Selenium——控制你的浏览器帮你爬虫

CristianoC

发布于 2020-05-31 15:25:14

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发布于 2020-05-31 15:25:14

文章被收录于专栏：计算机视觉漫谈

前言

大家应该都有过从百度文库下载东西的经历，对于下载需要下载券的文章，我们可以办理文库VIP；又或者使用“冰点文库”这样的下载软件，但是对于会爬虫的人来说，当然就是把他爬下来。

问题分析

我们以如何下载下面这篇文章为例，分析问题： URL：https://wenku.baidu.com/view/aa31a84bcf84b9d528ea7a2c.html

如果只是纯粹爬取这种文章还是挺好爬的，但是我们翻到文章的最下方，我们可以看到如下内容：

我们可以看到我们需要点击继续阅读才能显示后续的内容。照之前的思路，我们当然是抓包分析，但是抓包后我们却发现：

Request URL太长，而且除了后面expire时间信息外其他信息不好解决，所以我们果断放弃这个方法。问题：获取当前页好办，怎么获取接下来页面的内容？带着这个思考，Selenium神器走入了我的视线。

预备知识

Selenium简介

Selenium是什么？一句话，自动化测试工具。它支持各种浏览器，包括Chorome,Safari,Firefox等主流界面式浏览器，如果你在这些浏览器里面安装一个Selenium的插件，那么便可以方便地实现Web界面的测试。换句话说叫Selenium支持这些浏览器驱动。Selenium支持多种语言开发，比如Java，C，Ruby等等，而对于Python，当然也是支持的。

安装

1pip3 install selenium

基础知识

详细内容可查看官方文档http://selenium-python.readthedocs.io/index.html

小试牛刀

我们先来一个小例子感受一下Selenium，我们用Chorme浏览器来测试。

1from selenium import webdriver
2browser = webdriver.Chrome()
3browser.get('http://www.baidu.com/')

运行这段代码，会自动打开浏览器，然后访问百度。如果程序执行错误，浏览器没有打开，那么应该是没有安装Chrome浏览器或者Chrome驱动没有配置在环境变量里，大家自行下载驱动，然后将驱动文件路径配置在环境变量即可。驱动下载地址：https://sites.google.com/a/chromium.org/chromedriver/downloads 当然，你不设置环境变量也是可以的，程序也可以这样写：

1from selenium import webdriver
2browser = webdriver.Chrome('path\to\your\chromedriver.exe')
3browser.get('http://www.baidu.com/')

上面的path\to\your\chromedriver.exe是你爹chrome驱动文件位置，可以使用绝对路径。我们通过驱动的位置传递参数，也可以调用驱动，结果如下图所示：

模拟提交

下面的代码实现了模拟提交搜索的功能，首先等页面加载完成，然后输入到搜索框文本，点击提交，然后使用page_source打印提交后的页面的信息。

1from selenium import webdriver
2from selenium.webdriver.common.keys import Keys
3driver = webdriver.Chrome()
4driver.get("http://www.python.org")
5assert "Python" in driver.title
6elem = driver.find_element_by_name("q")
7elem.send_keys("pycon")
8elem.send_keys(Keys.RETURN)
9print(driver.page_source)

全自动效果图如下所示：

其中driver.get方法会打开请求的URL,WebDriver会等待页面完全加载完成之后才会返回，即程序会等待页面的所有内容加载完毕，JS渲染完毕之后才继续往下执行。注意，如果这里用到了特别多的Ajax的话，程序可能不知道是否已经完全加载完毕。

WebDriver提供了许多寻找网页元素的方法，譬如find_element_by_*的方法。例如一个输入框可以通过find_element_by_name方法寻找name属性来确定。

然后我们输入文本并模拟了点击回车，就像我们敲击键盘一样。我们可以利用Keys这个类来模拟键盘输入。

最后最重要的一点是可以获取网页渲染后的源代码。通过输出page_source属性即可。这样，我们就可以做到网页的动态爬去了。

元素选取

关于元素选取，有如下的API: 单个元素选取：

1find_element_by_id
2find_element_by_name
3find_element_by_xpath
4find_element_by_link_text
5find_element_by_partial_link_text
6find_element_by_tag_name
7find_element_by_class_name
8find_element_by_css_selector

多个元素选取：

1find_elements_by_name
2find_elements_by_xpath
3find_elements_by_link_text
4find_elements_by_partial_link_text
5find_elements_by_tag_name
6find_elements_by_class_name
7find_elements_by_css_selector

另外还可以利用By类来确定那种选择方式：

1from selenium.webdriver.common.by import By
2driver.find_element(By.XPATH, '//button[text()="Some text"]')
3driver.find_elements(By.XPATH, '//button')

By类的一些属性如下：

1find_elements_by_name
2find_elements_by_xpath
3find_elements_by_link_text
4find_elements_by_partial_link_text
5find_elements_by_tag_name
6find_elements_by_class_name
7find_elements_by_css_selector

这些方法跟JS的一些方法有相似之处，find_element_by_id，就是根据标签的id属性查找元素，find_element_by_name，就是根据标签的name属性查找元素。举个简单的例子，比如我想找到下面这个元素：

1<input type="text" name="passwd" id="passwd-id" />

我们可以这样获取他：

1element = driver.find_element_by_id("passwd-id")
2element = driver.find_element_by_name("passwd")
3element = driver.find_elements_by_tag_name("input")
4element = driver.find_element_by_xpath("//input[@id='passwd-id']")

前三个都很好理解，最后一个xpath是什么意思？xpath是一个非常强大的元素查找方式，使用这种方法几乎可以定位到页面上的任意元素，在后面我会单独讲解。

界面交互

通过元素选取，我们能够找到元素的位置，我们可以根据这个元素的位置进行相应的事件操作，例如输入文本框内容、鼠标点击、填充表单、元素拖拽等等。由于篇幅原因，我就不一个一个讲解了，主要讲解本次实战用到的鼠标点击，更详细的内容可以查看官方文档。

1elem = driver.find_element_by_xpath("//a[@data-fun='next']")
2elem.click()

比如上面这句话，我使用find_element_by_xpath()找到元素位置，暂且不用理会这句话是什么意思，暂且理解为找到了一个按键的位置。然后我们使用click()方法，就可以触发鼠标左键点击时间。是不是很简单？但是有一点需要注意，就是在点击的时候，元素不能有遮挡。什么意思？就是说我在点击这个按键之前，窗口最好移动到那里，因为如果这个按键被其他元素遮挡，click()就触发异常。因此稳妥起见，在触发鼠标左键单击事件之前，滑动窗口，移动到按键上方的一个元素位置：

1page = driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='page']")
2driver.execute_script('arguments[0].scrollIntoView();', page[-1]) #拖动到可见的元素去

上面的代码，就是将窗口滑动到page这个位置，在这个位置，我们能够看到我们需要点击的按键。

添加User-Agent

使用webdriver,是可以更改User-Agent的，代码如下：

1from selenium import webdriver
2options = webdriver.ChromeOptions()
3options.add_argument('user-agent="Mozilla/5.0 (Linux; Android 4.0.4; Galaxy Nexus Build/IMM76B) AppleWebKit/535.19 (KHTML, like Gecko) Chrome/18.0.1025.133 Mobile Safari/535.19"')
4driver = webdriver.Chrome(chrome_options=options)
5driver.get('https://www.baidu.com/')

Xpath

Xpath是很强大的元素查找方式，使用这种方法几乎可以定位到页面上的任意元素。在正式开始使用之前，我们先了解下什么是Xpath。XPath是XML Path的简称，由于HTML文档本身就是一个标准的XML页面，所以我们可以使用XPath的语法来定位页面元素。假设我们现在以图所示HTML代码为例，要引用对应的对象，XPath语法如下：

绝对路径写法(只有一种)，写法如下：引用页面上的form元素(即源码中的第3行)：

1/html/body/form[1]

注意：

元素的xpath绝对路径可通过firebug直接查询。
般不推荐使用绝对路径的写法，因为一旦页面结构发生变化，该路径也随之失效，必须重新写。
绝对路径以单/号表示，而下面要讲的相对路径则以//表示，这个区别非常重要。另外需要多说一句的是，当xpath的路径以/开头时，表示让Xpath解析引擎从文档的根节点开始解析。当xpath路径以//开头时，则表示让xpath引擎从文档的任意符合的元素节点开始进行解析。而当/出现在xpath路径中时，则表示寻找父节点的直接子节点，当//出现在xpath路径中时，表示寻找父节点下任意符合条件的子节点，不管嵌套了多少层级（这些下面都有例子，大家可以参照来试验）。弄清这个原则，就可以理解其实xpath的路径可以绝对路径和相对路径混合在一起来进行表示，想怎么表示就怎么表示。

下面是相对路径的引用写法：

查找页面根元素：//
查找页面上所有的input元素：//input
查找页面上第一个form元素内的直接子input元素(即只包括form元素的下一级input元素，使用绝对路径表示，单/号)：//form[1]/input
查找页面上第一个form元素内的所有子input元素(只要在form元素内的input都算，不管还嵌套了多少个其他标签，使用相对路径表示，双//号)：//form[1]//input
查找页面上第一个form元素：//form[1]
查找页面上id为loginForm的form元素：//form[@id='loginForm']
查找页面上具有name属性为username的input元素：//input[@name='username']
查找页面上id为loginForm的form元素下的第一个input元素：//form[@id='loginForm']/input[1]
查找页面具有name属性为contiune并且type属性为button的input元素：//input[@name='continue'][@type='button']
查找页面上id为loginForm的form元素下第4个input元素：//form[@id='loginForm']/input[4]

Xpath功能很强大，所以也可以写的更负责一些，如下图html源码：

如果我们现在要引用id为“J_password”的input元素，该怎么写呢？我们可以像下面这样写：

1//*[@id='J_login_form']/dl/dt/input[@id='J_password']

也可以写成：

1//*[@id='J_login_form']/*/*/input[@id='J_password']

这里解释一下，其中//*[@id=’ J_login_form’]这一段是指在根元素下查找任意id为J_login_form的元素，此时相当于引用到了form元素。后面的路径必须按照源码的层级依次往下写。按照代码，我们要找的input元素包含在一个dt标签里面，而dt又包含在dl标签内，所以中间必须写上dl和dt两层，才到input这层。当然我们也可以用*号省略具体的标签名称，但元素的层级关系必须体现出来，比如我们不能写成//*[@id='J_login_form']/input[@id='J_password']，这样肯定会报错的。

前面讲的都是xpath中基于准确元素属性的定位，其实xpath作为定位神器也可以用于模糊匹配。本次实战，可以进行准确元素定位，因此就不讲模糊匹配了。如果有兴趣，可以自行了解。

动手实战

以上面提到的文章为例，进行爬取讲解。

页面切换

由于网页的百度文库负责，可能抓取内容不全，因此使用User-Agent，模拟手机登录，然后打印文章标题，文章页数，并进行翻页。先看下这个网站。

我们需要找到两个元素的位置，一个是页码元素的位置，我们根据这个元素的位置，将浏览器的滑动窗口移动到这个位置，这样就可以避免click()下一页元素的时候，有元素遮挡。然后找到下一页元素的位置，然后根据下一页元素的位置，触发鼠标左键单击事件。

我们审查元素看一下，这两个元素：

我们根据这两个元素，就可以通过xpath查找元素位置，代码分别如下：

1page = driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='page']")
2nextpage = driver.find_element_by_xpath("//a[@data-fun='next']")

由于page元素有很多，所以我们使用find_elements_by_xpath()方法查找，然后使用page[-1]，也就是链表中的最后一个元素的信息进行浏览器窗口滑动，代码如下：

1from selenium import webdriver
2options = webdriver.ChromeOptions()
3options.add_argument('user-agent="Mozilla/5.0 (Linux; Android 4.0.4; Galaxy Nexus Build/IMM76B) AppleWebKit/535.19 (KHTML, like Gecko) Chrome/18.0.1025.133 Mobile Safari/535.19"')
4driver = webdriver.Chrome(chrome_options = options)
5driver.get('https://wenku.baidu.com/view/aa31a84bcf84b9d528ea7a2c.html')
6page = driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='page']")
7driver.execute_script('arguments[0].scrollIntoView();', page[-1]) #拖动到可见的元素去
8nextpage = driver.find_element_by_xpath("//a[@data-fun='next']")
9nextpage.click()

内容爬取

爬取内容使用的是BeautifulSoup,这里不细说，审查元素，自己分析一下就可以。代码如下：

 1from selenium import webdriver
 2from bs4 import BeautifulSoup
 3
 4options = webdriver.ChromeOptions()
 5options.add_argument('user-agent="Mozilla/5.0 (Linux; Android 4.0.4; Galaxy Nexus Build/IMM76B) AppleWebKit/535.19 (KHTML, like Gecko) Chrome/18.0.1025.133 Mobile Safari/535.19"')
 6driver = webdriver.Chrome(chrome_options=options)
 7driver.get('https://wenku.baidu.com/view/aa31a84bcf84b9d528ea7a2c.html')
 8
 9html = driver.page_source
10bf1 = BeautifulSoup(html, 'lxml')
11result = bf1.find_all(class_='rtcspage')
12for each_result in result:
13     bf2 = BeautifulSoup(str(each_result), 'lxml')
14     texts = bf2.find_all('p')
15     for each_text in texts:
16          main_body = BeautifulSoup(str(each_text), 'lxml')
17          for each in main_body.find_all(True):
18               if each.name == 'span':
19                    print(each.string.replace('\xa0',''),end='')
20                elif each.name == 'br':
21                    print('')

爬取结果如下：

整体代码

我们能够翻页，也能够爬取当前页面内容，代码稍作整合，就可以爬取所有页面的内容了。找下网页的规律就会发现，5页文章放在一个网页里。思路：爬取正文内容，再根据爬取到的文章页数，计算页数/5.0，得到一个分数，如果这个分数大于1，则翻页继续爬，如果小于或等于1，代表到最后一页了。停止翻页。有一点注意一下，翻页之后，等待延时一下，等待页面加载之后在爬取内容，这里，我们使用最简单的办法，用sleep()进行延时。因此总体代码如下：

 1from selenium import webdriver
 2from bs4 import BeautifulSoup
 3import re
 4
 5if __name__ == '__main__':
 6
 7    options = webdriver.ChromeOptions()
 8    options.add_argument('user-agent="Mozilla/5.0 (Linux; Android 4.0.4; Galaxy Nexus Build/IMM76B) AppleWebKit/535.19 (KHTML, like Gecko) Chrome/18.0.1025.133 Mobile Safari/535.19"')
 9    driver = webdriver.Chrome(chrome_options=options)
10    driver.get('https://wenku.baidu.com/view/aa31a84bcf84b9d528ea7a2c.html')
11
12    html = driver.page_source
13    bf1 = BeautifulSoup(html, 'lxml')
14    result = bf1.find_all(class_='rtcspage')
15    bf2 = BeautifulSoup(str(result[0]), 'lxml')
16    title = bf2.div.div.h1.string
17    pagenum = bf2.find_all(class_='size')
18    pagenum = BeautifulSoup(str(pagenum), 'lxml').span.string
19    pagepattern = re.compile('页数：(\d+)页')
20    num = int(pagepattern.findall(pagenum)[0])
21    print('文章标题：%s' % title)
22    print('文章页数：%d' % num)
23
24    while True:
25        num = num / 5.0
26        html = driver.page_source
27        bf1 = BeautifulSoup(html, 'lxml')
28        result = bf1.find_all(class_='rtcspage')
29        for each_result in result:
30            bf2 = BeautifulSoup(str(each_result), 'lxml')
31            texts = bf2.find_all('p')
32            for each_text in texts:
33                main_body = BeautifulSoup(str(each_text), 'lxml')
34                for each in main_body.find_all(True):
35                    if each.name == 'span':
36                        print(each.string.replace('\xa0',''),end='')
37                    elif each.name == 'br':
38                        print('')
39            print('\n')
40        if num > 1:
41            page = driver.find_elements_by_xpath("//div[@class='page']")
42            driver.execute_script('arguments[0].scrollIntoView();', page[-1]) #拖动到可见的元素去
43            nextpage = driver.find_element_by_xpath("//a[@data-fun='next']")
44            nextpage.click()
45            time.sleep(3)
46        else:
47            break

运行结果：