Python编程-让繁琐的工作自动化（十一）从Web爬取信息

1.webbrowser模块

1.1 弄清楚URL

1.2 处理命令行参数

2. 用requests模块从Web下载文件

2.1 用requests.get()函数下载一个网页

2.2 检查错误

2.3 将下载的文件保存到硬盘

3. 用BeautifulSoup模块解析HTML

3.1 从HTML创建一个BeautifulSoup对象

4. 小项目《1》：查找一个话题并针对每个结果打开浏览器界面

5. 小项目《2》下载所有XKCD漫画

6. 自动化网页任务——selenium模块

6.1 驱动Chrome浏览器

6.2 在Web页面中寻找元素

6.3 点击页面

6.4 填写并提交表单(模拟自动登录QQ空间)

6.5 发送特殊键

6.6 点击浏览器按钮

关于selenium 的更多信息

小结

“Web抓取”是一个术语，即利用程序下载并处理来自Web的内容。例如，Google运行了许多Web抓取程序，对网页进行搜索，实现它的搜索引擎。在本章中，将学习几个模块，让在Python中抓取网页变得很容易。

webbrowser：是Python自带的，打开浏览器获取指定页面（一般会打开你Windows电脑的默认浏览器）。

requests：从因特网上下载文件和网页。

Beautiful Soup：解析HTML，即网页编写的格式。

selenium：启动并控制一个Web浏览器，selenium能够填写表单，并模拟鼠标在这个浏览器中点击。

1.webbrowser模块

webbrowser模块的open()功能可以启动一个新的浏览器到指定的URL。在交互式shell中输入以下内容：

>>> import webbrowser
>>> webbrowser.open（'http://inventwithpython.com/'）

Web浏览器选项卡将打开URL http://inventwithpython.com/。这是webbrowser模块唯一可以做的事情。即便如此，该open()功能确实使一些有趣的事情成为可能。例如，将街道地址复制到剪贴板并在Google地图上显示它的地图是很繁琐的。通过编写一个简单的脚本，您可以使用剪贴板的内容在浏览器中自动启动地图，从而完成此任务。这样，您只需将地址复制到剪贴板并运行脚本，即可为您加载地图。

这是你的程序所做的：

从命令行参数或剪贴板获取街道地址。
打开Web浏览器，访问Google地图页面以获取地址。

这意味着您的代码需要执行以下操作：

从中读取命令行参数sys.argv。
阅读剪贴板内容。
调用该webbrowser.open()函数以打开Web浏览器。

打开一个新的文件编辑器窗口并将其另存为mapIt.py。

1.1 弄清楚URL

首先你需要弄清楚，对于指定的街道，要使用怎样的URL。在浏览器中打开谷歌地图中国官网的地址：http://www.google.cn/maps ，查找一个地址，例如“杭州市”，地址栏中的URL看起来像这样：http://www.google.cn/maps/place/浙江省杭州市/@30.2610923,119.8917005,10z/data=!3m1!4b1!4m5!3m4!1s0x344bb629439aaa99:0xa7bfd183824de83a!8m2!3d30.274084!4d120.15507

地址就在URL中，但还有许多的附加文本。网站常常在URL中添加额外的数据，帮助追踪者访问或定制网站。但如果你尝试使用http://www.google.cn/maps/place/浙江省杭州市，会返现仍然可以代打正确的页面。所以你的程序可以设置为打开一个浏览器，访问http://www.google.cn/maps/place/your_address ，其中 your_address是想查看地图的地址。

1.2 处理命令行参数

在程序的#!行之后，您需要导入webbrowser模块以启动浏览器并导入sys模块以读取潜在的命令行参数。该sys.argv变量存储程序的文件名和命令行参数的列表。如果此列表中不仅包含文件名，则len(sys.argv)计算结果为大于的整数1，这意味着确实提供了命令行参数。

命令行参数通常用空格分隔，但在这种情况下，您希望将所有参数解释为单个字符串。由于sys.argv是字符串列表，您可以将其传递给join()方法，该方法返回单个字符串值。你不希望这个字符串中出现的程序名称，所以sys.argv你应该传递sys.argv[1:]而不是sys.argv[0:]，去除数组的第一个元素。此表达式求值的最终字符串存储在address变量中。

完整的程序加调试log看起来像这样：

#!/usr/bin/python3 # -*- coding: utf-8 -*#mapit.py launches a map in browser using an address from the command line or clipboard.#currend directory: Learning\PYTHON\python-auto\100-days\webimport webbrowser, sys, pyperclip
import requests
import traceback
import socket
#设置socket 寻址超时时间
socket.setdefaulttimeout(15)
#导入日志模块
import logging
#LOG_FORMAT = "[ %(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s ] %(message)s "#配置输出日志格式
LOG_FORMAT = "%(message)s"
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH = None #os.path.join(os.getcwd(),'debugging.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filename=LOG_PATH #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件)def open_map():if len(sys.argv) > 1:#Get address from command lineaddress = ' '.join(sys.argv[1:]) #以空格' ' 分割else:#Get address from clipboardaddress = pyperclip.paste()logging.debug('try to open google map from browser@address in %s.' %(address))webbrowser.open('http://www.google.cn/maps/place/' + address)if __name__ == '__main__':open_map()

运行：

python mapit.py 杭州市

2. 用requests模块从Web下载文件

requests 模块让你很容易从Web下载文件，不必担心一些诸如网络错误，链接问题和数据压缩等问题。requests 模块不是Python自带的，所以需要先安装，命令行窗户运行 pip install requests 。

2.1 用requests.get()函数下载一个网页

requests.get()函数接受一个要下载的URL字符串。通过在requests.get()的返回值上调用type()，你可以看到他返回一个Response对象，其中包含了Web服务器对你的请求作出的响应。通过检查Response对象的status_code属性，你可以了解对这个网页的请求是否成功。如果该值等于requests.codes.ok那么表示一切顺利（顺便说一下，HTTP协议中"OK"的状态码是200。你可能已经熟悉04状态码，它表示"没找到"）。如果请求成功，下载的页面就作为一个字符串，保存在Response对象的text变量中，这个变量保存了包含一整个文档的内辞工。可以调用len()来获取该字符串的长度。requests.get()传入参数是URL，可以用以下两个，为古登堡计划公益项目的电子图书下载地址：

url = 'https://www.gutenberg.org/files/60176/60176-0.txt'

url = 'https://www.gutenberg.org/cache/epub/1112/pg1112.txt'

#! /usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*import requests
import logging
import os
#LOG_FORMAT = "%(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s %(message)s "#配置输出日志格式
LOG_FORMAT = "%(message)s " #简要的格式，只包含输入文本
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH =  None #os.path.join(os.getcwd(),'FTP_LOGIN.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filemode='w', #覆盖之前的记录 'a'是追加filename=LOG_PATH #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件)def web_request(url):#下载TXT文本res = requests.get(url)try:logging.debug('try to get %s ...' %(url))res.raise_for_status()except Exception as exc:print('There was some error in requests.get:' %(exc))return False#走到这里说明下载成功#将下载的文件保存到本地logging.debug('get book success!, try to save be Unicode file now...')save_path = os.path.join(os.getcwd(), 'Dancers_in_the_Dark.txt')#save_path = os.path.join(os.getcwd(), 'THE_TRAGEDY_OF_ROMEO_AND_JULIET.txt')with open(save_path, 'wb') as playFile: #用 with open as 打开不需要调用close(),以写或覆盖的模式打开二进制文件for words in res.iter_content(100000):wt_len = playFile.write(words)logging.debug('%d bytes writed...' %(wt_len))logging.debug('Done!, please open %s to check completting!' %(save_path))def call_request():url = 'https://www.gutenberg.org/files/60176/60176-0.txt'#url = 'https://www.gutenberg.org/cache/epub/1112/pg1112.txt'web_request(url)if '__main__' == __name__:call_request()

2.2 检查错误

Response对象有一个status_code属性，可以检查它是否等于requests.code.ok，了解是否下载成功，检查成功有一种简单的方法，如上述代码中所示，在Response对象上调用raise_for_status()方法。如果下载文件出错，将抛出异常。raise_for_status()方法是一种很好的方式，确保程序在下载失败时停止。这是一件好事，你希望程序在发生未预期的错误时，及时停止。如果下载失败对于程序来说不够严重，可以用try和expect语句将raise_for_status()代码行包装起来，正确处理这一错误，不至于让程序直接崩溃。

2.3 将下载的文件保存到硬盘

将从Web下载的文件写入硬盘，可以用标准的open()函数和write()方法，但是稍有不同，这里打开文件时最好用“写二进制”模式打开该文件，即便你下载的文件时纯文本的，你也需要写入二进制数据，而不是文本数据，目的是为了保存该文本的“Unicode编码”。百科：Unicode是一个编码方案，Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。Unicode 编码共有三种具体实现，分别为utf-8,utf-16,utf-32，其中utf-8占用一到四个字节，utf-16占用二或四个字节，utf-32占用四个字节。目前Unicode 码在全球范围的信息交换领域均有广泛的应用。

打开文件的方式：

with open(save_path, 'wb') as playFile:

下面是下载和保存文件的完整过程：

调用requests.get()下载文件。
调用open()，'wb'以写入二进制模式创建一个新文件。
循环遍历Response对象的iter_content()方法。
调用write()将每次迭代内容写入文件。
调用close()以关闭文件。

3. 用BeautifulSoup模块解析HTML

Beautiful Soup是一个用于从HTML页面提取信息的模块（为此目的，它比正则表达式要好得多）。该BeautifulSoup模块的名称是bs4（对于Beautiful Soup，版本4）。要安装它，您将需要从命令行运行pip install beautifulsoup4。（有关安装第三方模块的说明，请beautifulsoup4参阅附录A。）虽然是用于安装的名称，但要导入要导入的Beautiful Soup import bs4。

对于本章，Beautiful Soup示例将解析硬盘驱动器上的HTML文件（即，分析并标识其中的各个部分）。在IDLE中打开一个新的文件编辑器窗口，输入以下内容，并将其另存为example.html。或者，从http://nostarch.com/automatestuff/下载。

<!-- This is the example.html example file. --><html><head><title>The Website Title</title></head>
<body>
<p>Download my <strong>Python</strong> book from <a href="http://
inventwithpython.com">my website</a>.</p>
<p class="slogan">Learn Python the easy way!</p>
<p>By <span id="author">Al Sweigart</span></p>
</body></html>

3.1 从HTML创建一个BeautifulSoup对象

bs4.BeautifulSoup()需要使用包含将要解析的HTML的字符串来调用该函数。该bs4.BeautifulSoup()函数返回的是一个BeautifulSoup对象。当您的计算机连接到Internet时，使用bs4模块打开html文件，当然也可以直接下载html文件进行解析，先了解以下几个选择器的使用方式：

表3-1 CSS选择器的例子

传递给select()方法的选择器	将匹配的结果
soup.select('div')	所有名为<div>的元素
soup.select('#author')	带有id属性为author的元素
soup.select('.notice')	所有使用CSS class属性名为notice的元素
soup.select('div span')	所有在<div>元素之内的<span>元素
soup.select('div > span')	所有直接在<div>元素之内的<span>元素，中间没有其他元素
soup.select('input[name]')	所有名为<input>，并有一个name属性，其值无所谓的元素
soup.select('input[type="button"]')	所有名为<input>，并有一个type属性，其值为 button的元素

现在，我们打开之前的example.html并使用bs4模块对其进行解析

#! /usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*import requests
import logging
import os, sys, bs4
#LOG_FORMAT = "%(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s %(message)s "#配置输出日志格式
LOG_FORMAT = "%(message)s " #简要的格式，只包含输入文本
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH =  None #os.path.join(os.getcwd(),'FTP_LOGIN.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filemode='w', #覆盖之前的记录 'a'是追加filename=LOG_PATH #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件)def get_html_file():url = 'http://nostarch.com'res = requests.get(url)  #一般情况下访问不了try:logging.debug('try to get %s ...' %(url))res.raise_for_status()except Exception as exc:logging.debug('There was some error in requests.get from web:%s.:' %(exc, url))return False#examsoup = bs4.BeautifulSoup(res.text)def phrase_html_file():with open('example.html') as  examhtml:examsoup = bs4.BeautifulSoup(examhtml.read(), features="html.parser")  #如果不指定features,在不同系统可能使用不同的解析器,此行造成以下告警内容，，提示十分友好"""search.py:30: UserWarning: No parser was explicitly specified,so I'm using the best available HTML parser for this system ("html.parser"). This usually isn't a problem, but if you run this code on another system, or in a different virtual environment, it may use a different parser and behave differently.The code that caused this warning is on line 30 of the file search.py. To get rid of this warning, pass the additional argument 'features="html.parser"' to the BeautifulSoup constructor."""elem_author = examsoup.select('#author')print('type(author) = %s' %(type(elem_author)) )print('len(elem_author) = %d' %(len(elem_author)) )for i in range(len(elem_author)):print('type(elem_author[%d]) = %s' %(i, type(elem_author[i])) )print('str(elem_author[%d]) = %s' %(i, str(elem_author[i])) )print('elem_author[%d].getText() = %s' %(i, elem_author[i].getText() ) )print('elem_author[%d].attrs = %s' %(i, elem_author[i].attrs) )if __name__ == '__main__':phrase_html_file()

输出结果：

type(author) = <class 'list'>
len(elem_author) = 1
type(elem_author[0]) = <class 'bs4.element.Tag'>
str(elem_author[0]) = Al Sweigart
elem_author[0].getText() = Al Sweigart
elem_author[0].attrs = {'id': 'author'}

这段代码将带有“id = author”的元素，从式例HTML中找出来，我们使用sleect('#author')返回一个列表，其中包含带有"id = author"的元素。我们将这个Tag对象的列表保存在变量elem_author中，len(elem_author)方法告诉我们列表中只有一个Tag对象，只有一次匹配。在该元素上调用getText()方法，返回该元素的文本，或内部的HTML。一个元素的文本是在开始和结束标签之间的内容：在这个例子中，就是'AI Sweigart'。将该元素传递给str将返回一个字符串，其中包含开始和结束标签，以及该元素的文本。最后，attrs给了我们一个字典，包含钙元素的属性'id'及属性的值'author'。

下面再从例子中找出元素:

#! /usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*import requests
import logging
import os, sys, bs4
#LOG_FORMAT = "%(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s %(message)s "#配置输出日志格式
LOG_FORMAT = "%(message)s " #简要的格式，只包含输入文本
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH =  None #os.path.join(os.getcwd(),'FTP_LOGIN.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filemode='w', #覆盖之前的记录 'a'是追加filename=LOG_PATH #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件)def get_html_file():url = 'http://nostarch.com'res = requests.get(url)  #一般情况下访问不了try:logging.debug('try to get %s ...' %(url))res.raise_for_status()except Exception as exc:logging.debug('There was some error in requests.get from web:%s.:' %(exc, url))return False#examsoup = bs4.BeautifulSoup(res.text)def phrase_html_file():with open('example.html') as  examhtml:examsoup = bs4.BeautifulSoup(examhtml.read(), features="html.parser")  #如果不指定features,在不同系统可能使用不同的解析器,此行造成以下告警内容，，提示十分友好"""search.py:30: UserWarning: No parser was explicitly specified,so I'm using the best available HTML parser for this system ("html.parser"). This usually isn't a problem, but if you run this code on another system, or in a different virtual environment, it may use a different parser and behave differently.The code that caused this warning is on line 30 of the file search.py. To get rid of this warning, pass the additional argument 'features="html.parser"' to the BeautifulSoup constructor."""print('NOW SEARCH THE ELEMENT NAME AS <p>:-----------------------------')print("""<!-- This is the example.html example file. --><html><head><title>The Website Title</title></head><body><p>Download my <strong>Python</strong> book from <a href="http://inventwithpython.com">my website</a>.</p><p class="slogan">Learn Python the easy way!</p><p>By <span id="author">Al Sweigart</span></p></body></html>""")""" 找出<p>元素 """elem_p = examsoup.select('p')print('type(elem_p) = %s' %(type(elem_p)) )print('len(elem_p) = %d' %(len(elem_p)) )for i in range(len(elem_p)):print('type(elem_p[%d]) = %s' %(i, type(elem_p[i])) )print('str(elem_p[%d]) = %s' %(i, str(elem_p[i])) )print('elem_p[%d].getText() = %s' %(i, elem_p[i].getText() ) )print('elem_p[%d].attrs = %s' %(i, elem_p[i].attrs) )if __name__ == '__main__':phrase_html_file()

结果：

NOW SEARCH THE ELEMENT NAME AS :-----------------------------

<html><head><title>The Website Title</title></head>
<body>
Download my Python book from <a href="http://
inventwithpython.com">my website</a>.
Learn Python the easy way!
By Al Sweigart
</body></html>

type(elem_p) = <class 'list'>
len(elem_p) = 3
type(elem_p[0]) = <class 'bs4.element.Tag'>
str(elem_p[0]) = Download my Python book from <a href="http://
inventwithpython.com">my website</a>.
elem_p[0].getText() = Download my Python book from my website.
elem_p[0].attrs = {}
type(elem_p[1]) = <class 'bs4.element.Tag'>
str(elem_p[1]) = Learn Python the easy way!
elem_p[1].getText() = Learn Python the easy way!
elem_p[1].attrs = {'class': ['slogan']}
type(elem_p[2]) = <class 'bs4.element.Tag'>
str(elem_p[2]) = By Al Sweigart
elem_p[2].getText() = By Al Sweigart
elem_p[2].attrs = {}

这一次，select()给我们返回一个列表，包含3个元素，即有3次匹配，我们将它保存在elem_p中，在elem_p[0],elem_p[1],elem_p[2]上使用str()，将每个元素显示为一个字符串，在每个元素上使用getText()显示它的文本。

注意，属性并不是每个元素都存在的，只有在存在属性的元素中才能得到属性。

通过元素属性也可以获取数据

Tag对象的get()方法让我们很容易从元素中获取属性值，向该方法传入一个属性名称的字符串，它将返回该属性的值。

例如：

>>> spanElem = soup.select（'span'）[0]
>>> spanElem.get（'id'）
'author'

4. 小项目《1》：查找一个话题并针对每个结果打开浏览器界面

import sys, webbrowser, requests, bs4
# 从参数列表中获取关键词
keywords = '%20'.join(sys.argv[1:])# 进行百度搜索并下载搜索页面
fakeua = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/68.0.3440.84 Safari/537.36"}
searchPage = requests.get('https://www.baidu.com/s?wd=' + keywords, headers = fakeua)
searchPage.raise_for_status()    # 如果失败就抛出异常# 得到前5个搜索结果的链接
searchSoup = bs4.BeautifulSoup(searchPage.text, features="html.parser")
elements = searchSoup.select('.t a')# 在浏览器中打开这些连接
for i in range(min(5, len(elements))):webbrowser.open(elements[i].get('href'))

获取命令行参数使用sys.argv[1:]

5. 小项目《2》下载所有XKCD漫画

博客和其他定期更新的网站通常会在首页上显示最新的帖子，并在页面上的“上一页”按钮将您带到上一页。然后，该帖子也将具有“上一个”按钮，依此类推，从而创建从最新页面到站点上第一篇帖子的跟踪。如果您想在不在线时阅读网站内容的副本，则可以手动浏览每个页面并保存每个页面。但这是一件很无聊的工作，所以让我们编写一个程序来代替它。

XKCD是一个流行的极客漫画网站，其网站符合此结构（请参看图5-1）。位于http://xkcd.com/的首页上有一个“上一页”按钮，可引导用户浏览以前的漫画。手动下载每个漫画将花费很多时间，但是您可以编写脚本在几分钟内完成此操作。

图5-1

这是您的程序的作用：

加载XKCD主页。
将漫画图像保存在该页面上。
跟随上一个漫画链接。
重复直到到达第一个漫画。

这意味着您的代码将需要执行以下操作：

下载带有requests模块的页面。
使用Beautiful Soup查找页面的漫画图像的URL。
使用下载并保存漫画图像到硬盘iter_content()。
找到上一个漫画链接的URL，然后重复。

打开一个新的文件编辑器窗口，并将其另存为downloadXkcd.py。

首先你需要找到漫画在网页中的准确位置元素：如下图5-2所示

图5-2

通过使用开发人员工具检查XKCD主页，您知道<img>漫画图像的<div>元素位于id属性设置为的元素内部comic，因此选择器'#comic img'将从对象中获取正确的<img>元素BeautifulSoup。

一些XKCD页面具有特殊的内容，而不是简单的图像文件。没关系; 您将跳过这些。如果您的选择器找不到任何元素，soup.select('#comic img')则将返回一个空白列表。发生这种情况时，程序可以仅打印错误消息并继续运行而无需下载图像。

否则，选择器将返回一个包含一个<img>元素的列表。您可以src从此<img>元素获取属性，并将其传递requests.get()给下载漫画的图像文件。

comicUrl值类似'http://imgs.xkcd.com/comics/heartbleed_explanation.png'—您可能已经注意到，它看起来很像文件路径。而事实上，你可以对comicUrl调用os.path.basename()，它将只返回URL的最后一部分：'heartbleed_explanation.png'。将图像保存到硬盘时，可以将其用作文件名。您使用将该名称与xkcd文件夹名称连接在一起，os.path.join()以便您的程序在Windows上使用反斜杠（\），在OS X和Linux上使用正斜杠（/）。现在您终于有了文件名，您可以调用open()以'wb'“写入二进制”模式打开一个新文件。

请记住，在本章前面的内容中，要保存使用请求下载的文件，您需要遍历该iter_content()方法的返回值。for循环中的代码将图像数据的块（每个最大为100000个字节）写出到文件中，然后关闭文件。图像现在已保存到硬盘驱动器。

之后，选择器'a[rel="prev"]'标识属性设置为的<a>元素，您可以使用该元素的属性来获取先前漫画的URL，该URL存储在中。然后，循环将再次开始针对该漫画的整个下载过程。relprev<a>hrefurlwhile

漫画的上一页按钮在开发者元素中如图5-3所示

图5-3

代码如下：

import sys, os, requests, bs4
import logging
import tracebackLOG_FORMAT = "%(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s %(message)s "#配置输出日志格式
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH = None #os.path.join(os.getcwd(),'debugging.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filename=LOG_PATH #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件)
#downloadxkcd.py - Download every sigle XKCD comic."""
soup.select('div')  所有名为<div>的元素
soup.select('#author')  带有id属性为author的元素
soup.select('.notice')  所有使用CSS class属性名为notice的元素
soup.select('div span') 所有在<div>元素之内的<span>元素
soup.select('div > span')    所有直接在<div>元素之内的<span>元素，中间没有其他元素
soup.select('input[name]')  所有名为<input>，并有一个name属性，其值无所谓的元素
soup.select('input[type="button"]') 所有名为<input>，并有一个type属性，其值为 button的元素"""def downloadxkcd():fakeua = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/68.0.3440.84 Safari/537.36"}url = 'https://xkcd.com'    #starting urlorig_url = urlos.makedirs('xkcd', exist_ok = True)    #store comics in ./xkcdtry:while not  url.endswith('#'):# TODO: Download the page.logging.debug('downloading page %s ...' %(url))res = requests.get(url, headers = fakeua)res.raise_for_status()soup = bs4.BeautifulSoup(res.text, features="html.parser")#如果不指定features,在不同系统可能使用不同的解析器,此行造成以下告警内容，，提示十分友好# TODO: FInd the url of the comic image.comicElem = soup.select('#comic img') #所有在 comic 内的imgif [] == comicElem:print('could not find comic image.')else:# TODO: Download the image.  comicUrl = 'https:'+ comicElem[0].get('src')print('Downloadin image %s .................' %(comicUrl) ) res = requests.get(comicUrl, headers = fakeua)res.raise_for_status()# TODO: Savethe image to ./xkcdwith open(os.path.join('xkcd', os.path.basename(comicUrl)), 'wb') as imageFile:for chunk in res.iter_content(100000):imageFile.write(chunk)# TODO: Get the Prev button's urlprevLink = soup.select('a[rel="prev"]')[0]prev_image_url = prevLink.get('href')if None == prev_image_url:print('get prev image url result is None.')breakelse:url = orig_url + prev_image_urlprint('Done!')except:logging.debug('some error happend %s' %(traceback.format_exc()) )if __name__ == '__main__':downloadxkcd()

效果如下：

下载结果：

6. 自动化网页任务——selenium模块

requests和BeautifulSoup模块很了不起，只要你能弄清楚需要传递给requests.get()的URL。但是有时候这并不容易找到，或者你即将浏览的网站需要你先登录，selenium模块将让你的程序具有执行这种复杂任务的能力。通过该selenium模块，Python可以通过编程方式单击链接并填写登录信息来直接控制浏览器，几乎就像是人类在与页面进行交互一样。Selenium允许您以比Requests and Beautiful Soup更高级的方式与网页交互；但是由于它启动了Web浏览器，因此，例如，您只需要从Web下载一些文件，它就会变慢并且很难在后台运行。

以下例子使用Google浏览器完成，也可以使用火狐浏览器。

6.1 驱动Chrome浏览器

使用Python驱动Google浏览器完成网页访问，您需要安装Google浏览器，并将Google浏览器额驱动程序ChromeDriver同样安装到Google浏览器安装目录下：Google浏览器驱动程序ChromeDriver可以从ChromeDriver仓库下载对应版本，下载完以后，解压到Google浏览器应用目录下即可，我的目录如下：

Google浏览器版本为:76.0.3809.100，ChromeDriver下载对应版本：均可

现在，准备工作完成后，就可以使用Python驱动浏览器了。不过，即便这样，您还需要设置一些环境，比如讲Google浏览器的安装目录，即ChromeDriver驱动目录添加到您Windows的环境变量Path中，不过也可以不添加，那么久需要在您的Python程序中Web驱动初始化的时候指定chromedriver.exe的路径，例如：

from selenium import webdriver
#浏览器初始化设置为谷歌
driver = webdriver.Chrome('C:/Program Files (x86)/Google/Chrome/Application/chromedriver.exe')

这样，您就初始化了一个Chrome浏览器的驱动对象。

下面来使用这个对象做一些简单的事情，比如打开浏览器访问一个网站：

#! /usr/bin/python3
import logging,os
import traceback
from selenium import webdriver
#浏览器初始化设置为谷歌
driver = webdriver.Chrome('C:/Program Files (x86)/Google/Chrome/Application/chromedriver.exe')
driver.maximize_window() #浏览器窗口最大化LOG_FORMAT = "%(asctime)s %(name)s %(levelname)s %(pathname)s %(message)s "#配置输出日志格式
DATE_FORMAT = '%Y-%m-%d  %H:%M:%S %a ' #配置输出时间的格式，注意月份和天数不要搞乱了
LOG_PATH = None #os.path.join(os.getcwd(),'debugging.log')
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,format=LOG_FORMAT,datefmt = DATE_FORMAT ,filename=LOG_PATH, #有了filename参数就不会直接输出显示到控制台，而是直接写入文件filemode='w')def browser_python(url):print('try to conect to %s...' %(url))try:driver.get(url)except:print('some bad happend :%s' %(traceback.format_exc()) )if __name__ == '__main__':#url = 'http://inventwithpython.com/'#browser_python(url) #访问python 自动化编程的电子书网站#访问我的QQ空间,这里需要登录，关于登录程序暂时不添加url = 'https://user.qzone.qq.com/2281284114/infocenter'browser_python(url)

你会注意到，当webdriver.Chrome()调用时，浏览器启动了，如果不添加任何动作，那么将初始化一个Chrome浏览器空白页。

对值driver调用type()，得到数据类型为：<class 'selenium.webdriver.chrome.webdriver.WebDriver'>，数据类型为WebDriver。

6.2 在Web页面中寻找元素

WebDriver对象有多种方法，用于在页面中寻找元素。他们被分成find_element_*和find_elements_*方法。find_element_*返回一个WebElement对象，代表页面中匹配查询的第一个元素，find_elements_*返回WebElement_*对象的列表。包含页面中所有匹配的元素。

表6-1 列出了find_element_*和find_elements_*方法的几个例子，他们在变量driver中保存的WebDriver对象上调用。

表6-1 selenium的WebDriver方法，用于寻找元素
WebElement	对象/列表返回
browser.find_element_by_class_name（name）
browser.find_elements_by_class_name（name）	使用CSS类name的元素
browser.find_element_by_css_selector（selector）
browser.find_elements_by_css_selector（selector）	符合CSS selector的元素
browser.find_element_by_id（id）
browser.find_elements_by_id（id）	匹配id属性值的元素
browser.find_element_by_link_text（text）
browser.find_elements_by_link_text（text）	与text提供的内容完全匹配的<a>元素
browser.find_element_by_partial_link_text（text）
browser.find_elements_by_partial_link_text（text）	包含text提供的内容的<a>元素
browser.find_element_by_name（name）
browser.find_elements_by_name（name）	匹配name属性值的元素
browser.find_element_by_tag_name（name）
browser.find_elements_by_tag_name（name）	匹配标签name的<a>元素（不区分大小写；<a>元素匹配'a'和'A'）

除*_by_tag_name()方法外，所有方法的参数均区分大小写。如果页面上不存在与该方法要查找的内容匹配的元素，则该selenium模块将引发NoSuchElement异常。如果您不希望该异常导致程序崩溃，请在代码中添加try和except语句。

一旦有了WebElement对象，就可以读取表6-2宗的属性或调用其中的方法，了解WebElement对象的更多内容

表 6-2 WebElement的属性和方法
属性或方法	描述
tag_name	标签名称，例如'a'表示<a>元素
get_attribute(name)	该元素name属性的值
text	元素内的文本，例如<span>hello</span>中的hello
clear()	对于文本字段或文本区域元素，清除键入其中的文本
is_displayed()	元素可见，返回True；否则返回False
is_enabled()	对于输入元素，如果已启用该元素，则返回True；否则返回False
is_selected()	对于复选框或单选框元素，如果该元素被选中，返回True；否则返回false
location	一个字典，包含键'x'和'y'，表示元素在页面中的位置的字典

6.3 点击页面

find_element_*和find_elements_*方法返回的WebElement对象有一个click()方法，模拟鼠标在该元素上点击。这个方法可以用于链接跳转，选择单选按钮，点击提交按钮，或者处罚钙元素被鼠标点击时发生的任何事情。例子：比如我们访问 http://inventwithpython.com/ ，首页有对应每一本书籍的在线阅读选项框，点击就会跳转到该书籍的电子在线阅读界面：我们将鼠标放在'Read Online for Free'选项框上，右键选择检查，就会跳出该选项的开发者界面，这样我们就知道我们将要获取的链接关键字和链接了

def click_link(url):try:#先访问网页，返回WebElementdriver.get(url)#其实是寻找href'''<a href="https://automatetheboringstuff.com/" class="btn btn-primary">Read Online for Free</a>'''link_login = driver.find_element_by_link_text('Read Online for Free') #找到并返回第一个link_login.click() #模拟点击except:print('some bad happend :%s' %(traceback.format_exc()) )

网页成功跳转到在线阅读页面：https://automatetheboringstuff.com/

6.4 填写并提交表单(模拟自动登录QQ空间)

向Web页面的文本字段发送击键，只要找到那个文本字段的<input> 或者 <textarea>元素，然后调用send_keys()方法。我们可以利用python模拟邓丽QQ空间或QQ邮箱。这里要注意几点：

1> iframe 框架切换具体使用可以参考 selenium中iframe的切换

百度：IFRAME是HTML标签，作用是文档中的文档，或者浮动的框架(FRAME)。iframe元素会创建包含另外一个文档的内联框架（即行内框架）

核心属性

属性	值	描述
class	classname	规定元素的类名（classname）
id	id	规定元素的特定id
style	style_definition	规定元素的行内样式（inline style）
title	text	规定元素的额外信息（可在工具提示中显示）

如QQ空间登录界面的frame 框架

2> 定位input元素，键入内容

测试程序：目前QQ登录需要验证滑动条，因此不能一步登录，但是基本功能已经完成，即：打开浏览器，切换到账号密码登录界面，输入账号密码，只需要手动滑动验证码就可以登录

代码如下：

def login_count():try:driver.get('https://qzone.qq.com/')'''定位frame <iframe id="login_frame" name="login_frame" height="100%" scrolling="no" width="100%" frameborder="0" src="https://xui.ptlogin2.qq.com/cgi-bin/xlogin?proxy_url=https%3A//qzs.qq.com/qzone/v6/portal/proxy.html&amp;daid=5&amp;&amp;hide_title_bar=1&amp;low_login=0&amp;qlogin_auto_login=1&amp;no_verifyimg=1&amp;link_target=blank&amp;appid=549000912&amp;style=22&amp;target=self&amp;s_url=https%3A%2F%2Fqzs.qq.com%2Fqzone%2Fv5%2Floginsucc.html%3Fpara%3Dizone&amp;pt_qr_app=手机QQ空间&amp;pt_qr_link=https%3A//z.qzone.com/download.html&amp;self_regurl=https%3A//qzs.qq.com/qzone/v6/reg/index.html&amp;pt_qr_help_link=https%3A//z.qzone.com/download.html&amp;pt_no_auth=0"></iframe>'''#登录表单在页面的框架中，所以要切换到该框架driver.switch_to.frame('login_frame') #没有此条语句将不能跳转登录输入login_switch = driver.find_element_by_id('switcher_plogin')login_switch.click() #点击通过账号密码交互登录InName = driver.find_element_by_id('u')InName.clear() #清除框内的内容InName.send_keys('123456789')inPass = driver.find_element_by_id('p') #输入密码inPass.clear()inPass.send_keys('******')#inPass.submit() 提交表单，实际应用中不常用到，登录界面都是多种多样的login_click = driver.find_element_by_id('login_button')login_click.click() #登录except:print('some bad happend :%s' %(traceback.format_exc()) )

6.5 发送特殊键

Selenium有一个用于键盘键的模块，这些模块无法键入字符串值，其功能很像转义符。这些值存储在selenium.webdriver.common.keys模块的属性中。由于这是一个很长的模块名称，因此from selenium.webdriver.common.keys import Keys在程序顶部运行会容易得多。如果这样做的话，那么您只需输入Keys.*** 即可。

表 6-3 列出了常用的Keys变量

表6-3 selenium.webdriver.common.keys模块中常用的变量
属性	含义
Keys.DOWN，Keys.UP，Keys.LEFT，Keys.RIGHT	键盘方向键
Keys.ENTER， Keys.RETURN	回车键和换行键
Keys.HOME，Keys.END，Keys.PAGE_DOWN，Keys.PAGE_UP	home键，end键，PageUp键，PageDown键
Keys.ESCAPE，Keys.BACK_SPACE，Keys.DELETE	Esc键，Backspace键和删除键delete
Keys.F1，Keys.F2，...，Keys.F12	键盘顶部F1到F12键
Keys.TAB	Tab键

6.6 点击浏览器按钮

方法	功能
browser.back()	单击上一步或返回按钮
browser.forward()	点击前进按钮
browser.refresh()	点击刷新/重新加载按钮
browser.quit()	点击关闭窗口按钮

关于selenium 的更多信息

selenuum作用远远超出了此处描述的功能。它可以修改浏览器的Cookie，截取网页的屏幕截图以及运行自定义JavaScript。要了解有关这些功能的更多信息，可以访问http://selenium-python.readthedocs.org/上的Selenium文档。

小结

大多数无聊的任务不仅限于计算机上的文件。能够以编程方式下载网页会将您的程序扩展到Internet。该requests模块使下载变得简单明了，并且具有HTML概念和选择器的一些基本知识，您可以利用该BeautifulSoup模块来解析下载的页面。

但是要完全自动化任何基于Web的任务，您需要通过该selenium模块直接控制Web浏览器。该selenium模块将允许您登录网站并自动填写表格。由于Web浏览器是通过Internet发送和接收信息的最常用方法，因此这是您的程序员工具包中的一项强大功能。