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10丨Python爬虫：如何自动化下载王祖贤海报？

上一讲中我给你讲了如何使用八爪鱼采集数据，对于数据采集刚刚入门的人来说，像八爪鱼这种可视化的采集是一种非常好的方式。它最大的优点就是上手速度快，当然也存在一些问题，比如运行速度慢、可控性差等。

相比之下，爬虫可以很好地避免这些问题，今天我来分享下如何通过编写爬虫抓取数据。

爬虫的流程

相信你对“爬虫”这个词已经非常熟悉了，爬虫实际上是用浏览器访问的方式模拟了访问网站的过程，整个过程包括三个阶段：打开网页、提取数据和保存数据。

在Python中，这三个阶段都有对应的工具可以使用。

在“打开网页”这一步骤中，可以使用 Requests 访问页面，得到服务器返回给我们的数据，这里包括HTML页面以及JSON数据。

在“提取数据”这一步骤中，主要用到了两个工具。针对HTML页面，可以使用 XPath 进行元素定位，提取数据；针对JSON数据，可以使用JSON进行解析。

在最后一步“保存数据”中，我们可以使用 Pandas 保存数据，最后导出CSV文件。

下面我来分别介绍下这些工具的使用。

Requests访问页面

Requests是Python HTTP的客户端库，编写爬虫的时候都会用到，编写起来也很简单。它有两种访问方式：Get和Post。这两者最直观的区别就是：Get把参数包含在url中，而Post通过request body来传递参数。

假设我们想访问豆瓣，那么用Get访问的话，代码可以写成下面这样的：

r = requests.get('http://www.douban.com')

代码里的“r”就是Get请求后的访问结果，然后我们可以使用r.text或r.content来获取HTML的正文。

如果我们想要使用Post进行表单传递，代码就可以这样写：

r = requests.post('http://xxx.com', data = {'key':'value'})

这里data就是传递的表单参数，data的数据类型是个字典的结构，采用key和value的方式进行存储。

XPath定位

XPath是XML的路径语言，实际上是通过元素和属性进行导航，帮我们定位位置。它有几种常用的路径表达方式。

我来给你简单举一些例子：

  1. xpath(‘node’) 选取了node节点的所有子节点；
  2. xpath(’/div’) 从根节点上选取div节点；
  3. xpath(’//div’) 选取所有的div节点；
  4. xpath(’./div’) 选取当前节点下的div节点；
  5. xpath(’…’) 回到上一个节点；
  6. xpath(’//@id’) 选取所有的id属性；
  7. xpath(’//book[@id]’) 选取所有拥有名为id的属性的book元素；
  8. xpath(’//book[@id=“abc”]’) 选取所有book元素，且这些book元素拥有id= "abc"的属性；
  9. xpath(’//book/title | //book/price’) 选取book元素的所有title和price元素。

上面我只是列举了XPath的部分应用，XPath的选择功能非常强大，它可以提供超过100个内建函数，来做匹配。我们想要定位的节点，几乎都可以使用XPath来选择。

使用XPath定位，你会用到Python的一个解析库lxml。这个库的解析效率非常高，使用起来也很简便，只需要调用HTML解析命令即可，然后再对HTML进行XPath函数的调用。

比如我们想要定位到HTML中的所有列表项目，可以采用下面这段代码。

from lxml import etree
html = etree.HTML(html)
result = html.xpath('//li')

JSON对象

JSON是一种轻量级的交互方式，在Python中有JSON库，可以让我们将Python对象和JSON对象进行转换。为什么要转换呢？原因也很简单。将JSON对象转换成为Python对象，我们对数据进行解析就更方便了。

这是一段将JSON格式转换成Python对象的代码，你可以自己运行下这个程序的结果。

import json
jsonData = '{"a":1,"b":2,"c":3,"d":4,"e":5}';
input = json.loads(jsonData)
print input

接下来，我们就要进行实战了，我会从两个角度给你讲解如何使用Python爬取海报，一个是通过JSON数据爬取，一个是通过XPath定位爬取。

如何使用JSON数据自动下载王祖贤的海报

我在上面讲了Python爬虫的基本原理和实现的工具，下面我们来实战一下。如果想要从豆瓣图片中下载王祖贤的海报，你应该先把我们日常的操作步骤整理下来：

  1. 打开网页；
  2. 输入关键词“王祖贤”；
  3. 在搜索结果页中选择“图片”；
  4. 下载图片页中的所有海报。

这里你需要注意的是，如果爬取的页面是动态页面，就需要关注XHR数据。因为动态页面的原理就是通过原生的XHR数据对象发出HTTP请求，得到服务器返回的数据后，再进行处理。XHR会用于在后台与服务器交换数据。

你需要使用浏览器的插件查看XHR数据，比如在Chrome浏览器中使用开发者工具。

在豆瓣搜索中，我们对“王祖贤”进行了模拟，发现XHR数据中有一个请求是这样的：

https://www.douban.com/j/search_photo?q=%E7%8E%8B%E7%A5%96%E8%B4%A4&limit=20&start=0

url中的乱码正是中文的url编码，打开后，我们看到了很清爽的JSON格式对象，展示的形式是这样的：

{"images":
       [{"src": …, "author": …, "url":…, "id": …, "title": …, "width":…, "height":…},
    …
     {"src": …, "author": …, "url":…, "id": …, "title": …, "width":…, "height":…}],
 "total":22471,"limit":20,"more":true}

从这个JSON对象中，我们能看到，王祖贤的图片一共有22471张，其中一次只返回了20张，还有更多的数据可以请求。数据被放到了images对象里，它是个数组的结构，每个数组的元素是个字典的类型，分别告诉了src、author、url、id、title、width和height字段，这些字段代表的含义分别是原图片的地址、作者、发布地址、图片ID、标题、图片宽度、图片高度等信息。

有了这个JSON信息，你很容易就可以把图片下载下来。当然你还需要寻找XHR请求的url规律。

如何查看呢，我们再来重新看下这个网址本身。

https://www.douban.com/j/search_photo?q=王祖贤&limit=20&start=0

你会发现，网址中有三个参数：q、limit和start。start实际上是请求的起始ID，这里我们注意到它对图片的顺序标识是从0开始计算的。所以如果你想要从第21个图片进行下载，你可以将start设置为20。

王祖贤的图片一共有22471张，你可以写个for循环来跑完所有的请求，具体的代码如下：

# coding:utf-8
import requests
import json
query = '王祖贤'
''' 下载图片 '''
def download(src, id):
    dir = './' + str(id) + '.jpg'
    try:
        pic = requests.get(src, timeout=10)
        fp = open(dir, 'wb')
        fp.write(pic.content)
        fp.close()
    except requests.exceptions.ConnectionError:
        print('图片无法下载')

''' for 循环 请求全部的 url '''
for i in range(0, 22471, 20):
    url = 'https://www.douban.com/j/search_photo?q='+query+'&limit=20&start='+str(i)
    html = requests.get(url).text    # 得到返回结果
    response = json.loads(html,encoding='utf-8') # 将 JSON 格式转换成 Python 对象
    for image in response['images']:
        print(image['src']) # 查看当前下载的图片网址
        download(image['src'], image['id']) # 下载一张图片

如何使用XPath自动下载王祖贤的电影海报封面

如果你遇到JSON的数据格式，那么恭喜你，数据结构很清爽，通过Python的JSON库就可以解析。

但有时候，网页会用JS请求数据，那么只有JS都加载完之后，我们才能获取完整的HTML文件。XPath可以不受加载的限制，帮我们定位想要的元素。

比如，我们想要从豆瓣电影上下载王祖贤的电影封面，需要先梳理下人工的操作流程：

  1. 打开网页movie.douban.com；
  2. 输入关键词“王祖贤”；
  3. 下载图片页中的所有电影封面。

这里你需要用XPath定位图片的网址，以及电影的名称。

一个快速定位XPath的方法就是采用浏览器的XPath Helper插件，使用Ctrl+Shift+X快捷键的时候，用鼠标选中你想要定位的元素，就会得到类似下面的结果。

XPath Helper插件中有两个参数，一个是Query，另一个是Results。Query其实就是让你来输入XPath语法，然后在Results里看到匹配的元素的结果。

我们看到，这里选中的是一个元素，我们要匹配上所有的电影海报，就需要缩减XPath表达式。你可以在Query中进行XPath表达式的缩减，尝试去掉XPath表达式中的一些内容，在Results中会自动出现匹配的结果。

经过缩减之后，你可以得到电影海报的XPath（假设为变量src_xpath）：

//div[@class='item-root']/a[@class='cover-link']/img[@class='cover']/@src

以及电影名称的XPath（假设为变量title_xpath）：

//div[@class='item-root']/div[@class='detail']/div[@class='title']/a[@class='title-text']

但有时候当我们直接用Requests获取HTML的时候，发现想要的XPath并不存在。这是因为HTML还没有加载完，因此你需要一个工具，来进行网页加载的模拟，直到完成加载后再给你完整的HTML。

在Python中，这个工具就是Selenium库，使用方法如下：

from selenium import webdriver
driver = webdriver.Chrome()
driver.get(request_url)

Selenium是Web应用的测试工具，可以直接运行在浏览器中，它的原理是模拟用户在进行操作，支持当前多种主流的浏览器。

这里我们模拟Chrome浏览器的页面访问。

你需要先引用Selenium中的WebDriver库。WebDriver实际上就是Selenium 2，是一种用于Web应用程序的自动测试工具，提供了一套友好的API，方便我们进行操作。

然后通过WebDriver创建一个Chrome浏览器的drive，再通过drive获取访问页面的完整HTML。

当你获取到完整的HTML时，就可以对HTML中的XPath进行提取，在这里我们需要找到图片地址srcs和电影名称titles。这里通过XPath语法匹配到了多个元素，因为是多个元素，所以我们需要用for循环来对每个元素进行提取。

srcs = html.xpath(src_xpath)
titles = html.xpath(title_path)
for src, title in zip(srcs, titles):
    download(src, title.text)

然后使用上面我编写好的download函数进行图片下载。

总结

好了，这样就大功告成了，程序可以源源不断地采集你想要的内容。这节课，我想让你掌握的是：

  1. Python爬虫的流程；
  2. 了解XPath定位，JSON对象解析；
  3. 如何使用lxml库，进行XPath的提取；
  4. 如何在Python中使用Selenium库来帮助你模拟浏览器，获取完整的HTML。

其中，Python + Selenium + 第三方浏览器可以让我们处理多种复杂场景，包括网页动态加载、JS响应、Post表单等。因为Selenium模拟的就是一个真实的用户的操作行为，就不用担心cookie追踪和隐藏字段的干扰了。

当然，Python还给我们提供了数据处理工具，比如lxml库和JSON库，这样就可以提取想要的内容了。

最后，你不妨来实践一下，你最喜欢哪个明星？如果想要自动下载这个明星的图片，该如何操作呢？欢迎和我在评论区进行探讨。

你也可以把这篇文章分享给你的朋友或者同事，一起动手练习一下。

精选留言（15）
  • 滢 👍（63） 💬（2）

    说明两点问题： （一）.留言里有人评论说用XPath下载的图片打不开，其原因是定义的下载函数保存路径后缀名为'.jpg'，但是用XPath下载获得的图片url为'https://img3.doubanio.com/view/celebrity/s_ratio_celebrity/public/p616.webp'，本身图片为webp格式，所以若保存为jpg格式，肯定是打不开的。 (二). 老师在文章内讲的用XPath下载代码只能下载第一页的内容，并不是全部的数据，不知道大家有没有查看用xpath函数获得的数组，大家留言里的代码似乎和老师的一样，只能得到首页的内容，所以也是需要模拟翻页操作才能获得完整的数据。 以下是课后练习题：爬取宫崎骏的电影海报， Python3.6 IDLE >>> import json >>> import requests as req >>> from lxml import etree >>> from selenium import webdriver >>> import os >>> request_url = 'https://movie.douban.com/subject_search?search_text=宫崎骏&cat=1002' >>> src_xpath = "//div[@class='item-root']/a[@class='cover-link']/img[@class='cover']/@src" >>> title_xpath = "//div[@class='item-root']/div[@class='detail']/div[@class='title']/a[@class='title-text']" >>> driver = webdriver.Chrome('/Users/apple/Downloads/chromedriver') >>> driver.get(request_url) >>> html = etree.HTML(driver.page_source) >>> srcs = html.xpath(src_xpath) >>> print (srcs) #大家可要看下打印出来的数据是否只是一页的内容，以及图片url的后缀格式 >>> picpath = '/Users/apple/Downloads/宫崎骏电影海报' >>> if not os.path.isdir(picpath): os.mkdir(picpath) >>> def download(src, id): dic = picpath + '/' + str(id) + '.webp' try: pic = req.get(src, timeout = 30) fp = open(dic, 'wb') fp.write(pic.content) fp.close() except req.exceptions.ConnectionError: print ('图片无法下载') >>> for i in range(0, 150, 15): url = request_url + '&start=' + str(i) driver.get(url) html = etree.HTML(driver.page_source) srcs = html.xpath(src_xpath) titles = html.xpath(title_xpath) for src,title in zip(srcs, titles): download(src, title.text)

    2019-04-10

  • rOMEo罗密欧 👍（46） 💬（4）

    老师请问一下：如果是需要用户登陆后才能爬取的数据该怎么用python来实现呢？

    2019-01-04

  • Bayes 👍（18） 💬（8）

    老师你这跳过了太多步骤了，表示对于python跟着你前几节课入门的人什么都不会，按着你的代码运行，要不就是没有定义，要不就是没有这个函数。刚开始的人也不知道哪个函数在哪个库，建议老师按照流程来一步一步给代码，要不就在最后给一个完整的代码示例，真的是学的很困难加上想放弃

    2019-07-30

  • LY 👍（16） 💬（1）

    #环境：Mac Python3 #pip install selenium #下载chromedriver，放到项目路径下（https://npm.taobao.org/mirrors/chromedriver/2.33/） # coding:utf-8 import requests import json import os from lxml import etree from selenium import webdriver query = '张柏芝' downloadPath = '/Users/yong/Desktop/Python/xpath/images/' ''' 下载图片 ''' def download(src, id): dir = downloadPath + str(id) + '.jpg' try: pic = requests.get(src, timeout=10) except requests.exceptions.ConnectionError: # print 'error, %d 当前图片无法下载', %id print('图片无法下载') if not os.path.exists(downloadPath): os.mkdir(downloadPath) if os.path.exists(dir): print('已存在:'+ id) return fp = open(dir, 'wb') fp.write(pic.content) fp.close() def searchImages(): ''' for 循环 请求全部的 url ''' for i in range(0, 22471, 20): url = 'https://www.douban.com/j/search_photo?q='+query+'&limit=20&start='+str(i) html = requests.get(url).text # 得到返回结果 print('html:'+html) response = json.loads(html,encoding='utf-8') # 将 JSON 格式转换成 Python 对象 for image in response['images']: print(image['src']) # 查看当前下载的图片网址 download(image['src'], image['id']) # 下载一张图片 def getMovieImages(): url = 'https://movie.douban.com/subject_search?search_text='+ query +'&cat=1002' driver = webdriver.Chrome('/Users/yong/Desktop/Python/xpath/libs/chromedriver') driver.get(url) html = etree.HTML(driver.page_source) # 使用xpath helper, ctrl+shit+x 选中元素，如果要匹配全部，则需要修改query 表达式 src_xpath = "//div[@class='item-root']/a[@class='cover-link']/img[@class='cover']/@src" title_xpath = "//div[@class='item-root']/div[@class='detail']/div[@class='title']/a[@class='title-text']" srcs = html.xpath(src_xpath) titles = html.xpath(title_xpath) for src, title in zip(srcs, titles): print('\t'.join([str(src),str(title.text)])) download(src, title.text) driver.close() getMovieImages()

    2019-01-04

  • 伪君子 👍（16） 💬（2）

    那些用 ChromeDriver 的出现报错的可能是没有安装 ChromeDriver，或者是没给出 ChromeDriver 的路径，具体可以看看下面这篇文章。 https://mp.weixin.qq.com/s/UL0bcLr3KOb-qpI9oegaIQ

    2019-01-04

  • 飘 👍（9） 💬（3）

    感谢作者以及评论区的各位大神，终于完成了爬虫代码，总结一下小白编写时遇到的几个问题： 1）获取xpath时，chrome浏览器需要安装插件xpatn-helper； 2）使用python3.7，提前引入模块requests，lxml，selenium，安装这些模块需要更新pip至20版本； 3）模拟用户访问浏览器，需要下载chromedriver.exe,放入python.exe所在目录； 4）图片路径中出现导致编译失败的字符，使用replace替换报错字符。 具体代码如下： import os import requests from lxml import etree from selenium import webdriver search_text = "王祖贤" start = 0 limit = 15 total = 90 def download(img, title): dir = "D:\\数据分析\\python test\\query\\" + search_text + "\\" id = title.replace(u'\u200e', u'').replace(u'?', u'') .replace(u'/', u'or') if not os.path.exists(dir): os.makedirs(dir) try: pic = requests.get(img, timeout=10) img_path = dir + str(id) + '.jpg' fp = open(img_path, 'wb') fp.write(pic.content) fp.close() except requests.exceptions.ConnectionError: print('图片无法下载') def crawler_xpath(): src_img = "//div[@class='item-root']/a[@class='cover-link']/img[@class='cover']/@src" src_title = "//div[@class='item-root']/div[@class='detail']/div[@class='title']/a[@class='title-text']" for i in range(start,total,limit): request_url = "https://search.douban.com/movie/subject_search?search_text="+search_text+"&cat=1002&start="+str(i) driver = webdriver.Chrome() driver.get(request_url) html = etree.HTML(driver.page_source) imgs = html.xpath(src_img) titles = html.xpath(src_title) print(imgs,titles) for img, title in zip(imgs, titles): download(img, title.text) if __name__ == '__main__': crawler_xpath()

    2020-04-08

  • germany 👍（6） 💬（2）

    老师：为什么我在豆瓣网查询图片的网址与你不一样？https://www.douban.com/search?cat=1025&q=王祖贤&source=suggest 。是什么原因？

    2019-01-04

  • 許敲敲 👍（5） 💬（1）

    要下载所有James 哈登的图片

    2019-01-04

  • Geek_2008d9 👍（4） 💬（3）

    为什么我总是response=json.loads那一行显示json.decoder.JSONDecoderError:expecting value:line 1 column 1(char 0) 呢，怎么解决啊，各位大佬

    2019-12-14

  • Geek_c45626 👍（3） 💬（7）

    老师，运行代码总是出错：JSONDecodeError: Expecting value: line 1 column 1 (char 0)，这个怎么解决？

    2019-12-06

  • qinggeouye 👍（3） 💬（1）

    https://github.com/qinggeouye/GeekTime/blob/master/DataAnalysis/10_crawl_xpath.py import os import requests from lxml import etree from selenium import webdriver search_text = '王祖贤' start = 0 # 请求 url 的 start 从 0 开始，每一页间隔 15，有 6 页 total = 90 limit = 15 # 电影海报图片地址 src_xpath = "//div[@class='item-root']/a[@class='cover-link']/img[@class='cover']/@src" # 电影海报图片title title_xpath = "//div[@class='item-root']/div[@class='detail']/div[@class='title']/a[@class='title-text']" # 保存目录 pic_path = '10/xpath' # 相对目录 # WebDriver 创建一个 Chrome 浏览器的 drive driver = webdriver.Chrome('./chromedriver') # MAC 版本 # 创建图片保存路径 def mk_save_path(pic_path_): if not os.path.exists(pic_path_): os.makedirs(pic_path_) return os.getcwd() + '/' + pic_path_ + '/' # 下载图片 def download(src, pic_id, save_path_): directory = save_path_ + str(pic_id) + '.jpg' try: pic = requests.get(src, timeout=10) fp = open(directory, 'wb') fp.write(pic.content) fp.close() except requests.exceptions.ConnectionError: print('图片如无法下载') def get_response_xpath(): save_path = mk_save_path(pic_path) for i in range(start, total, limit): requests_url = 'https://search.douban.com/movie/subject_search?search_text=' + search_text + '&cat=1002' + \ '&start=' + str(i) driver.get(url=requests_url) html = etree.HTML(driver.page_source) src_list = html.xpath(src_xpath) title_list = html.xpath(title_xpath) for src, title in zip(src_list, title_list): download(src, title.text, save_path) if __name__ == '__main__': get_response_xpath()

    2019-11-06

  • Yezhiwei 👍（3） 💬（1）

    用Scrapy爬取数据更方便哈，请问老师怎么做一个通用的爬虫呢？比如要爬取文章标题和内容，不同的网站Xpath结构不一样，如果源少的话可以分别配置，但如果要爬取几百上千的网站数据，分别配置Xpath挺麻烦的。请问这个问题有什么解决方案吗？谢谢

    2019-01-04

  • qinggeouye 👍（2） 💬（2）

    https://github.com/qinggeouye/GeekTime/blob/master/DataAnalysis/10_crawl.py # coding: utf-8 import os import requests import json # 下载图片 def download(src, pic_id, save_path_): directory = save_path_ + str(pic_id) + '.jpg' try: pic = requests.get(src, timeout=10) fp = open(directory, 'wb') fp.write(pic.content) fp.close() except requests.exceptions.ConnectionError: print('图片如无法下载') # 获取返回页面内容 def get_resp(query_, limit_, start_): url_ = 'https://www.douban.com/j/search_photo?q=' + query_ + '&limit=' + str(limit_) + '&start=' + str(start_) html_ = requests.get(url_).text # 得到返回结果 response_ = json.loads(html_, encoding='utf-8') # 将 JSON 格式转换为 Python 对象 return response_ query = '王祖贤' limit = 20 start = 0 ''' 获取图片总数量 ''' total = get_resp(query, limit, start)['total'] print(total) pic_path = '10' # 相对目录 if not os.path.exists(pic_path): os.mkdir(pic_path) save_path = os.getcwd() + '/' + pic_path + '/' # 循环 请求全部的 url for i in range(start, total, limit): response = get_resp(query, limit, i) for image in response['images']: print(image['src']) # 查看当前下载的图片地址 download(image['src'], image['id'], save_path) # 下载一张图片

    2019-11-05

  • 爱喝酸奶的程序员 👍（2） 💬（1）

    有个问题selenium，是用来自动化测试的，他回打开浏览器……我做爬虫是不想让代码打开浏览器，只想要他爬取的动作～要怎么办呢？

    2019-02-26

  • 十六。 👍（1） 💬（1）

    由于python学习是爬虫上手的，爬虫还是会一点的，哈哈，去下一章了ღ( ´･ᴗ･` )

    2020-03-27