Python学习手册-lxml库（Xpath解析）

1.Xpath使用

通常我们解析网页有这么几个需要获得的东西，节点，属性，文本，网页的解析都逃不过这三东西，那么我们来分别说说这几个东西！
1.节点
获取接待一般有三种获取方式，获取所有节点，获取父节点，获取子节点

from lxml import etree #导入lxml包的额etree模块
html=etree.parse('test',etree.HTMLParser())#指定解析器文档和HTML解析器
result=html.xpath('//*')  #获取所有节点
result=html.xpath('//li')   #获取该节点下所有子孙节点的li节点
#获取子节点
result=html.xpath('//li/a')  #或者节点下的li下的a节点

2.属性
属性里分两种，一是获取节点的属性，二是在查找结点时候，根据结点的属性信息进行匹配

result=html.xpath('//li/a/@href')  #获取a的href属性
result=html.xpath('//li//@href')   #获取所有li下所有子孙节点的href属性
#根据属性信息陪陪特定节点
result=html.xpath('//li[@class="item-1"]')#匹配所有带有class=item-1属性的li节点
#某个属性有多个值，使用contains来匹配
result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa")]/a/text()')
#需要根据多个属性确定一个节点时
result=html.xpath('//li[@class="aaa" and @name="fore"]/a/text()')
result1=html.xpath('//li[contains(@class,"aaa") and @name="fore"]/a/text()')
#两种写法效果相同

3.文本

result=html.xpath('//li[@class="item-1"]/a/text()') #获取a节点下文本的内容
result1=html.xpath('//li[@class="item-1"]//text()') #获取li下所有子孙节点的文本的内容

到这，基本的使用就是这样，下面来解释解释，里面的一些我们没有说的东西，像@，// 之类的符号

这类符号统称为Xpath的使用规则

nodename-------------------选取此节点的所有子节点
/---------------------------------从当前节点选取直接子节点
//--------------------------------从当前节点选取子孙节点
. --------------------------------选取当前节点
.. --------------------------------选取当前节点的父节点
@--------------------------------选取属性

--------------------------------选择所有元素节点与元素名
@* ---------------------------选取所有属性
[@attrib]---------------------选取具有给定属性的所有元素
[@attrib='value']-----------选取给定属性具有给定值的所有元素
[tag]---------------------------选取所有具有指定元素的直接子节点
[tag='text']-------------------选取所有具有指定元素并且文本内容是text节点

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>

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>'

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

获取子节点

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

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']

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)

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)

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

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']

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']

XPath中的运算符

运算符	描述	实例	返回值
or	或	age=19 or age=20	如果age等于19或者等于20则返回true反正返回false
and	与	age>19 and age<21	如果age等于20则返回true，否则返回false
mod	取余	5 mod 2	1
\|	取两个节点的集合	//book \| //cd	返回所有拥有book和cd元素的节点集合
+	加	6+4	10
–	减	6-4	2
*	乘	6*4	24
div	除法	8 div 4	2
=	等于	age=19	true
!=	不等于	age!=19	true
<	小于	age<19	true
<=	小于或等于	age<=19	true
>	大于	age>19	true
>=	大于或等于	age>=19	true

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

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>]

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中还可以使用运算符作为连接条件来选择节点

or---或-----age=19 or age=20------如果age等于19或者等于20则返回true反正返回false
and---与---age>19 and age<21------如果age等于20则返回true，否则返回false
|-------取两个节点的集合----//book | //cd---返回所有拥有book和cd元素的节点集合
= 等于 age=19 true
!= 不等于 age!=19 true

按序选择
有时候在同一个节点里面，有很多相同的节点，我们需要选择其中一个或几个，或者选择指定的节点

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

网络风向标

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