python3解析库lxml的安装与基本使用

前言

在爬虫的学习中，我们爬取网页信息之后就是对信息项匹配，这个时候一般是使用正则。但是在使用中发现正则写的不好的时候不能精确匹配（这其实是自己的问题！）所以就找啊找。想到了可以通过标签来进行精确匹配岂不是比正则要快。所以找到了lxml。

lxml是python的一个解析库，支持HTML和XML的解析，支持XPath解析方式，而且解析效率非常高

XPath，全称XML Path Language，即XML路径语言，它是一门在XML文档中查找信息的语言，它最初是用来搜寻XML文档的，但是它同样适用于HTML文档的搜索

XPath的选择功能十分强大，它提供了非常简明的路径选择表达式，另外，它还提供了超过100个内建函数，用于字符串、数值、时间的匹配以及节点、序列的处理等，几乎所有我们想要定位的节点，都可以用XPath来选择

XPath于1999年11月16日成为W3C标准，它被设计为供XSLT、XPointer以及其他XML解析软件使用，更多的文档可以访问其官方网站：https://www.w3.org/TR/xpath/

1、python库lxml的安装

windows系统下的安装：

#pip安装
pip3 install lxml

#wheel安装
#下载对应系统版本的wheel文件:http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#lxml
pip3 install lxml-4.2.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl

linux下安装：

yum install -y epel-release libxslt-devel libxml2-devel openssl-devel

pip3 install lxml

验证安装：

$python3
>>>import lxml

2、XPath常用规则

（1）读取文本解析节点

from lxml import etree

text='''
<div>
 <ul>
 <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 <li class="item-0"><a href="link5.html">a属性</a>
 </ul>
 </div>
'''
html=etree.HTML(text) #初始化生成一个XPath解析对象
result=etree.tostring(html,encoding='utf-8') #解析对象输出代码
print(type(html))
print(type(result))
print(result.decode('utf-8'))

#etree会修复HTML文本节点
<class 'lxml.etree._Element'>
<class 'bytes'>
<html><body><div>
 <ul>
 <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 <li class="item-0"><a href="link5.html">a属性</a>
 </li></ul>
 </div>
</body></html>

（2）读取HTML文件进行解析

from lxml import etree

html=etree.parse('test.html',etree.HTMLParser()) #指定解析器HTMLParser会根据文件修复HTML文件中缺失的如声明信息
result=etree.tostring(html) #解析成字节
#result=etree.tostringlist(html) #解析成列表
print(type(html))
print(type(result))
print(result)

#
<class 'lxml.etree._ElementTree'>
<class 'bytes'>
b'<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/REC-html40/loose.dtd">\n<html><body><div>
\n <ul>
\n <li class="item-0"><a href="link1.html">first item</a></li>
\n <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
\n <li class="item-inactive"><a href="link3.html">third item</a></li>
\n <li class="item-1"><a href="link4.html">fourth item</a></li>
\n <li class="item-0"><a href="link5.html">fifth item</a>
\n </li></ul>
\n </div>
\n</body></html>'

（3）获取所有节点

返回一个列表每个元素都是Element类型，所有节点都包含在其中

from lxml import etree

html=etree.parse('test',etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//*') #//代表获取子孙节点，*代表获取所有

print(type(html))
print(type(result))
print(result)

#
<class 'lxml.etree._ElementTree'>
<class 'list'>
[<Element html at 0x754b210048>, <Element body at 0x754b210108>, <Element div at 0x754b210148>, <Element ul at 0x754b210188>, <Element li at 0x754b2101c8>, <Element a at 0x754b210248>, <Element li at 0x754b210288>, <Element a at 0x754b2102c8>, <Element li at 0x754b210308>, <Element a at 0x754b210208>, <Element li at 0x754b210348>, <Element a at 0x754b210388>, <Element li at 0x754b2103c8>, <Element a at 0x754b210408>]

如要获取li节点，可以使用//后面加上节点名称，然后调用xpath()方法

html.xpath('//li') #获取所有子孙节点的li节点

（4）获取子节点

通过/或者//即可查找元素的子节点或者子孙节点，如果想选择li节点的所有直接a节点，可以这样使用

result=html.xpath('//li/a') #通过追加/a选择所有li节点的所有直接a节点，因为//li用于选中所有li节点，/a用于选中li节点的所有直接子节点a

（5）获取父节点

我们知道通过连续的/或者//可以查找子节点或子孙节点，那么要查找父节点可以使用..来实现也可以使用parent::来获取父节点

from lxml import etree
from lxml.etree import HTMLParser
text='''
<div>
 <ul>
 <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//a[@href="link2.html"]/../@class')
result1=html.xpath('//a[@href="link2.html"]/parent::*/@class')
print(result)
print(result1)

#
['item-1']
['item-1']

（6）属性匹配

在选取的时候，我们还可以用@符号进行属性过滤。比如，这里如果要选取class为item-1的li节点，可以这样实现:

from lxml import etree
from lxml.etree import HTMLParser
text='''
<div>
 <ul>
 <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//li[@class="item-1"]')
print(result)

（7）文本获取

我们用XPath中的text()方法获取节点中的文本

from lxml import etree

text='''
<div>
 <ul>
 <li class="item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//li[@class="item-1"]/a/text()') #获取a节点下的内容
result1=html.xpath('//li[@class="item-1"]//text()') #获取li下所有子孙节点的内容

print(result)
print(result1)

（8）属性获取

使用@符号即可获取节点的属性，如下：获取所有li节点下所有a节点的href属性

result=html.xpath('//li/a/@href') #获取a的href属性
result=html.xpath('//li//@href') #获取所有li子孙节点的href属性

（9）属性多值匹配

如果某个属性的值有多个时，我们可以使用contains()函数来获取

from lxml import etree

text1='''
<div>
 <ul>
 <li class="aaa item-0"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="bbb item-1"><a href="link2.html">second item</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//li[@class="aaa"]/a/text()')
result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa")]/a/text()')

print(result)
print(result1)

#通过第一种方法没有取到值，通过contains（）就能精确匹配到节点了
[]
['第一个']

（10）多属性匹配

另外我们还可能遇到一种情况，那就是根据多个属性确定一个节点，这时就需要同时匹配多个属性，此时可用运用and运算符来连接使用：

from lxml import etree

text1='''
<div>
 <ul>
 <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li>
 <li class="aaa" name="fore"><a href="link2.html">second item</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//li[@class="aaa" and @name="fore"]/a/text()')
result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa") and @name="fore"]/a/text()')

print(result)
print(result1)

#
['second item']
['second item']

（11）XPath中的运算符

此表参考来源:http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_operators.asp

（12）按序选择

有时候，我们在选择的时候某些属性可能同时匹配多个节点，但我们只想要其中的某个节点，如第二个节点或者最后一个节点，这时可以利用中括号引入索引的方法获取特定次序的节点：

from lxml import etree

text1='''
<div>
 <ul>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第二个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第三个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第四个</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser())

result=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取所有li节点下a节点的内容
result1=html.xpath('//li[1][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取第一个
result2=html.xpath('//li[last()][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取最后一个
result3=html.xpath('//li[position()>2 and position()<4][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取第一个
result4=html.xpath('//li[last()-2][contains(@class,"aaa")]/a/text()') #获取倒数第三个

print(result)
print(result1)
print(result2)
print(result3)
print(result4)

#
['第一个', '第二个', '第三个', '第四个']
['第一个']
['第四个']
['第三个']
['第二个']

这里使用了last()、position()函数，在XPath中，提供了100多个函数，包括存取、数值、字符串、逻辑、节点、序列等处理功能，它们的具体作用可参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_functions.asp

（13）节点轴选择

XPath提供了很多节点选择方法，包括获取子元素、兄弟元素、父元素、祖先元素等，示例如下：

from lxml import etree

text1='''
<div>
 <ul>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第一个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第二个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第三个</a></li>
  <li class="aaa" name="item"><a href="link1.html">第四个</a></li>
 </ul>
 </div>
'''

html=etree.HTML(text1,etree.HTMLParser())
result=html.xpath('//li[1]/ancestor::*') #获取所有祖先节点
result1=html.xpath('//li[1]/ancestor::div') #获取div祖先节点
result2=html.xpath('//li[1]/attribute::*') #获取所有属性值
result3=html.xpath('//li[1]/child::*') #获取所有直接子节点
result4=html.xpath('//li[1]/descendant::a') #获取所有子孙节点的a节点
result5=html.xpath('//li[1]/following::*') #获取当前子节之后的所有节点
result6=html.xpath('//li[1]/following-sibling::*') #获取当前节点的所有同级节点

#
[<Element html at 0x3ca6b960c8>, <Element body at 0x3ca6b96088>, <Element div at 0x3ca6b96188>, <Element ul at 0x3ca6b961c8>]
[<Element div at 0x3ca6b96188>]
['aaa', 'item']
[<Element a at 0x3ca6b96248>]
[<Element a at 0x3ca6b96248>]
[<Element li at 0x3ca6b96308>, <Element a at 0x3ca6b96348>, <Element li at 0x3ca6b96388>, <Element a at 0x3ca6b963c8>, <Element li at 0x3ca6b96408>, <Element a at 0x3ca6b96488>]
[<Element li at 0x3ca6b96308>, <Element li at 0x3ca6b96388>, <Element li at 0x3ca6b96408>]

以上使用的是XPath轴的用法，更多轴的用法可参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_axes.asp

（14）案例应用：抓取TIOBE指数前20名排行开发语言

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
import requests
from requests.exceptions import RequestException
from lxml import etree
from lxml.etree import ParseError
import json

def one_to_page(html):
 headers={
 'user-agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.62 Safari/537.36'
 }
 try:
 response=requests.get(html,headers=headers)
 body=response.text #获取网页内容
 except RequestException as e:
 print('request is error!',e)
 try:
 html=etree.HTML(body,etree.HTMLParser()) #解析HTML文本内容
 result=html.xpath('//table[contains(@class,"table-top20")]/tbody/tr//text()') #获取列表数据
 pos = 0
 for i in range(20):
  if i == 0:
  yield result[i:5]
  else:
  yield result[pos:pos+5] #返回排名生成器数据
  pos+=5
 except ParseError as e:
  print(e.position)

def write_file(data): #将数据重新组合成字典写入文件并输出
 for i in data:
 sul={
  '2018年6月排行':i[0],
  '2017年6排行':i[1],
  '开发语言':i[2],
  '评级':i[3],
  '变化率':i[4]
 }
 with open('test.txt','a',encoding='utf-8') as f:
  f.write(json.dumps(sul,ensure_ascii=False) + '\n') #必须格式化数据
  f.close()
 print(sul)
 return None

def main():
 url='https://www.tiobe.com/tiobe-index/'
 data=one_to_page(url)
 revaule=write_file(data)
 if revaule == None:
 print('ok')

if __name__ == '__main__':
 main()

#
{'2018年6月排行': '1', '2017年6排行': '1', '开发语言': 'Java', '评级': '15.368%', '变化率': '+0.88%'}
{'2018年6月排行': '2', '2017年6排行': '2', '开发语言': 'C', '评级': '14.936%', '变化率': '+8.09%'}
{'2018年6月排行': '3', '2017年6排行': '3', '开发语言': 'C++', '评级': '8.337%', '变化率': '+2.61%'}
{'2018年6月排行': '4', '2017年6排行': '4', '开发语言': 'Python', '评级': '5.761%', '变化率': '+1.43%'}
{'2018年6月排行': '5', '2017年6排行': '5', '开发语言': 'C#', '评级': '4.314%', '变化率': '+0.78%'}
{'2018年6月排行': '6', '2017年6排行': '6', '开发语言': 'Visual Basic .NET', '评级': '3.762%', '变化率': '+0.65%'}
{'2018年6月排行': '7', '2017年6排行': '8', '开发语言': 'PHP', '评级': '2.881%', '变化率': '+0.11%'}
{'2018年6月排行': '8', '2017年6排行': '7', '开发语言': 'JavaScript', '评级': '2.495%', '变化率': '-0.53%'}
{'2018年6月排行': '9', '2017年6排行': '-', '开发语言': 'SQL', '评级': '2.339%', '变化率': '+2.34%'}
{'2018年6月排行': '10', '2017年6排行': '14', '开发语言': 'R', '评级': '1.452%', '变化率': '-0.70%'}
{'2018年6月排行': '11', '2017年6排行': '11', '开发语言': 'Ruby', '评级': '1.253%', '变化率': '-0.97%'}
{'2018年6月排行': '12', '2017年6排行': '18', '开发语言': 'Objective-C', '评级': '1.181%', '变化率': '-0.78%'}
{'2018年6月排行': '13', '2017年6排行': '16', '开发语言': 'Visual Basic', '评级': '1.154%', '变化率': '-0.86%'}
{'2018年6月排行': '14', '2017年6排行': '9', '开发语言': 'Perl', '评级': '1.147%', '变化率': '-1.16%'}
{'2018年6月排行': '15', '2017年6排行': '12', '开发语言': 'Swift', '评级': '1.145%', '变化率': '-1.06%'}
{'2018年6月排行': '16', '2017年6排行': '10', '开发语言': 'Assembly language', '评级': '0.915%', '变化率': '-1.34%'}
{'2018年6月排行': '17', '2017年6排行': '17', '开发语言': 'MATLAB', '评级': '0.894%', '变化率': '-1.10%'}
{'2018年6月排行': '18', '2017年6排行': '15', '开发语言': 'Go', '评级': '0.879%', '变化率': '-1.17%'}
{'2018年6月排行': '19', '2017年6排行': '13', '开发语言': 'Delphi/Object Pascal', '评级': '0.875%', '变化率': '-1.28%'}
{'2018年6月排行': '20', '2017年6排行': '20', '开发语言': 'PL/SQL', '评级': '0.848%', '变化率': '-0.72%'}

XPath的更多用法参考：http://www.w3school.com.cn/xpath/index.asp

python lxml库的更多用法参考：http://lxml.de/

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。