Python常用库——beautifulsoup4

beautifulsoup

一、beautifulsoup的简单使用

简单来说，Beautiful Soup是python的一个库，最主要的功能是从网页抓取数据。官方解释如下：

Beautiful Soup提供一些简单的、python式的函数用来处理导航、搜索、修改分析树等功能。
它是一个工具箱，通过解析文档为用户提供需要抓取的数据，因为简单，所以不需要多少代码就可以写出一个完整的应用程序。

1、安装

pip install beautifulsoup4

1.1解析器

Beautiful Soup支持Python标准库中的HTML解析器,还支持一些第三方的解析器，如果我们不安装它，则 Python 会使用 Python默认的解析器，lxml 解析器更加强大，速度更快，推荐安装。

pip install lxml

1.2解析器对比

官网文档

2、快速开始

下面的一段HTML代码将作为例子被多次用到.这是 爱丽丝梦游仙境的 的一段内容(以后内容中简称为 爱丽丝 的文档):

html_doc = """
<html><head><title>The Dormouse's story</title></head>
<body>
<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>

<p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
<a href="http://example.com/elsie" class="sister" id="link1">Elsie</a>,
<a href="http://example.com/lacie" class="sister" id="link2">Lacie</a> and
<a href="http://example.com/tillie" class="sister" id="link3">Tillie</a>;
and they lived at the bottom of a well.</p>

<p class="story">...</p>
"""

使用BeautifulSoup解析这段代码,能够得到一个 BeautifulSoup 的对象,并能按照标准的缩进格式的结构输出:

from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(html_doc, 'lxml')
# html进行美化
print(soup.prettify())

匹配代码

<html>
 <head>
  <title>
   The Dormouse's story
  </title>
 </head>
 <body>
  <p class="title">
   <b>
    The Dormouse's story
   </b>
  </p>
  <p class="story">
   Once upon a time there were three little sisters; and their names were
   <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">
    Elsie
   </a>
   ,
   <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">
    Lacie
   </a>
   and
   <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">
    Tillie
   </a>
   ;
and they lived at the bottom of a well.
  </p>
  <p class="story">
   ...
  </p>
 </body>
</html>

几个简单的浏览结构化数据的方法:

soup.title  # 获取标签title
# <title>The Dormouse's story</title>

soup.title.name   # 获取标签名称
# 'title'

soup.title.string   # 获取标签title内的内容
# 'The Dormouse's story'

soup.title.parent  # 获取父级标签

soup.title.parent.name  # 获取父级标签名称
# 'head'

soup.p
# <p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>

soup.p['class']  # 获取p的class属性值
# 'title'

soup.a
# <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>

soup.find_all('a')
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

soup.find(id="link3")  # 获取id为link3的标签
# <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>

从文档中找到所有<a>标签的链接:

for link in soup.find_all('a'):
    print(link.get('href'))
    # http://example.com/elsie
    # http://example.com/lacie
    # http://example.com/tillie

从文档中获取所有文字内容:

print(soup.get_text())

3、如何使用

将一段文档传入BeautifulSoup 的构造方法,就能得到一个文档的对象, 可以传入一段字符串或一个文件句柄.

from bs4 import BeautifulSoup

soup = BeautifulSoup(open("index.html"), 'lxml')

soup = BeautifulSoup("<html>data</html>", 'lxml')

然后,Beautiful Soup选择最合适的解析器来解析这段文档,如果手动指定解析器那么Beautiful Soup会选择指定的解析器来解析文档。

4、对象的种类

Beautiful Soup将复杂HTML文档转换成一个复杂的树形结构,每个节点都是Python对象,所有对象可以归纳为种

Tag , NavigableString , BeautifulSoup , Comment .

4.1 Tag

通俗点讲就是 HTML 中的一个个标签，Tag 对象与XML或HTML原生文档中的tag相同:

soup = BeautifulSoup('<b class="boldest">Extremely bold</b>')
tag = soup.b
type(tag)
# <class 'bs4.element.Tag'>

4.1.2 tag的名字

soup对象再以爱丽丝梦游仙境的html_doc为例，操作文档树最简单的方法就是告诉它你想获取的tag的name.如果想获取标签,只要用 soup.head :

soup.head
# <head><title>The Dormouse's story</title></head>

soup.title
# <title>The Dormouse's story</title>

这是个获取tag的小窍门,可以在文档树的tag中多次调用这个方法.下面的代码可以获取<body>标签中的第一个<b>标签:

soup.body.b
# <b>The Dormouse's story</b>

通过点取属性的方式只能获得当前名字的第一个tag:

soup.a
# <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>

如果想要得到所有的<a>标签,或是通过名字得到比一个tag更多的内容的时候,就需要用到 Searching the tree 中描述的方法,比如: find_all()

soup.find_all('a')
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

我们可以利用 soup加标签名轻松地获取这些标签的内容，注意，它查找的是在所有内容中的第一个符合要求的标签。

4.1.3 name和attributes属性

Tag有很多方法和属性,现在介绍一下tag中最重要的属性: name和attributes

每个tag都有自己的名字,通过 .name 来获取:

tag.name
# 'b'

tag['class']
# 'boldest'

tag.attrs
# {'class': 'boldest'}

tag的属性可以被添加,删除或修改. 再说一次, tag的属性操作方法与字典一样（了解）

tag['class'] = 'verybold'
tag['id'] = 1
tag
# <blockquote class="verybold" id="1">Extremely bold</blockquote>

del tag['class']
del tag['id']
tag
# <blockquote>Extremely bold</blockquote>

tag['class']
# KeyError: 'class'
print(tag.get('class'))
# None

4.4 NavigableString(字符串)

既然我们已经得到了标签的内容，那么问题来了，我们要想获取标签内部的文字怎么办呢？很简单，用 .string 即可.

字符串常被包含在tag内.Beautiful Soup用 NavigableString 类来包装tag中的字符串

tag.string
# 'Extremely bold'
type(tag.string)
# <class 'bs4.element.NavigableString'>

4.5 BeautifulSoup

BeautifulSoup 对象表示的是一个文档的全部内容.大部分时候,可以把它当作 Tag 对象，是一个特殊的 Tag，我们可以分别获取它的类型，名称，以及属性。

print(type(soup.name))
# <class 'str'>
print(soup.name)
# [document]
print(soup.attrs)
# {} 空字典

4.6 Comment

如果字符串内容为注释则为Comment

html_doc='<a href="http://example.com/elsie" class="sister" id="link1"><!-- Elsie --></a>'

soup = BeautifulSoup(html_doc, 'html.parser')

print(soup.a.string)   # Elsie
print(type(soup.a.string))  #  <class 'bs4.element.Comment'>

a 标签里的内容实际上是注释，但是如果我们利用 .string 来输出它的内容，我们发现它已经把注释符号去掉了，所以这可能会给我们带来不必要的麻烦。

二、beautifulsoup的遍历文档树

还拿”爱丽丝梦游仙境”的文档来做例子:

html_doc = """
<html><head><title>The Dormouse's story</title></head>
    <body>
<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>

<p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
<a href="http://example.com/elsie" class="sister" id="link1">Elsie</a>,
<a href="http://example.com/lacie" class="sister" id="link2">Lacie</a> and
<a href="http://example.com/tillie" class="sister" id="link3">Tillie</a>;
and they lived at the bottom of a well.</p>

<p class="story">...</p>
"""

from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(html_doc, 'html.parser')

通过这段例子来演示怎样从文档的一段内容找到另一段内容

1、子节点

一个Tag可能包含多个字符串或其它的Tag,这些都是这个Tag的子节点.Beautiful Soup提供了许多操作和遍历子节点的属性.

注意: Beautiful Soup中字符串节点不支持这些属性,因为字符串没有子节点。

1.1 .contents 和 .children

tag的 .contents 属性可以将tag的子节点以列表的方式输出:

head_tag = soup.head
head_tag
# <head><title>The Dormouse's story</title></head>

head_tag.contents
[<title>The Dormouse's story</title>]

title_tag = head_tag.contents[0]
title_tag
# <title>The Dormouse's story</title>
title_tag.contents
# [u'The Dormouse's story']

字符串没有 .contents 属性,因为字符串没有子节点:

text = title_tag.contents[0]
text.contents
# AttributeError: 'NavigableString' object has no attribute 'contents'

.children它返回的不是一个 list，不过我们可以通过遍历获取所有子节点。我们打印输出 .children 看一下，可以发现它是一个 list 生成器对象

通过tag的 .children 生成器,可以对tag的子节点进行循环:

print(title_tag.children)       # <list_iterator object at 0x101b78860>
print(type(title_tag.children)) # <class 'list_iterator'>


for child in title_tag.children:
    print(child)
    # The Dormouse's story

1.2 .descendants

.contents 和 .children 属性仅包含tag的直接子节点.例如,<head>标签只有一个直接子节点<title>

head_tag.contents
# [<title>The Dormouse's story</title>]

但是<title>标签也包含一个子节点:字符串 “The Dormouse’s story”,这种情况下字符串 “The Dormouse’s story”也属于<head>标签的子孙节点.

.descendants 属性可以对所有tag的子孙节点进行递归循环。

for child in head_tag.descendants:
    print(child)
    # <title>The Dormouse's story</title>
    # The Dormouse's story

上面的例子中, <head>标签只有一个子节点,但是有2个子孙节点:<head>节点和<head>的子节点, BeautifulSoup 有一个直接子节点(<html>节点),却有很多子孙节点:

len(list(soup.children))
# 1
len(list(soup.descendants))
# 25

2、节点内容

2.1 .string

如果tag只有一个 NavigableString 类型子节点,那么这个tag可以使用 .string 得到子节点。如果一个tag仅有一个子节点,那么这个tag也可以使用 .string 方法,输出结果与当前唯一子节点的 .string 结果相同。

通俗点说就是：如果一个标签里面没有标签了，那么 .string 就会返回标签里面的内容。如果标签里面只有唯一的一个标签了，那么 .string 也会返回最里面的内容。例如：

print (soup.head.string)
#The Dormouse's story
# <title><b>The Dormouse's story</b></title>
print (soup.title.string)
#The Dormouse's story

如果tag包含了多个子节点,tag就无法确定，string 方法应该调用哪个子节点的内容, .string 的输出结果是 None

print (soup.html.string)
#None

2.2 .text

如果tag包含了多个子节点, text则会返回内部所有文本内容

print (soup.html.text)

注意：

strings和text都可以返回所有文本内容

区别：text返回内容为字符串类型 strings为生成器generator

3、多个内容

.strings .stripped_strings 属性

3.1.strings

获取多个内容，不过需要遍历获取，比如下面的例子：

for string in soup.strings:
    print(repr(string))
    
    
'''
  '\n'
"The Dormouse's story"
'\n'
'\n'
"The Dormouse's story"
'\n'
'Once upon a time there were three little sisters; and their names were\n'
'Elsie'
',\n'
'Lacie'
' and\n'
'Tillie'
';\nand they lived at the bottom of a well.'
'\n'
'...'
'\n'  
    
'''

3.2 .stripped_strings

输出的字符串中可能包含了很多空格或空行,使用 .stripped_strings 可以去除多余空白内容

for string in soup.stripped_strings:
    print(repr(string))


'''

"The Dormouse's story"
"The Dormouse's story"
'Once upon a time there were three little sisters; and their names were'
'Elsie'
','
'Lacie'
'and'
'Tillie'
';\nand they lived at the bottom of a well.'
'...'

'''

4、父节点

继续分析文档树,每个tag或字符串都有父节点:被包含在某个tag中

4.1 .parent

通过 .parent 属性来获取某个元素的父节点.在例子“爱丽丝”的文档中,<head>标签是<title>标签的父节点:

title_tag = soup.title
title_tag
# <title>The Dormouse's story</title>
title_tag.parent
# <head><title>The Dormouse's story</title></head>

文档的顶层节点比如<html>的父节点是 BeautifulSoup 对象:

html_tag = soup.html
type(html_tag.parent)
# <class 'bs4.BeautifulSoup'>

4.2 .parents

通过元素的 .parents 属性可以递归得到元素的所有父辈节点,下面的例子使用了 .parents 方法遍历了<a>标签到根节点的所有节点.

link = soup.a
link
# <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>
for parent in link.parents:
    if parent is None:
        print(parent)
    else:
        print(parent.name)
# p
# body
# html
# [document]
# None

三、beautifulsoup的搜索文档树

1、find_all

find_all( name , attrs , recursive , string , **kwargs )

find_all() 方法搜索当前tag的所有tag子节点,并判断是否符合过滤器的条件:

soup.find_all("title")
# [<title>The Dormouse's story</title>]

soup.find_all("p", "title")
# [<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>]

soup.find_all("a")
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

soup.find_all(id="link2")
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

import re
# 模糊查询 包含sisters的就可以
soup.find(string=re.compile("sisters"))
# 'Once upon a time there were three little sisters; and their names were\n'

有几个方法很相似,还有几个方法是新的,参数中的 string 和 id 是什么含义? 为什么 find_all("p", "title") 返回的是CSS Class为”title”的<p>标签? 我们来仔细看一下 find_all() 的参数.

1.1 name 参数

name 参数可以查找所有名字为 name 的tag,字符串对象会被自动忽略掉.

简单的用法如下:

soup.find_all("title")
# [<title>The Dormouse's story</title>]

搜索 name 参数的值可以使任一类型的过滤器 ,字符串,正则表达式,列表,方法或是 True .

<1> 传字符串

最简单的过滤器是字符串.在搜索方法中传入一个字符串参数,Beautiful Soup会查找与字符串完整匹配的内容,下面的例子用于查找文档中所有的标签

soup.find_all('b')
# [<b>The Dormouse's story</b>]

<2> 传正则表达式

如果传入正则表达式作为参数,Beautiful Soup会通过正则表达式的 match() 来匹配内容.下面例子中找出所有以b开头的标签,这表示<body>和<b>标签都应该被找到

import re
for tag in soup.find_all(re.compile("^b")):
    print(tag.name)
# body
# b

<3> 传列表

如果传入列表参数,Beautiful Soup会将与列表中任一元素匹配的内容返回.下面代码找到文档中所有<a>标签和<b>标签

soup.find_all(["a", "b"])
# [<b>The Dormouse's story</b>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

1.2 keyword 参数

如果一个指定名字的参数不是搜索内置的参数名,搜索时会把该参数当作指定名字tag的属性来搜索,如果包含一个名字为 id 的参数,Beautiful Soup会搜索每个tag的”id”属性.

soup.find_all(id='link2')
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

import re
# 超链接包含elsie标签
print(soup.find_all(href=re.compile("elsie")))
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>]
# 以The作为开头的字符串
print(soup.find_all(text=re.compile("^The"))) 
# ["The Dormouse's story", "The Dormouse's story"]
# class选择器包含st的节点
print(soup.find_all(class_=re.compile("st")))

搜索指定名字的属性时可以使用的参数值包括字符串 , 正则表达式 , 列表, True .

下面的例子在文档树中查找所有包含 id 属性的tag,无论 id 的值是什么:

soup.find_all(id=True)
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

使用多个指定名字的参数可以同时过滤tag的多个属性:

soup.find_all(href=re.compile("elsie"), id='link1')
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">three</a>]

在这里我们想用 class 过滤，不过 class 是 python 的关键词，这怎么办？加个下划线就可以

print(soup.find_all("a", class_="sister"))

'''
[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
<a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>
]

'''

通过 find_all() 方法的 attrs 参数定义一个字典参数来搜索包含特殊属性的tag:

data_soup.find_all(attrs={"data-foo": "value"})
# [<div data-foo="value">foo!</div>]

注意：如何查看条件id和class同时存在时的写法

print(soup.find_all('b', class_="story", id="x"))
print(soup.find_all('b', attrs={"class":"story", "id":"x"}))

1.3 text 参数

通过 text 参数可以搜搜文档中的字符串内容.与 name 参数的可选值一样, text 参数接受字符串 , 正则表达式 , 列表, True

import re

print(soup.find_all(text="Elsie"))
# ['Elsie']

print(soup.find_all(text=["Tillie", "Elsie", "Lacie"]))
# ['Elsie', 'Lacie', 'Tillie']

# 只要包含Dormouse就可以
print(soup.find_all(text=re.compile("Dormouse")))
# ["The Dormouse's story", "The Dormouse's story"]

1.4 limit 参数

find_all() 方法返回全部的搜索结构,如果文档树很大那么搜索会很慢.如果我们不需要全部结果,可以使用 limit 参数限制返回结果的数量.效果与SQL中的limit关键字类似,当搜索到的结果数量达到 limit 的限制时,就停止搜索返回结果.

print(soup.find_all("a",limit=2))
print(soup.find_all("a")[0:2])

'''
[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>, 
<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]
'''

2、find()

find(name , attrs , recursive , string , **kwargs )

find_all() 方法将返回文档中符合条件的所有tag,尽管有时候我们只想得到一个结果.比如文档中只有一个<body>标签,那么使用 find_all() 方法来查找<body>标签就不太合适, 使用 find_all 方法并设置 limit=1 参数不如直接使用 find() 方法.下面两行代码是等价的:

soup.find_all('title', limit=1)
# [<title>The Dormouse's story</title>]

soup.find('title')
# <title>The Dormouse's story</title>

唯一的区别是 find_all() 方法的返回结果是值包含一个元素的列表,而 find() 方法直接返回结果.

find_all() 方法没有找到目标是返回空列表, find() 方法找不到目标时,返回 None .

print(soup.find("nosuchtag"))
# None

soup.head.title 是 tag的名字方法的简写.这个简写的原理就是多次调用当前tag的 find() 方法:

soup.head.title
# <title>The Dormouse's story</title>

soup.find("head").find("title")
# <title>The Dormouse's story</title>

3、find_parents() 和 find_parent()

a_string = soup.find(text="Lacie")
print(a_string)  # Lacie

print(a_string.find_parent())
# <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>
print(a_string.find_parents())
print(a_string.find_parent("p"))
'''
<p class="story">
    Once upon a time there were three little sisters; and their names were
    <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
    <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a> and
    <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>;
    and they lived at the bottom of a well.
</p>

'''

四、beautifulsoup的css选择器

我们在写 CSS 时，标签名不加任何修饰，类名前加点，id名前加 #，在这里我们也可以利用类似的方法来筛选元素，用到的方法是 **soup.select()，**返回类型是 list

1、通过标签名查找

print(soup.select("title"))  #[<title>The Dormouse's story</title>]
print(soup.select("b"))      #[<b>The Dormouse's story</b>]

2、通过类名查找

print(soup.select(".sister")) 

'''
[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>, 
<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, 
<a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

'''

3、id名查找

print(soup.select("#link1"))
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>]

4、组合查找

组合查找即和写 class 文件时，标签名与类名、id名进行的组合原理是一样的，例如查找 p 标签中，id 等于 link1的内容，二者需要用空格分开

print(soup.select("p #link2"))

#[<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

直接子标签查找

print(soup.select("p > #link2"))
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

查找既有class也有id选择器的标签

a_string = soup.select(".story#test")

查找有多个class选择器的标签

a_string = soup.select(".story.test")

查找有多个class选择器和一个id选择器的标签

a_string = soup.select(".story.test#book")

5、属性查找

查找时还可以加入属性元素，属性需要用中括号括起来，注意属性和标签属于同一节点，所以中间不能加空格，否则会无法匹配到。

print(soup.select("a[href='http://example.com/tillie']"))
#[<a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

select 方法返回的结果都是列表形式，可以遍历形式输出，然后用 get_text() 方法来获取它的内容：

for title in soup.select('a'):
    print (title.get_text())

'''
Elsie
Lacie
Tillie
'''