Узнайте, как выполнять веб-скрапинг с помощью Python, чтобы быстро собирать данные с различных сайтов, экономя время и силы.
Веб-скрапинг — извлечение данных с сайтов в интернете. В частности, парсер —инструмент, позволяющий осуществлять веб-скрапинг. Python является одним из самых простых языков программирования и содержит большое количество библиотек для веб-скрапинга. Это делает его идеальным вариантом для парсинга сайтов. Скрипт для веб-скрапинга на Python требует относительно небольшого количества кода!
В этом пошаговом руководстве вы узнаете, как создать простой парсер на языке Python. Это приложение будет обходить весь сайт, извлекать данные с каждой его страницы и экспортировать их в CSV-файл. Данное руководство поможет вам понять, какие библиотеки для сбора данных на языке Python являются лучшими, какие из них следует взять на вооружение и как именно их использовать. Следуйте этому пошаговому руководству и узнайте, как создать Python-скрипт для веб-скрапинга.
Содержание:
- Требования
- Лучшие библиотеки веб-скрапинга Python
- Создание парсера на Python
- Вывод
- Часто задаваемые вопросы
Требования
Чтобы создать парсер Python, вам необходимы:
Обратите внимание, что pip по умолчанию включен в состав Python версии 3.4 и выше. Поэтому устанавливать его вручную не требуется. Если на вашем компьютере нет Python, следуйте приведенному ниже руководству для вашей операционной системы
macOS
Раньше компьютеры Mac поставлялись с предустановленным Python 2.7, но теперь это уже не так, поскольку эта версия устарела.
Если вам нужна последняя версия Python, ее необходимо установить вручную. Для этого загрузите программу установки, дважды щелкните по ней, чтобы запустить, и следуйте указаниям мастера установки.
Windows
Загрузите программу установки Python и запустите ее. Во время работы мастера установки убедитесь, что отмечен флажок «Добавить python.exe в PATH», как показано ниже:
Таким образом, Windows будет автоматически распознавать команды python и pip в терминале. Напомним, что pip — менеджер пакетов для Python.
Linux
В большинстве дистрибутивов Linux Python уже предустановлен, однако речь может идти не о самой последней версии. Команда для установки или обновления Python в Linux зависит от менеджера пакетов. В дистрибутивах Linux на базе Debian выполните команду:
sudo apt-get install python3Независимо от используемой ОС, откройте терминал и убедитесь, что Python успешно установлен:
python --versionВ результате должно получиться что-то вроде этого:
Python 3.11.0Теперь все готово для создания вашего первого парсера Python. Но сначала вам нужна библиотека веб-скрапинга Python!
Лучшие библиотеки веб-скрапинга Python
Можно создать скрипт веб-парсера с нуля с помощью ванильного Python, но это не идеальное решение. В конце концов, Python известен своим обширным выбором пакетов и, в частности, есть масса библиотек для веб-скрапинга. Пришло время рассмотреть наиболее важные из них!
Requests
Библиотека Requests позволяет выполнять HTTP-запросы на языке Python. Она упрощает отправку HTTP-запросов, особенно по сравнению со стандартной библиотекой Python HTTP. Requests играет ключевую роль в проекте для веб-скрапинга на Python. Это связано с тем, что для сбора данных, содержащихся на странице, необходимо сначала получить их с помощью HTTP-запроса GET. Кроме того, возможно, придется выполнить и другие HTTP-запросы к серверу целевого сайта.
Установить Requests можно с помощью следующей команды pip:
pip install requestsBeautiful Soup
Python-библиотека Beautiful Soup упрощает сбор информации со страниц. В частности, Beautiful Soup работает с любым HTML- или XML-парсером и предоставляет все необходимое для итерации, поиска и модификации абстрактного синтаксического дерева. Обратите внимание, что Beautiful Soup можно использовать вместе с html.parser — парсером, входящим в стандартную библиотеку Python и позволяющим парсить текстовые HTM-файлы. В частности, Beautiful Soup помогает обходить DOM и извлекать из него нужные данные.
Установить Beautiful Soup с помощью программы pip можно следующим образом:
pip install beautifulsoup4Selenium
Selenium — современная система автоматизированного тестирования с открытым исходным кодом, позволяющая выполнять операции на странице в браузере. Другими словами, с его помощью можно поручить браузеру выполнение определенных задач. Обратите внимание, что Selenium также можно использовать в качестве библиотеки для веб-скрапинга благодаря его возможностям «безголового» браузера. Если вы не знакомы с этим понятием, то речь идет о веб-браузере, работающем без графического интерфейса пользователя (GUI). Если Selenium настроен в безголовом режиме, он будет запускать управляемый браузер, образно говоря «закулисно».
Интернет-страницы, посещаемые в Selenium, отображаются в реальном браузере. Таким образом, Selenium поддерживает веб-парсинг страниц, которые используют JavaScript для рендеринга или получения данных. Selenium предоставляет все необходимое для создания парсера, не требуя использования других библиотек. Установить его можно с помощью следующей команды pip:
pip install seleniumСоздание парсера на Python
Теперь давайте узнаем, как создать веб-парсер на языке Python. Вот как выглядит целевой сайт:
Это сайт Quotes to Scrape — «песочница» для веб-скрапинга, содержащая постраничный список цитат.
Цель этого урока — научиться извлекать из него данные: текст, автора и список тегов для каждой цитаты. Затем полученная информация будет преобразована в CSV-формат.
Как видите, Quotes to Scrape — это не что иное, как песочница для парсинга веб-страниц. Сайт содержит разбитый на страницы список цитат. Парсер Python, который вы собираетесь создать, извлечет все цитаты на каждой странице, и предоставит их в виде данных CSV.
Шаг 1: Выбор правильных библиотек для веб-скрапинга на языке Python
Прежде всего, необходимо понять, какие библиотеки для веб-скрапинга на языке Python лучше всего подходят для достижения поставленной цели. Для этого посетите целевой сайт в браузере. Щелкните правой кнопкой мыши по странице и выберите «Просмотреть код». Откроется окно браузера DevTools. Перейдите на вкладку «Сеть» и перезагрузите страницу.
Как вы заметили, целевой сайт не выполняет никаких Fetch/XHR-запросов.
Это означает, что Quotes to Scrape не использует JavaScript для динамического извлечения данных. Другими словами, страницы, возвращаемые сервером, уже содержат интересующие данные. Именно так происходит на сайтах со статическим контентом.
Поскольку целевой сайт не использует JavaScript для вывода страницы или получения данных, Selenium для его сканирования не нужен. Вы можете использовать его, но это не обязательно. Причина в том, что Selenium открывает страницы в браузере. Поскольку это требует времени и ресурсов, Selenium снижает производительность. Этого можно избежать, используя Beautiful Soup вместе с Requests.
Теперь, когда вы поняли, какие библиотеки для веб-скрапинга на Python следует использовать, узнайте, как создать простой парсер с помощью Beautiful Soup!
Шаг 2: Инициализация проекта Python
Прежде чем написать первую строку кода, необходимо настроить проект для веб-скрапинга на языке Python. Технически для этого достаточно одного файла .py. Однако использование продвинутой IDE (Integrated Development Environment) облегчит вам работу c кодом. Здесь мы рассмотрим настройку Python-проекта в PyCharm, но подойдет и любая другая IDE для Python.
Откройте PyCharm и выберите «File > New Project… ». Во всплывающем окне «Новый проект» выберите «Чистый Python» и создайте новый проект.
Например, вы можете назвать свой проект python-web-scraper. Нажмите кнопку «Создать», и вы получите доступ к своему пустому Python-проекту. По умолчанию PyCharm инициализирует файл main.py. Для наглядности переименуйте его в scraper.py. Вот как теперь будет выглядеть ваш проект:
PyCharm автоматически инициализирует Python-файл со стандартным кодом. Удалите его, чтобы начать писать код с нуля.
Далее необходимо установить зависимости проекта. Установить Requests и Beautiful Soup можно, выполнив в терминале следующую команду:
pip install requests beautifulsoup4Это приведет к одновременной установке двух библиотек. Дождитесь завершения процесса установки. Теперь вы готовы использовать Beautiful Soup и Requests для создания веб-краулера и парсера на Python. Убедитесь в импорте двух библиотек, добавив следующие строки в верхнюю часть файла сценария scraper.py:
import requests
from bs4 import BeautifulSoupPyCharm подсветит эти две строки серым цветом, потому что библиотеки не используются в коде. Если он подчеркнет их красным цветом, значит, что-то пошло не так в процессе установки. В этом случае попробуйте установить их снова.
Теперь вы готовы приступить к написанию логики веб-скрапинга на языке Python.
Шаг 2: Подключение к целевому URL
Первое, что необходимо сделать в веб-парсере — подключиться к целевому сайту. Для этого необходимо получить полный URL-адрес страницы из браузера. Обязательно скопируйте также секцию http:// или https:// HTTP-протокола. В данном случае это полный URL целевого сайта:
https://quotes.toscrape.comТеперь вы можете использовать запросы для загрузки страницы с помощью следующей строки кода:
page = requests.get('https://quotes.toscrape.com')Эта строка просто присваивает результат работы метода request.get() переменной page. Закулисно request.get() выполняет GET-запрос с использованием URL, переданного в качестве параметра. Затем он возвращает объект Response, содержащий ответ сервера на HTTP-запрос.
Если HTTP-запрос выполнен успешно, page.status_code будет содержать статус 200. Код ответа HTTP 200 OK означает, что HTTP-запрос был выполнен успешно. Статус HTTP 4xx или 5xx означает ошибку. Она может произойти по целому ряду причин, но следует помнить, что большинство сайтов блокируют запросы, не содержащие корректного User-Agent. Этот специальный заголовок представляет собой строку, характеризующую версию приложения и операционной системы, с которой поступил запрос. Подробнее о User-Agent для веб-скрапинга.
Задать допустимый заголовок User-Agent в запросах можно следующим образом:
headers = {
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/107.0.0.0 Safari/537.36'
}
page = requests.get('https://quotes.toscrape.com', headers=headersRequests теперь будет выполнять HTTP-запрос с заголовками, переданными в качестве параметра.
На что следует обратить внимание, так это на свойство page.text. В нем будет содержаться HTML-документ, возвращенный сервером в строковом формате. Передайте свойство text в программу Beautiful Soup, чтобы извлечь данные со страницы. Давайте узнаем, как это сделать.
На что следует обратить внимание, так это на свойство page.text. В нем будет содержаться HTML-документ, возвращенный сервером в строковом формате. Передайте свойство text в программу Beautiful Soup для парсинга страницы. Как это сделать, узнаем на следующем шаге!
Шаг 3: Парсинг содержимого HTML-документа
Чтобы выполнить парсинг HTML-документа, возвращенного сервером после GET-запроса, передайте конструктору BeautifulSoup() файл page.text:
soup = BeautifulSoup(page.text, 'html.parser')Второй параметр задает парсер, который будет использовать Beautiful Soup.
Теперь переменная soup содержит объект BeautifulSoup. Это древовидная структура, созданная в результате разбора HTML-документа, содержащегося в page.text, с помощью встроенного в Python парсера html.parser.
Теперь вы можете использовать его для выбора нужного HTML-элемента на странице. Смотрите, как!
Шаг 4: Выделение HTML-элементов с помощью Beautiful Soup
Beautiful Soup предлагает несколько подходов к выбору элементов в DOM. Отправными точками являются:
- find(): Возвращает первый HTML-элемент, соответствующий введенному селектору, если таковой вообще имеется.
- find_all(): Возвращает список HTML-элементов, удовлетворяющих условию селектора, переданному в качестве параметра.
В зависимости от параметров, передаваемых этим двум методам, они будут искать элементы на странице по-разному. В частности, можно выбрать элементы HTML:
- По тегу:
# get all <h1> elements
# on the page
h1_elements = soup.find_all('h1')
- По id:
# get the element with id="main-title"
main_title_element = soup.find(id='main-title')- По тексту:
# find the footer element
# based on the text it contains
footer_element = soup.find(text={'Powered by WordPress'})- По аттрибуту:
# find the email input element
# through its "name" attribute
email_element = soup.find(attrs={'name': 'email'})- По классу:
# find all the centered elements
# on the page
centered_element = soup.find_all(class_='text-center')
Объединение этих методов позволяет извлекать данные из любого HTML-элемента на странице. Обратите внимание на приведенный ниже пример:
# get all "li" elements
# in the ".navbar" element
soup.find(class_='navbar').find_all('li')Чтобы упростить работу, в Beautiful Soup можно также использовать метод select(). Он позволяет применять CSS-селектор напрямую:
# get all "li" elements
# in the ".navbar" element
soup.select('.navbar > li')Обратите внимание, что на момент написания статьи селекторы XPath не поддерживаются.
Важно усвоить, что для извлечения данных с интернет-страницы необходимо сначала определить интересующие вас HTML-элементы. В частности, важно определить стратегию выбора тех, которые содержат требующие извлечения данные.
Для этого можно воспользоваться предлагаемыми браузером инструментами для разработчиков. В браузере Chrome щелкните правой кнопкой мыши на интересующем вас HTML-элементе и выберите опцию «Просмотреть код». В данном случае это нужно сделать на элементе цитаты.
Как вы можете увидеть, <div>-элемент цитаты идентифицируется классом quote. Он содержит:
- Текст цитаты в HTML-элементе
<span> - Автор цитаты в HTML-элементе
<small> - Список тегов в элементе
<div>, каждый из которых содержится в HTML-элементе<a>.
В частности, вы можете извлечь эти данные, используя следующие селекторы CSS в .quote:
.text.author.tags .tag
Шаг 5: Извлечение данных из элементов
Во-первых, необходима структура данных, в которой будет храниться полученная благодаря парсингу информация. Для этого инициализируем переменную массива.
quotes = []Затем с помощью Soup извлекаем из DOM элементы цитаты, применив определенный ранее CSS-селектор .quote:
quote_elements = soup.find_all('div', class_='quote')Метод find_all() вернет список всех HTML-элементов
for quote_element in quote_elements:
# extract the text of the quote
text = quote_element.find('span', class_='text').text
# extract the author of the quote
author = quote_element.find('small', class_='author').text
# extract the tag <a> HTML elements related to the quote
tag_elements = quote_element.select('.tags .tag')
# store the list of tag strings in a list
tags = []
for tag_element in tag_elements:
tags.append(tag_element.text)Метод Beautiful Soup find() получит единственный интересующий элемент HTML. Поскольку строк тегов, которые связанны с цитатой, несколько, их следует хранить в списке.
Затем можно преобразовать полученные данные в словарь и добавить его в список цитат следующим образом:
quotes.append(
{
'text': text,
'author': author,
'tags': ', '.join(tags) # merge the tags into a "A, B, ..., Z" string
}
)Хранение данных в структурированном словаре облегчает доступ к ним и их понимание.
Отлично! Вы только что увидели, как извлечь все данные с одной страницы! Однако не забывайте, что у целевого сайта их гораздо больше. Пришло время научиться обходить весь сайт!
Шаг 6: Реализация логики поиска данных
В нижней части главной страницы находится ссылка с анкором «Далее» — -элемент который перенаправляет на следующую страницу. Он есть на всех страницах, кроме последней. Такая структура присуща любому многостраничному сайту.
Переходя по ссылке, содержащейся в этом HTML-элементе, можно легко перемещаться по всему сайту. Итак, начните с главной страницы и посмотрите, как перейти на каждую страницу, из которых состоит целевой сайт. Для этого достаточно найти HTML-элемент .next и извлечь из него относительную ссылку на следующую страницу.
Реализовать логику по обходу всего сайта можно следующим образом:
# the URL of the home page of the target website
base_url = 'https://quotes.toscrape.com'
# retrieve the page and initializing soup...
# get the "Next →" HTML element
next_li_element = soup.find('li', class_='next')
# if there is a next page to scrape
while next_li_element is not None:
next_page_relative_url = next_li_element.find('a', href=True)['href']
# get the new page
page = requests.get(base_url + next_page_relative_url, headers=headers)
# parse the new page
soup = BeautifulSoup(page.text, 'html.parser')
# scraping logic...
# look for the "Next →" HTML element in the new page
next_li_element = soup.find('li', class_='next')Цикл where выполняет итерацию по каждой странице до тех пор, пока не окажется на последней странице. Он извлекает относительный URL следующей страницы и использует его для создания полноценного URL-адреса для дальнейшего парсинга. Новая страница загружается, выполняется ее веб-скрапинг и та же логика повторяется снова.
Теперь вы знаете, как парсить многостраничный сайт. Осталось научиться преобразовывать извлеченные данные в более удобный формат, например CSV.
Шаг 7: Извлечение полученных данных в CSV-файл
Рассмотрим, как экспортировать список словарей, содержащих извлеченные данные, в CSV-файл. Для этого понадобится следующий код:
import csv
# scraping logic...
# reading the "quotes.csv" file and creating it
# if not present
csv_file = open('quotes.csv', 'w', encoding='utf-8', newline='')
# initializing the writer object to insert data
# in the CSV file
writer = csv.writer(csv_file)
# writing the header of the CSV file
writer.writerow(['Text', 'Author', 'Tags'])
# writing each row of the CSV
for quote in quotes:
writer.writerow(quote.values())
# terminating the operation and releasing the resources
csv_file.close()Этот фрагмент записывает данные о цитатах, содержащиеся в списке словарей, в файл quotes.csv. Обратите внимание, что csv является частью стандартной библиотеки Python. Поэтому его можно импортировать и использовать без установки каких-либо дополнительных зависимостей.
По сути, необходимо просто создать CSV-файл с помощью функции open(). Затем заполнить его функцией writerow() из объекта Writer библиотеки csv. В результате каждый словарь цитат будет записан в виде строки в CSV-формате.
Вы перешли от необработанных данных, содержащихся на сайте, к полуструктурированным данным, хранящимся в CSV-файле. Процесс извлечения данных завершен, и теперь вы можете взглянуть на свой полноценный Python-парсер.
Шаг 8: Собираем все вместе
Вот как выглядит готовый скрипт на Python для сбора данных:
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
import csv
def scrape_page(soup, quotes):
# retrieving all the quote <div> HTML element on the page
quote_elements = soup.find_all('div', class_='quote')
# iterating over the list of quote elements
# to extract the data of interest and store it
# in quotes
for quote_element in quote_elements:
# extracting the text of the quote
text = quote_element.find('span', class_='text').text
# extracting the author of the quote
author = quote_element.find('small', class_='author').text
# extracting the tag <a> HTML elements related to the quote
tag_elements = quote_element.find('div', class_='tags').find_all('a', class_='tag')
# storing the list of tag strings in a list
tags = []
for tag_element in tag_elements:
tags.append(tag_element.text)
# appending a dictionary containing the quote data
# in a new format in the quote list
quotes.append(
{
'text': text,
'author': author,
'tags': ', '.join(tags) # merging the tags into a "A, B, ..., Z" string
}
)
# the url of the home page of the target website
base_url = 'https://quotes.toscrape.com'
# defining the User-Agent header to use in the GET request below
headers = {
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/107.0.0.0 Safari/537.36'
}
# retrieving the target web page
page = requests.get(base_url, headers=headers)
# parsing the target web page with Beautiful Soup
soup = BeautifulSoup(page.text, 'html.parser')
# initializing the variable that will contain
# the list of all quote data
quotes = []
# scraping the home page
scrape_page(soup, quotes)
# getting the "Next →" HTML element
next_li_element = soup.find('li', class_='next')
# if there is a next page to scrape
while next_li_element is not None:
next_page_relative_url = next_li_element.find('a', href=True)['href']
# getting the new page
page = requests.get(base_url + next_page_relative_url, headers=headers)
# parsing the new page
soup = BeautifulSoup(page.text, 'html.parser')
# scraping the new page
scrape_page(soup, quotes)
# looking for the "Next →" HTML element in the new page
next_li_element = soup.find('li', class_='next')
# reading the "quotes.csv" file and creating it
# if not present
csv_file = open('quotes.csv', 'w', encoding='utf-8', newline='')
# initializing the writer object to insert data
# in the CSV file
writer = csv.writer(csv_file)
# writing the header of the CSV file
writer.writerow(['Text', 'Author', 'Tags'])
# writing each row of the CSV
for quote in quotes:
writer.writerow(quote.values())
# terminating the operation and releasing the resources
csv_file.close()Как здесь показано, веб-парсер можно создать менее чем за 100 строк кода. Этот скрипт Python способен обойти весь сайт, автоматически извлечь его данные и экспортировать их в CSV-файл.
Поздравляем! Вы только что узнали, как создать веб-парсер на Python с помощью Requests и Beautiful Soup!
Шаг 9: Запуск скрипта для веб-скрапинга на языке Python
Если вы являетесь пользователем PyCharm, запустите скрипт, нажав кнопку ниже:
Или запустите следующую команду Python в терминале внутри каталога проекта:
python scraper.pyДождитесь окончания процесса, и вы получите доступ к файлу quotes.csv. Откройте его. Он должен содержать следующие данные:
Теперь у вас есть все 100 цитат, содержащихся на целевом сайте, в одном файле и в удобном для чтения формате!
Вывод
Из этого руководства вы узнали, как выполнять веб-скрапинг с помощью Python, что в этом случае необходимо для начала работы и какие библиотеки Python для парсинга являются лучшими. Затем на реальном примере мы показали, как использовать Beautiful Soup и Requests для создания приложения для веб-скрапинга. Как вы могли убедиться, для создания скрипта для парсинга на языке Python нужно не так уж и много кода.
Однако веб-скрапинг сопряжен с целым рядом проблем. В частности, все большую популярность приобретают технологии защиты от ботов и парсинга. Именно поэтому вам необходим современный инструмент для веб-скрапинга, который предлагает компания Bright Data.
Чтобы избежать проблем с блокировками, мы также рекомендуем выбрать прокси с учетом ваших потребностей из большого ассортимента прокси-сервисов Bright Data.
