HTML解析抽取工具Beautiful Soup

BeautifulSoup是一个可以从HTML或XML文件中提取数据的Python库，简单来说，它能将HTML的标签文件解析成树形结构，然后方便地获取到指定标签的对应属性。这个特性lxml 差不多。

BeautifulSoup的安装

BeautifulSoup3目前已经停止开发，推荐在现在的项目中使用BeautifulSoup4，安装方法：

pip install beautifulsoup4

BeautifulSoup的解析器

如果仅是想要解析HTML文档，只要用文档创建BeautifulSoup对象就可以了。BeautifulSoup会自动选择一个解析器来解析文档。但是还可以通过参数指定使用那种解析器来解析当前文档。BeautifulSoup第一个参数应该是要被解析的文档字符串或是文件句柄，第二个参数用来标识怎样解析文档。如果第二个参数为空，那么BeautifulSoup根据当前系统安装的库自动选择解析器，解析器的优先数序：lxml, html5lib, Python标准库。

下面两种条件下解析器优先顺序会变化：

• 要解析的文档是什么类型：目前支持“html”,“xml”,和“html5”
• 指定使用哪种解析器：目前支持“lxml”,“html5lib”,和“parser”

如果指定的解析器没有安装BeautifulSoup会自动选择其它方案。目前只有lxml解析器支持XML文档的解析，在没有安装lxml库的情况下创建beautifulsoup对象时无论是否指定使用lxml都无法得到解析后的对象。

安装解析器：

• lxml，Windows安装可能会出现问题，具体安装流程见lxml与xpath
• html5lib直接执行：pip install html5lib

下表列出了主要的解析器及它们的优缺点：

这里推荐使用lxml作为解析器，因为效率更高。

BeautifulSoup的使用

创建BeautifulSoup对象

# -*- coding:utf-8 -*-

from bs4 import BeautifulSoup
import requests

url = 'https://www.biaodianfu.com'
r = requests.get(url, timeout=20)
soup = BeautifulSoup(r.content, 'html.parser')
print(type(soup))
print(soup)

BeautifulSoup构造方法的第二个参数为文档解析器，若不传入该参数，BeautifulSoup会自行选择最合适的解析器来解析文档，不过会有警告提示。也可以通过文件句柄来初始化，可先将HTML的源码保存到本地同级目录reo.html，然后将文件名作为参数：

soup = BeautifulSoup(open('test.html'))

BeautifulSoup将复杂HTML文档转换成一个复杂的树形结构,每个节点都是Python对象,所有对象可以归纳为4种：

Tag

Tag是什么？通俗点讲就是HTML中的一个个标签，下面我们来感受一下怎样用BeautifulSoup来方便地获取Tags：

print(soup.title)
print(soup.h1)

我们可以利用soup加标签名轻松地获取这些标签的内容，不过有一点是，它查找的是在所有内容中的第一个符合要求的标签，如果要查询所有的标签，我们在后面进行介绍。

对于Tag，它有两个重要的属性，是name和attrs：

• name：soup对象本身比较特殊，它的name即为[document]，对于其他内部标签，输出的值便为标签本身的名称。
• attrs：一个Tag对象可以有多个属性，操作方法和字典相同，属性包含key和value，同样可以获取value的信息。

print(soup.p.attrs)
print(soup.p['class'])
print(soup.p.get('class')) #等价print(soup.p['class'])

tag的属性可添加、删除（delsoup.b[‘class’]）、修改，和字典方法相同。如果一个属性key对应多个value，则返回一个value的list。

NavigableString

既然我们已经得到了标签的内容，那么问题来了，我们要想获取标签内部的文字怎么办呢？很简单，用.string即可，Tag中的字符串即为NavigableString对象。

print(soup.p.string)

在BeautifulSoup之外使用该类型，推荐转换为Unicode：unicode(Tag.string)。tag能够包含其他tag或字符串，而NavigableString则不能包含其他对象。不支持.content，.string，find()，只支持部分遍历文档树和搜索文档树中的属性。

Comment

Comment对象是一个特殊类型的NavigableString对象，其实输出的内容仍然不包括注释符号，但是如果不好好处理它，可能会对我们的文本处理造成意想不到的麻烦。

我们找一个带注释的标签

print(soup.a)
print(soup.a.string)
print(type(soup.a.string))

运行结果如下：

<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!--Elsie--></a>
Elsie
<class 'bs4.element.Comment'>

a标签里的内容实际上是注释，但是如果我们利用.string来输出它的内容，我们发现它已经把注释符号去掉了，所以这可能会给我们带来不必要的麻烦。

另外我们打印输出下它的类型，发现它是一个Comment类型，所以，我们在使用前最好做一下判断，判断代码如下：

if type(soup.a.string) == bs4.element.Comment:
    print(soup.a.string)

上面的代码中，我们首先判断了它的类型，是否为Comment类型，然后再进行其他操作，如打印输出。

遍历文档树

BeautifulSoup对象作为一棵树，有多个节点。对于一个节点，相对于它所在的位置，有子节点、父节点、兄弟节点。

子节点

一个Tag可包含多个Tag以及字符串，这些都是这个Tag的子节点。而NavigableString不会有子节点。

直接子节点

.contentstag的.content属性可以将tag的子节点以列表的方式输出：

print(soup.head.contents)
#[<title>The Dormouse's story</title>]

.children它返回的不是一个list，不过我们可以通过遍历获取所有子节点。

print(soup.head.children)
#<listiterator object at 0x7f71457f5710>
for child in soup.body.children:
    print(child)

如果想要获得某个Tag，上述已提到方法：

soup.tag_name

通过点取属性，只能获得当前名字的第一个tag，若要获取所有，需要使用搜索文档树中的方法：

soup.find_all('tag_name')

tag的.contents属性可将所有子节点以列表的方式输出。可通过tag的.children生成器，对所有子节点进行遍历。.contents和.children只对获取Tag的直接子节点，.descendants可用于对Tag的所有子孙节点进行遍历。

如果tag只有一个NavigableString类型子节点，则可用.string获取。如果包含多个，使用.strings遍历。若输出的字符串中包含空格或空行，使用.stripped_strings去除。

所有子孙节点

.contents和.children属性仅包含tag的直接子节点，.descendants属性可以对所有tag的子孙节点进行递归循环，和children类似，我们也需要遍历获取其中的内容。

for child in soup.descendants:
    print child

如果tag只有一个NavigableString类型子节点,那么这个tag可以使用.string得到子节点。如果一个tag仅有一个子节点,那么这个tag也可以使用.string方法,输出结果与当前唯一子节点的.string结果相同。

通俗点说就是：如果一个标签里面没有标签了，那么.string就会返回标签里面的内容。如果标签里面只有唯一的一个标签了，那么.string也会返回最里面的内容。例如

print(soup.head.string)
#The Dormouse's story
print(soup.title.string)
#The Dormouse's story

如果tag包含了多个子节点,tag就无法确定，string方法应该调用哪个子节点的内容,.string的输出结果是None

获取多个内容，不过需要遍历获取，比如下面的例子：

for string in soup.strings:
    print(repr(string))
    #u"The Dormouse's story"
    #u'\n\n'
    #u"The Dormouse's story"
    #u'\n\n'
    #u'Once upon a time there were three little sisters; and their names were\n'
    #u'Elsie'
    #u',\n'
    #u'Lacie'
    #u'and\n'
    #u'Tillie'
    #u';\nand they lived at the bottom of a well.'
    #u'\n\n'
    #u'...'
    #u'\n'

.stripped_strings，输出的字符串中可能包含了很多空格或空行，使用.stripped_strings可以去除多余空白内容：

for string in soup.stripped_strings:
    print(repr(string))
    #u"The Dormouse's story"
    #u"The Dormouse's story"
    #u'Once upon a time there were three little sisters; and their names were'
    #u'Elsie'
    #u','
    #u'Lacie'
    #u'and'
    #u'Tillie'
    #u';\nand they lived at the bottom of a well.'
    #u'...'

父节点

p = soup.p
print(p.parent.name)
#body

content = soup.head.title.string
print(content.parent.name)
#title

全部父节点

通过元素的.parents属性可以递归得到元素的所有父辈节点，例如

content = soup.head.title.string
for parent in content.parents:
    print(parent.name)

返回数据：

title
head
html
[document]

兄弟节点

兄弟节点可以理解为和本节点处在统一级的节点，.next_sibling属性获取了该节点的下一个兄弟节点，.previous_sibling则与之相反，如果节点不存在，则返回None。

注意：实际文档中的tag的.next_sibling和.previous_sibling属性通常是字符串或空白，因为空白或者换行也可以被视作一个节点，所以得到的结果可能是空白或者换行。

print(soup.p.next_sibling)
print(soup.p.prev_sibling)
print(soup.p.next_sibling.next_sibling)

全部兄弟节点通过 .next_siblings 和 .previous_siblings 属性可以对当前节点的兄弟节点迭代输出。

for sibling in soup.a.next_siblings:
    print(repr(sibling))
    # u',\n'
    # <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>
    # u'and\n'
    # <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>
    # u'; and they lived at the bottom of a well.'
    # None

.next_element .previous_element 属性与 .next_sibling .previous_sibling 不同，它并不是针对于兄弟节点，而是在所有节点，不分层次。

所有前后节点

通过 .next_elements 和 .previous_elements 的迭代器就可以向前或向后访问文档的解析内容，就好像文档正在被解析一样。

for element in last_a_tag.next_elements:
    print(repr(element))
    # u'Tillie'
    # u';\nand they lived at the bottom of a well.'
    # u'\n\n'
    # <p class="story">...</p>
    # u'...'
    # u'\n'
    # None

以上是遍历文档树的基本用法。

搜索文档树

find_all(name, attrs, recursive, text, **kwargs)

find_all() 方法搜索当前 tag 的所有 tag 子节点，并判断是否符合过滤器的条件。

name 参数

可以查找所有名字为 name 的 tag，字符串对象会被自动忽略掉。

A. 传字符串

最简单的过滤器是字符串。在搜索方法中传入一个字符串参数 BeautifulSoup 会查找与字符串完整匹配的内容，下面的例子用于查找文档中所有的 <b> 标签。

print(soup.find_all('a'))

B. 传正则表达式

如果传入正则表达式作为参数 BeautifulSoup 会通过正则表达式的 match() 来匹配内容。下面例子中找出所有以 b 开头的标签，这表示 <body> 和 <b> 标签都应该被找到：

import re
for tag in soup.find_all(re.compile("^b")):
    print(tag.name)
    # body
    # b

C. 传列表

如果传入列表参数 BeautifulSoup 会将与列表中任一元素匹配的内容返回。下面代码找到文档中所有 <a> 标签和 <b> 标签。

soup.find_all(["a", "b"])

D. 传 True

True 可以匹配任何值，下面代码查找到所有的 tag 但是不会返回字符串节点

for tag in soup.find_all(True):
    print(tag.name)

E. 传方法

如果没有合适过滤器，那么还可以定义一个方法，方法只接受一个元素参数，如果这个方法返回 True 表示当前元素匹配并且被找到，如果不是则反回 False。

下面方法校验了当前元素，如果包含 class 属性却不包含 id 属性那么将返回 True：

def has_class_but_no_id(tag):
    return tag.has_attr('class') and not tag.has_attr('id')

将这个方法作为参数传入 find_all() 方法，将得到所有 <p> 标签:

soup.find_all(has_class_but_no_id)
# [<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>,
# <p class="story">Once upon a time there were...</p>,
# <p class="story">...</p>]

keyword 参数

注意：如果一个指定名字的参数不是搜索内置的参数名，搜索时会把该参数当作指定名字 tag 的属性来搜索，如果包含一个名字为 id 的参数，BeautifulSoup 会搜索每个 tag 的”id”属性。

soup.find_all(id='link2')
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

如果传入 href 参数，BeautifulSoup 会搜索每个 tag 的”href”属性。

soup.find_all(href=re.compile("elsie"))
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>]

使用多个指定名字的参数可以同时过滤 tag 的多个属性：

soup.find_all(href=re.compile("elsie"), id='link1')
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">three</a>]

在这里我们想用 class 过滤，不过 class 是 python 的关键词，这怎么办？加个下划线就可以

soup.find_all("a", class_="sister")
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
# <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
# <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

soup.find_all('tag.name', attrs={'class': 'class_value'})

有些 tag 属性在搜索不能使用，比如 HTML5 中的 data-* 属性

data_soup = BeautifulSoup('
foo!
')
data_soup.find_all(data-foo="value")
# SyntaxError: keyword can't be an expression

但是可以通过 find_all() 方法的 attrs 参数定义一个字典参数来搜索包含特殊属性的 tag。

data_soup.find_all(attrs={"data-foo": "value"})
# [
foo!
]

text 参数

通过 text 参数可以搜索文档中的字符串内容。与 name 参数的可选值一样，text 参数接受字符串、正则表达式、列表、True

soup.find_all(text="Elsie")
# [u'Elsie']

soup.find_all(text=["Tillie", "Elsie", "Lacie"])
# [u'Elsie', u'Lacie', u'Tillie']

soup.find_all(text=re.compile("Dormouse"))
[u"The Dormouse's story", u"The Dormouse's story"]

limit 参数

find_all() 方法返回全部的搜索结构，如果文档树很大那么搜索会很慢。如果我们不需要全部结果可以使用 limit 参数限制返回结果的数量。效果与 SQL 中的 limit 关键字类似，当搜索到的结果数量达到 limit 的限制时就停止搜索返回结果。

文档树中有 3 个 tag 符合搜索条件但结果只返回了 2 个，因为我们限制了返回数量：

soup.find_all("a", limit=2)

recursive 参数

调用 tag 的 find_all() 方法时 BeautifulSoup 会检索当前 tag 的所有子孙节点，如果只想搜索 tag 的直接子节点可以使用参数 recursive=False。

soup.html.find_all("title")
# []

soup.html.find_all("title", recursive=False)
# []

find(name, attrs, recursive, text, **kwargs)

find() 方法等价于 find_all(limit=1)，返回符合条件的第一个对象。它与 find_all() 方法唯一的区别是 find_all() 方法的返回结果是值包含一个元素的列表而 find() 方法直接返回结果。

除了 find() 和 find_all() 之外还有一些搜索的方法：

• find_parent()
• find_next_sibling()
• find_previous_sibling()

上面三种可以在后面加 ‘s’ 表示所有。

• find_next()
• find_previous()
• find_all_next()
• find_all_previous()

find_parents() find_parent()

find_all() 和 find() 只搜索当前节点的所有子节点, 孙子节点等. find_parents() 和 find_parent() 用来搜索当前节点的父辈节点, 搜索方法与普通 tag 的搜索方法相同, 搜索文档搜索文档包含的内容

find_next_siblings() find_next_sibling()

这 2 个方法通过 .next_siblings 属性对当 tag 的所有后面解析的兄弟 tag 节点进行迭代, find_next_siblings() 方法返回所有符合条件的后面的兄弟节点, find_next_sibling() 只返回符合条件的后面的第一个 tag 节点

find_previous_siblings() find_previous_sibling()

这 2 个方法通过 .previous_siblings 属性对当前 tag 的前面解析的兄弟 tag 节点进行迭代, find_previous_siblings() 方法返回所有符合条件的前面的兄弟节点, find_previous_sibling() 方法返回第一个符合条件的前面的兄弟节点

find_all_next() find_next()

这 2 个方法通过 .next_elements 属性对当前 tag 的之后的 tag 和字符串进行迭代, find_all_next() 方法返回所有符合条件的节点, find_next() 方法返回第一个符合条件的节点

find_all_previous() 和 find_previous()

这 2 个方法通过 .previous_elements 属性对当前节点前面的 tag 和字符串进行迭代, find_all_previous() 方法返回所有符合条件的节点, find_previous() 方法返回第一个符合条件的节点

注：以上方法参数用法与 find_all() 完全相同，原理均类似，在此不再赘述。

CSS 选择器

我们在写 CSS 时，标签名不加任何修饰，类名前加点，id 名前加 #，在这里我们也可以利用类似的方法来筛选元素，用到的方法是 soup.select()，返回类型是 list

通过标签名查找

print(soup.select('title'))
# []

print(soup.select('a'))
# [, Lacie, Tillie]

print(soup.select('b'))
# [The Dormouse's story]

通过类名查找

print(soup.select('.sister'))
# [, Lacie, Tillie]

通过 id 名查找

print(soup.select('#link1'))
# []

组合查找

组合查找即和写 class 文件时，标签名与类名、id 名进行的组合原理是一样的，例如查找 p 标签中，id 等于 link1 的内容，二者需要用空格分开

print(soup.select('p #link1'))
#[]

直接子标签查找

print(soup.select("head > title"))
#[]

属性查找

查找时还可以加入属性元素，属性需要用中括号括起来，注意属性和标签属于同一节点，所以中间不能加空格，否则会无法匹配到。

print(soup.select('a[class="sister"]'))
#[, Lacie, Tillie]

print(soup.select('a[href="http://example.com/elsie"]'))
#[]

同样，属性仍然可以与上述查找方式组合，不在同一节点的空格隔开，同一节点的不加空格

print(soup.select('p a[href="http://example.com/elsie"]'))
#[]

以上的 select 方法返回的结果都是列表形式，可以遍历形式输出，然后用 get_text() 方法来获取它的内容。get_text(strip=True) 可去除文本前后的空白。

soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
print(type(soup.select('title')))
print(soup.select('title')[0].get_text())

for title in soup.select('title'):
    print title.get_text()

编码问题

BeautifulSoup 默认自动将输入文档转换为 Unicode 编码，输出文档转换为 utf-8 编码。BeautifulSoup 对象的 .original_encoding 属性来获取自动识别编码的结果。当然这样比较慢，有时候会出错。使用 chartdet 库可提高编码检测效率。可以在创建 BeautifulSoup 对象时，指定入参 from_encoding 来告知文档的编码方式。有时候转码时有些特殊字符替换成了特殊的 Unicode，可通过 BeautifulSoup 对象的 .contains_repalcement_characters 属性来判断是否有此情况，为 True 即为有特殊替换。