使用 urllib 模組下載網頁

使用 urllib 模組下載網頁

前言

urllib模組是 Python 內建下載網頁資訊的模組，它包含下列4個主要模組:

  • request 模組 : 可開啟指定網址的HTML文件內容。
  • parse 模組 : 可解飢 URL。
  • error 模組 : 內有 urllib.request() 物件發生錯誤或異常的原因。
  • robotparse 模組 : 可議解析 robots.txt 文件。

大綱

urllib.request 打開和讀取URL

urllib.request 模塊定義了適用於在各種複雜情況下打開 URL（主要為 HTTP）的函數和類別， 例如基本認證、摘要認證、重定向、cookies 及其它。

範例 pythonUrllib-01.py : 利用 urllib.request.urlopen() 讀取網頁，印出所回傳的的資料形態與內容

# pythonUrllib-01.py
import urllib.request

url = 'https://tw.finance.yahoo.com/'
htmlfile = urllib.request.urlopen(url)
print(type(htmlfile))
print(htmlfile)

執行結果

<class 'http.client.HTTPResponse'>
<http.client.HTTPResponse object at 0x00000249F14D4A60>

範例 pythonUrllib-02.py : 利用 urlopen() 讀取網頁，回傳的的資料形態為 http.client.HTTPResponse，可使用 read()讀取，但是中文內容以二進位顯示

# pythonUrllib-02py
import urllib.request

url = 'https://tw.finance.yahoo.com/'
htmlfile = urllib.request.urlopen(url)
print(htmlfile.read())

執行結果

b'<!DOCTYPE html><html id="atomic" class="NoJs desktop" lang="zh-Hant-TW"><head prefix="og: http://ogp.me/ns#"><script>window.performance && window.performance.mark && window.performance.mark(\'PageStart\');</script><meta charSet="utf-8"/><meta property="og:type" content="website"/><meta property="og:description" content="Yahoo\xe5\xa5\x87\xe6\x91\xa9\xe8\x82\xa1\xe5\xb8\x82\xe6\x8f\x90\xe4\xbe\x9b\xe5\x9c\x8b\xe5\x85\xa7\xe5\xa4\x96\xe8\xb2\xa1\xe7\xb6\x93\xe6\x96\......

範例 pythonUrllib-03.py : 延續 範例 pythonUrllib-02.py，但是中文內容以二進位顯示，使用 decode('utf-8') 方法處理。

# pythonUrllib-03.py
import urllib.request

url = 'https://tw.finance.yahoo.com/'
htmlfile = urllib.request.urlopen(url)
print(htmlfile.read().decode('utf-8'))

執行結果

<!DOCTYPE html><html id="atomic" class="NoJs desktop" lang="zh-Hant-TW"><head prefix="og: http://ogp.me/ns#"><script>window.performance && window.performance.mark && window.performance.mark('PageStart');</script><meta charSet="utf-8"/><meta property="og:type" content="website"/><meta property="og:description" content="Yahoo奇摩股市提供國內外財經新聞，台股、期貨、選擇權、國際指數
、外匯、港滬深股、美股等即時報價資訊，以及自選股、......

urlopen(url, timeout=30) 另外有個參數 timeout  預設是 20秒，開啟網頁逾時會跳出異常。

http.client.HTTPResponse 物件屬性

從上述，我們了解開啟網頁後會傳回 http.client.HTTPResponse 物件，接著我們來介紹幾個此物件常用的屬性。

  • HTTPResponse.version : 版本編號。
  • TTPResponse.url : 物件的 URL。 (HTTPResponse.geturl()，3.9 版後已棄用)
  • HTTPResponse.status : 由服務器返回的狀態碼。(HTTPResponse.getstatus() 3.9 版後已棄用)
  • HTTPResponse.getheaders() : 取得用 (header, value) 元組構成的串列方式保存的表頭 header 內容。

範例 pythonUrllib-04.py : http.client.HTTPResponse 物件常用的屬性。

# pythonUrllib-04.py
import urllib.request

url = 'https://tw.finance.yahoo.com/'
htmlfile = urllib.request.urlopen(url)
print('版本 : ', htmlfile.version)
print('網址 : ', htmlfile.geturl())
print('下載 : ', htmlfile.status)
print('表頭 : ')
for header in htmlfile.getheaders():
    print(header)

執行結果

版本 :  11
網址 :  https://tw.finance.yahoo.com/
下載 :  200
表頭 :
('expect-ct', 'max-age=31536000, report-uri="http://csp.yahoo.com/beacon/csp?src=yahoocom-expect-ct-report-only"')
('referrer-policy', 'no-referrer-when-downgrade')
('strict-transport-security', 'max-age=31536000')......

使用urllib.request.urlretrieve()下載圖片

範例 pythonUrllib-05.py : 使用urllib.request.urlretrieve()下載圖片。

# pythonUrllib-05.py
import urllib.request

url_pict = 'http://www.python.org/images/success/nasa.jpg'
fn = 'output-pythonUrllib-05.png'
pict = urllib.request.urlretrieve(url_pict,fn)

執行結果

產生一個圖檔 output-pythonUrllib-05.png

urllib.parse 用於解析 URL

urllib.parse模組對資料內容進行格式處理，有以下幾個方法

  • urllib.parse.quote(url)：（URL編碼處理）主要對URL中的非ASCII碼編碼處理
  • urllib.parse.unquote(url)：（URL解碼處理）URL上的特殊字元還原
  • urllib.parse.urlencode(data)：對請求資料data進行格式轉換

我們用以下範例說明，詳細說明請參閱 Python 文件: urllib.parse 用於解析 URL。

範例 pythonUrllib-06.py : urllib.parse模組，中文的不同編碼方式 : URL編碼 和 UTF-8 。

# pythonUrllib-06.py
from urllib import parse

s = '台灣積體電路製造'
url_code = parse.quote(s)
print('URL編碼  : ', url_code)
code = parse.unquote(url_code)
print('中文編碼 : ', code)

執行結果

URL編碼 : %E5%8F%B0%E7%81%A3%E7%A9%8D%E9%AB%94%E9%9B%BB%E8%B7%AF%E8%A3%BD%E9%80%A0
中文編碼 : 台灣積體電路製造

範例 pythonUrllib-07.py : urllib.parse模組的6大組件 : scheme : URL協議, netloc : 網絡位置, path : 分層路徑, params : 最後路徑元素的參數, query : 查詢組件, fragment : 片段識別 。

# pythonUrllib-07.py
from urllib import parse

url = 'https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default'
parse.urlparse = parse.urlparse(url)
print(type(parse.urlparse))
print(parse.urlparse)
print('scheme   = ', parse.urlparse.scheme)
print('netloc   = ', parse.urlparse.netloc)
print('path     = ', parse.urlparse.path)
print('params   = ', parse.urlparse.params)
print('query    = ', parse.urlparse.query)
print('fragment = ', parse.urlparse.fragment)

執行結果

<class 'urllib.parse.ParseResult'>
ParseResult(scheme='https', netloc='docs.python.org', path='/3/search.html', params='', query='q=parse&check_keywords=yes&area=default', fragment='')
scheme   =  https
netloc   =  docs.python.org
path     =  /3/search.html
params   =
query    =  q=parse&check_keywords=yes&area=default
fragment =.....

範例 pythonUrllib-08.py : 另外相似的模組 parse.urlsplit(url) 和 parse.urlparse(url) 最大不同是回傳部分沒有 params 元素。

# pythonUrllib-08.py
from urllib import parse

url = 'https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default'
urp = parse.urlsplit(url)
print(type(urp))
print(urp)
print('scheme   = ', urp.scheme)
print('netloc   = ', urp.netloc)
print('path     = ', urp.path)
print('query    = ', urp.query)
print('fragment = ', urp.fragment)

執行結果

<class 'urllib.parse.SplitResult'>
SplitResult(scheme='https', netloc='docs.python.org', path='/3/search.html', query='q=parse&check_keywords=yes&area=default', fragment='')
scheme   =  https
netloc   =  docs.python.org
path     =  /3/search.html
query    =  q=parse&check_keywords=yes&area=default
fragment =...

範例 pythonUrllib-09.py : parse.urlsplit(url) 合成URL方法為 parse.urlunsplit(url)，parse.urlparse(url) 合成URL方法為 parse.urlunparse(url)。

# pythonUrllib-09.py
from urllib import parse

scheme = 'https'
netloc  = 'docs.python.org'
path = '/3/search.html'
params = ''
query = 'q=parse&check_keywords=yes&area=default'
frament = ''
url_unparse = parse.urlunparse((scheme,netloc,path,params,query,frament))
print(url_unparse)
url_unsplit = parse.urlunsplit([scheme,netloc,path,query,frament])
print(url_unsplit)

執行結果

https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default
https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default

範例 pythonUrllib-10.py : 使用 parse.urlencode() 方法，將字典格式的資料轉化為網頁網址。

# pythonUrllib-10.py
from urllib import parse

url_python = 'https://docs.python.org/3/search.html?'
query = {
         'q':'parse',
         'check_keywords':'yes',
         'area':'default'}
url = url_python + parse.urlencode(query)
print(url)

執行結果

https://docs.python.org/3/search.html?q=parse&check_keywords=yes&area=default

範例 pythonUrllib-11.py : 使用 parse.parse_qs() 方法，將網頁網址轉化為字典格式的資料。

# pythonUrllib-11.py
from urllib import parse

query_str = 'q=parse&check_keywords=yes&area=default'
print('parse.parse_qs  = ', parse.parse_qs(query_str))
print('parse.parse_qsl = ', parse.parse_qsl(query_str))

執行結果

parse.parse_qs = {'q': ['parse'], 'check_keywords': ['yes'], 'area': ['default']}
parse.parse_qsl = [('q', 'parse'), ('check_keywords', 'yes'), ('area', 'default')]

urllib.error 異常處理

爬取網頁異常時，可以使用 urllib.error 模組處理 urllib.request() 模組產生的異常， URLError是OSError的一個子類，HTTPError是URLError的一個子類，服務器上HTTP的響應會返回一個狀態碼，根據這個HTTP狀態碼，我們可以知道我們的訪問是否成功。以下範例來說明使用的方式:

URLError 類別

範例 pythonUrllib-12.py : 使用錯誤網址與正確網址來觀察 URLError 類別的回應。

# pythonUrllib-12.py
from urllib import request, error

headers = { 'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64)\
            AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/45.0.2454.101\
            Safari/537.36', }
# 錯誤網址
url_error = 'http://aaa.24t.com.tw/'            # 錯誤網址
try:
    htmlfile = request.urlopen(url_error)
except error.URLError as e:
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
else:
    print("擷取網路資料成功")
# 正確網址
url = 'http://aaa.24ht.com.tw/'                 # 網址正確
try:
    req = request.Request(url, headers=headers)
    htmlfile = request.urlopen(req)
except error.URLError as e:
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
else:
    print("擷取網路資料成功")

執行結果

錯誤原因 : [Errno 11001] getaddrinfo failed
擷取網路資料成功

HTTPError 類別

範例 pythonUrllib-13.py : 延續 範例 pythonUrllib-12.py 觀察 URLError 和 HTTPError 類別的回應。

# pythonUrllib-13.py
from urllib import request, error

headers = { 'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64)\
            AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/45.0.2454.101\
            Safari/537.36', }
# 錯誤1
url_error = 'http://aaa.24t.com.tw/'            # 錯誤網址
try:
    htmlfile = request.urlopen(url_error)
except error.HTTPError as e:
    print('錯誤代碼 : ', e.code)
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
    print('回應表頭 : ', e.headers)
except error.URLError as e:
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
else:
    print("擷取網路資料成功")
print('-'*70)
# 錯誤2
url = 'http://aaa.24ht.com.tw/'                 # 網址正確
try:
    htmlfile = request.urlopen(url)
except error.HTTPError as e:
    print('錯誤代碼 : ', e.code)
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
    print('回應表頭 : ', e.headers)    
except error.URLError as e:
    print('錯誤原因 : ', e.reason)    
else:
    print("擷取網路資料成功")
print('-'*70)
# 正確
url = 'http://aaa.24ht.com.tw/'                 # 網址正確
try:
    req = request.Request(url, headers=headers)
    htmlfile = request.urlopen(req)
except error.HTTPError as e:
    print('錯誤代碼 : ', e.code)
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
    print('回應表頭 : ', e.headers)    
except error.URLError as e:
    print('錯誤原因 : ', e.reason)
else:
    print("擷取網路資料成功")

執行結果

錯誤原因 :  [Errno 11001] getaddrinfo failed
----------------------------------------------------------------------
錯誤代碼 :  406
錯誤原因 :  Not Acceptable
回應表頭 :  Date: Mon, 04 Oct 2021 04:47:50 GMT
Server: Apache
Accept-Ranges: bytes
Connection: close
Transfer-Encoding: chunked
Content-Type: text/html
----------------------------------------------------------------------
擷取網路資料成功

urllib.robotparser 用於解析 robots.txt 文件

urllib.robotparser 主要就是讀取網站的 robots.txt，詳細說明，請參考 : 認識 robots.txt

範例 pythonUrllib-14.py : urllib.robotparser 使用範例。

# pythonUrllib-14.py
import urllib.robotparser
rp = urllib.robotparser.RobotFileParser()
rp.set_url("http://www.musi-cal.com/robots.txt")
rp.read()
print(rp.can_fetch("*", "http://www.musi-cal.com/cgi-bin/search?city=San+Francisco"))
print(rp.can_fetch("*", "http://www.musi-cal.com/"))

執行結果

True
True

參考資料

特色、摘要，Feature、Summary:

關鍵字、標籤，Keyword、Tag:

  • Web-Crawler,Data-Mining,Data-Science,

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Pandas 模組

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Pandas 模組 前言 pandas 是Python程式語言的用於數據操縱和分析的軟體庫。特別是，它提供操縱數值表格和時間序列的資料結構和運算操作。 Pandas 套件全名 Pan el D a taFrame S eries，很多人常用熊貓作為暱稱，但實際上命名的意義和緣由與熊貓八竿子打不著關係。Pandas 套件提供了新的資料結構類別 Index、Series、DataFrame 與 Panel（其中 Panel 資料結構類別在 0.20.0 停止開發維護，）扮演著 Python 在資料分析中的「最後一塊拼圖」；當使用者有表格式資料（Tabular data）的運算處理需求時，就可以透過她達成目的，另外她也提供了豐富的表格式資料載入、整併清理、轉換外型與視覺化的函式。 本文  實例 使用 Python Shell 做演示。 大綱 安裝 Pandas 的 Series 資料型態 使用串列 list 建立 Series 物件 使用 python 字典建立 Series 物件 使用 Numpy 的 ndarray 建立 Series 物件 建立含索引的 Series 物件 使用純量建立 Series 物件 列出 Series 物件索引與值 Series的運算 DataFrame 建立 DataFrame 使用 Series 欄位 columns 屬性 Series 物件的屬性 使用元素是字典的串列建立 DataFrame  使用字典建立 DataFrame index屬性 將 columns 欄位當作 DataFrame 物件的 index 基本 Pandas 資料分析與處理 索引參照屬性 直接索引 四則運算方法 邏輯運算方法 Numpy 的函數應用在 Pandas NaN 相關的運算 NaN 的處理 幾個簡單的統計函數 增加 index 檔案的輸入與輸出 寫入 CSV 格式檔案 讀取 CSV 格式檔案 Pandas 繪圖 使用 Series 畫折線圖表 使用 DataFrame 繪圖表基本知識 直條圖的設計 一個圖表含不同數值資料 多個數值軸的設計 使用 Series 物件設計圓餅圖 時間序列(Time Series) 時間模組 datetime 設定特定時間 一段時間 timedelta 使用 Pyt...
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如何撰寫Shell Script

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如何撰寫Shell Script 前言 Shell 是一種讓使用者可以和作業系統 Kernel（核心用來控制 CPU、記憶體、硬碟等硬體）互動溝通的橋樑。Shell Script 主要是使用在 Linux 和 MacOS 等 Unix-like 作業系統的自動化操作指令的程式語言。其透過 Shell 命令列直譯器來執行（我們這邊主要使用 bash shell，其他的 Unix shell 觀念大致類似）。 一般情況 Shell Script 常用於系統管理、自動化操作檔案、自動化重複的指令碼、分析 log 等文件檔案、列印呈現我們想要的資料等，透過程式語言的使用來減少重複瑣碎的工作，所以若能妥善使用將提升不少開發者和軟體工程師的日常工作效率。 流程步驟 1. 編輯檔案 一般我們會使用 .sh 副檔名來命名 Shell Script 檔案。然後將該檔案設定為可執行： 這邊以demo.sh 為範例。 更改檔案 +x 的執行權限。 chmod +x demo.sh 可以透過檢視檔案詳細資料觀看是否已有 +x 的執行權限 $ls -l demo.sh # -rwxr-xr-x 1 user staff 106 Nov 16 10:41 demo.sh 2. 第一行: 宣告 # 宣告使用 /bin/bash 這是Linux預設的Shell 為bash，若你使用的是其他的Shell，如: csh, sh, ksh，請改為 /bin/bash=> /bin/csh....。 3. 程式內容直接使用Shell Command 接著，我們先利用一個簡單的範例：將目前執行 process 的 PID 依照數字大小排序，取出前 10 名，來了解撰寫 Shell Script 的基本架構。 # 宣告使用 /bin/bash #!/bin/bash echo "=== 將目前執行 process 的 PID 依照數字大小排序，取出前 10 名 === " # ps 為列出 process 相關資訊，透過 | pipe 管線傳遞資料。awk 可以根據 pattern 進行資料處理（這邊印出第一欄 PID）而 sort 是進行排序，其排序時，預設都是把資料當作字串來排序，若想讓資料根據實際數值的大小來排序，可以加上 -n 參數。-r 則是由大到小排序，預設是...
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查詢指令或設定 -Linux 線上手冊 - man

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 Linux 線上手冊（man page） man page（manual page 的簡寫）是在 UNIX/Linux 系統上特有的說明文件格式，在這個領域大家都會直接稱呼這樣的文件為 man page。 參考網址 : Ubuntu manuals官 網   (外連結) ， Michael Kerrisk - man page (外連結)  。 基本查詢 一般稍微有經驗的 Linux 使用者大概都知道使用 man 指令加上要查詢的說明主題來閱讀線上手冊，通常主題的名稱就是指令或是函數的名稱，例如查詢 ls 的用法： $man ls $ls(1)、$kill(1)  ....可用指令檢視不同章節的介紹。 指定章節（Section） Linux 的線上手冊分為幾個主要的章節（sections），每個章節對應不同的類別： man 1 ：執行檔或程式或是 shell 指令。如: ls、kill ....等。 man 2 ：系統呼叫（system calls，Linux 核心所提供的函數）。 man 3 ：函式庫或例行工作。 man 4 ：特殊檔案（通常位於 /dev）。 man 5 ：檔案格式與協定，如 /etc/passwd。 man 6 ：遊戲。 man 7 ：雜項（巨集等，如 man(7)、groff(7)）。 man 8 ：系統管理者指令（通常是管理者 root 專用的）。 man 9 ：內核中的接口和子程序（非標準）。 而在線上手冊中的文件都會以小括弧來標明該文件所屬的章節，例如 LS(1) 就代表這份文件隸屬於第 1 個章節。 有些時候一個主題名稱在不同章節中有不同的說明文件，如果查詢一個主題的時候沒有指定章節，預設會依照 1 n l 8 3 2 3posix 3pm 3perl 5 4 9 6 7 這個順序來搜尋，然後顯示第一個搜尋到的章節。 例如 passwd 這個主題有 passwd(1) 與 passwd(5) 兩個章節，如果不指定章節的話： $man passwd 就會顯示 passwd(1)，而若要查詢 passwd(5) 的話，就要明確指定章節數： $man 5 passwd 列出所有章節 有時候我們對於某個主題有興趣，但是卻不知道該主題有哪些章節可以查詢，這時候就可以使用 -a...
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下載網頁使用 requests 模組

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下載網頁使用 requests 模組 前言 本篇介紹如何在 Python 中使用 requests 模組建立各種 HTTP 請求，從網頁伺服器上取得想要的資料。 大綱 requests 模組重要功能 安裝套件 使用方法 requests 基本應用範例 搜尋網頁特定內容 下載網頁失敗的異常處理 網頁伺服器阻擋造成讀取錯誤 爬蟲程式偽裝成瀏覽器 認識 robots.txt 儲存下載的網頁 檢視網頁原始檔 Chrome瀏覽器為例 requests 模組重要功能 Keep-Alive & Connection Pooling 保持持續連接直到一方中斷和連接池 International Domains and URLs 支持國際域名和 URL Sessions with Cookie Persistence 具有 Cookie 持久性的會話 Browser-style SSL Verification 瀏覽器式 SSL 驗證 Automatic Content Decoding 自動內容解碼 Basic/Digest Authentication 基本/摘要式身份驗證 Elegant Key/Value Cookies 優雅的鍵/值 (key/value) 結構的 Cookie Automatic Decompression  自動解壓縮 Unicode Response Bodies  支援Unicode格式的伺服器回應文件主體 HTTP(S) Proxy Support 支持代理 IP  Multipart File Uploads 分段文件上傳 Streaming Downloads 串流下載 Connection Timeouts 連接超時 Chunked Requests 支援 Chunked 編碼，也可想成分塊傳輸編碼請求 .netrc Support  支持.netrc 文件 安裝套件 pip install requests 使用方法 引入  import requests ...
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