印出来。 其中,这里体现了 lxml 的一个非常实用的功能就是自动修正 html 代码,大家应该注意到了,最后一个 li 标签,其实我把尾标签删掉了,是不闭合的。不过,lxml 因为继承了 libxml2 的特性,具有自动修正 HTML 代码的功能。 所以输出结果是这样的

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<html><body>
<div>
<ul>
<li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li>
<li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
<li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li>
<li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li>
<li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a></li>
</ul>
</div>

</body></html>

不仅补全了 li 标签,还添加了 body,html 标签。

文件读取

除了直接读取字符串,还支持从文件读取内容。比如我们新建一个文件叫做 hello.html,内容为

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<div>
<ul>
<li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li>
<li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
<li class="item-inactive"><a href="link3.html"><span class="bold">third item</span></a></li>
<li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li>
<li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a></li>
</ul>
</div>

利用 parse 方法来读取文件。

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from lxml import etree
html = etree.parse('hello.html')
result = etree.tostring(html, pretty_print=True)
print(result)

同样可以得到相同的结果。

XPath实例测试

依然以上一段程序为例 (1)获取所有的

  • 标签

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    from lxml import etree
    html = etree.parse('hello.html')
    print type(html)
    result = html.xpath('//li')
    print result
    print len(result)
    print type(result)
    print type(result[0])

    运行结果

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    <type 'lxml.etree._ElementTree'>
    [<Element li at 0x1014e0e18>, <Element li at 0x1014e0ef0>, <Element li at 0x1014e0f38>, <Element li at 0x1014e0f80>, <Element li at 0x1014e0fc8>]
    5
    <type 'list'>
    <type 'lxml.etree._Element'>

    可见,etree.parse 的类型是 ElementTree,通过调用 xpath 以后,得到了一个列表,包含了 5 个

  • 元素,每个元素都是 Element 类型 (2)获取
  • 标签的所有 class

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    2
    result = html.xpath('//li/@class')
    print result

    运行结果

    1
    ['item-0', 'item-1', 'item-inactive', 'item-1', 'item-0']

    (3)获取

  • 标签下 href 为 link1.html 的 标签

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    2
    result = html.xpath('//li/a[@href="link1.html"]')
    print result

    运行结果

    1
    [<Element a at 0x10ffaae18>]

    (4)获取

  • 标签下的所有 标签 注意这么写是不对的

    1
    result = html.xpath('//li/span')

    因为 / 是用来获取子元素的,而 并不是

  • 的子元素,所以,要用双斜杠

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    2
    result = html.xpath('//li//span')
    print result

    运行结果

    1
    [<Element span at 0x10d698e18>]

    (5)获取

  • 标签下的所有 class,不包括
  • 1
    2
    result = html.xpath('//li/a//@class')
    print result

    运行结果

    1
    ['blod']

    (6)获取最后一个

  • 的 href

    1
    2
    result = html.xpath('//li[last()]/a/@href')
    print result

    运行结果

    1
    ['link5.html']

    (7)获取倒数第二个元素的内容

    1
    2
    result = html.xpath('//li[last()-1]/a')
    print result[0].text

    运行结果

    1
    fourth item

    (8)获取 class 为 bold 的标签名

    1
    2
    result = html.xpath('//*[@class="bold"]')
    print result[0].tag

    运行结果

    1
    span

    通过以上实例的练习,相信大家对 XPath 的基本用法有了基本的了解。也可以利用 text 方法来获取元素的内容。 大家多加练习!

    结语

    XPath 是一个非常好用的解析方法,同时也作为爬虫学习的基础,在后面的 selenium 以及 scrapy 框架中都会涉及到这部分知识,希望大家可以把它的语法掌握清楚,为后面的深入研究做好铺垫。