Python爬虫利器三之Xpath语法与lxml库的用法

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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。

  • XPath语法参考 w3school

安装

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:

<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:

<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:

<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:

<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:

<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 | 或 | 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 | 与 | 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 | 1

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。

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

<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

<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。

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

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

<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

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

运行结果

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

(3)获取 标签下 href 为 link1.html 的 标签

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

运行结果

[<Element a at 0x10ffaae18>]

(4)获取 标签下的所有 标签

注意这么写是不对的

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

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

运行结果

[<Element span at 0x10d698e18>]

(5)获取 标签下的所有 class,不包括

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

运行结果

['blod']

(6)获取最后一个 的 的 href

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

运行结果

['link5.html']

(7)获取倒数第二个元素的内容

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

运行结果

fourth item

(8)获取 class 为 bold 的标签名

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

运行结果

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。


以上所述就是小编给大家介绍的《Python爬虫利器三之Xpath语法与lxml库的用法》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!

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Albert Sweigart / No Starch Press / 2015-2-25 / USD 29.95

AlSweigart是一名软件开发者,还教小孩和成人编程。他为初学者写了几本Python书籍,包括《Python密码学编程》、《Python游戏编程快速上手》和《Python和Pygame游戏开发指南》。

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