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Python3 网络爬虫实战：16、Web 网页基础

本贴最后更新于 1894 天前，其中的信息可能已经物是人非

我们平时用浏览器访问网站的时候，一个个站点形形色色，页面也各不相同，但有没有想过它是为何才能呈现出这个样子的？
那么本节我们就来了解一下网页的基本组成、结构、节点等内容。

1. 网页的组成

网页可以分为三大部分，HTML、CSS、JavaScript，我们把网页比作一个人的话，HTML 相当于骨架，JavaScript 则相当于肌肉，CSS 则相当于皮肤，三者结合起来才能形成一个完善的网页，下面我们分别来介绍一下三部分的功能。

HTML

HTML 是用来描述网页的一种语言，其全称叫做 Hyper Text Markup Language，即超文本标记语言。网页包括文字、按钮、图片、视频等各种复杂的元素，其基础架构就是 HTML。不同类型的文字通过不同类型的标签来表示，如图片用 img 标签表示，视频用 video 标签来表示，段落用 p 标签来表示，它们之间的布局又常通过布局标签 div 嵌套组合而成，各种标签通过不同的排列和嵌套才形成了网页的框架。
我们在 Chrome 浏览器中打开百度，右键单击审查元素或按 F12 打开开发者模式，切换到 Elements 选项卡即可看到网页的源代码，如图 2-10 所示：
image.png

图 2-10 源代码
这就是 HTML，整个网页就是由各种不同的标签嵌套组合而成的，这些不同标签定义的节点元素相互嵌套和组合形成了复杂的层次关系，就形成了网页的架构。

CSS

HTML 定义了网页的结构，但是只有 HTML 页面的布局会不美观，可能只是简单的节点元素的排列，那么为了让网页看起来更好看一点，在这里就借助于 CSS。
CSS，全称叫做 Cascading Style Sheets，即层叠样式表。“层叠”是指当在 HTML 中引用了数个样式文件，并且样式发生冲突时，浏览器能依据层叠顺序处理。“样式”指网页中文字大小、颜色、元素间距、排列等格式。
CSS 是目前唯一的网页页面排版样式标准，有了它的帮助，页面才会变得更为美观。
在上图的右侧即为 CSS，例如：

#head_wrapper.s-ps-islite .s-p-top {
    position: absolute;
    bottom: 40px;
    width: 100%;
    height: 181px;
}

这就是一个 CSS 样式，在大括号前面是一个 CSS 选择器，此选择器的意思是选中 id 为 head_wrapper 且 class 为 s-ps-islite 内部的 class 为 s-p-top 的元素。大括号内部写的就是一条条样式规则，例如 position 指定了这个元素的布局方式为绝对布局，bottom 指定元素的下边距为 40 像素，width 指定了宽度为 100% 占满父元素，height 则指定了元素的高度。也就是说我们将一些位置、宽度、高度等样式配置统一写成这样的形式，大括号括起来，然后开头再加上一个 CSS 选择器，就代表这一个样式对 CSS 选择器选中的元素生效，这样元素就会根据此样式来展示了。
所以在网页中，一般会统一定义整个网页的样式规则，写入到 CSS 文件，其后缀名为 css，在 HTML 中只需要用 link 标签即可引入写好的 CSS 文件，这样整个页面就会变得美观优雅。

JavaScript

JavaScript，简称为 JS，是一种脚本语言，HTML 和 CSS 配合使用，提供给用户的只是一种静态的信息，缺少交互性。我们在网页里可能会看到一些交互和动画效果，如下载进度条、提示框、轮播图等，这通常就是 JavaScript 的功劳。它的出现使得用户与信息之间不只是一种浏览与显示的关系，而是实现了一种实时、动态、交互的页面功能。
JavaScript 通常也是以单独的文件形式加载的，后缀名为 js，在 HTML 中通过 script 标签即可引入。
例如：

<script src="jquery-2.1.0.js"></script>

因此综上所属，HTML 定义了网页的内容和结构，CSS 描述了网页的布局，JavaScript 定义了网页的行为。
这就是网页的三大基本组成。

2. 网页的结构

我们首先用一个例子来感受一下 HTML 的基本结构。新建一个文本文件，名称可以自取，后缀名为 html，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>This is a Demo</title>
    </head>
    <body>
        <div id="container">
            <div class="wrapper">
                <h2 class="title">Hello World</h2>
                <p class="text">Hello, this is a paragraph.</p>
            </div>
        </div>
    </body>
</html>

这就是一个最简单的 HTML 实例，开头是 DOCTYPE 定义了文档类型，其次最外层是 html 标签，最后还有对应的结尾代表标签闭合，其内部是 head 标签和 body 标签，分别代表网页头和网页体，它们也分别需要尾标签表示闭合。head 标签内定义了一些页面的配置和引用，如：

<meta charset="UTF-8">

它指定了网页的编码为 UTF-8。
title 标签则定义了网页的标题，会显示在网页的选项卡中，不会显示在网页的正文中。body 标签内则是在网页正文中显示的内容，div 标签定义了网页中的区块，它的 id 是 container，这是一个非常常用的属性，且 id 的内容在网页中是唯一的，我们可以通过 id 来取到这个区块。然后在此区块内又有一个 div 标签，它的 class 为 wrapper，这也是一个非常常用的属性，经常与 CSS 配合使用来设定样式。然后此区块内部又有一个 h2 标签，这代表一个二级标题，另外还有一个 p 标签，这代表一个段落，它们二者内部直接写入相应的内容即可在网页重呈现出来，它们也有各自的 class 属性。
我们将代码保存之后在浏览器中打开该文件，可以看到如下内容，如图 2-11 所示：
image.png

图 2-11 运行结果
可以看到在选项卡上显示了 This is a Demo 字样，这是我们在 head 里面的 title 里定义的文字，它显示在了网页选项卡里。而网页正文是 body 标签内部定义的各个元素生成的，图中可以看到网页中显示了二级标题和段落。
如上实例便是网页的一般结构，一个网页标准形式都是 html 标签内嵌套 head 和 body 标签，head 内定义网页的配置和引用，body 内定义网页的正文。

3. 节点及节点关系

在 HTML 中，所有标签定义的内容都是节点，它们构成了一个 HTML DOM 树。
我们先看下什么是 DOM，DOM 是 W3C（万维网联盟）的标准。
DOM，英文全称 Document Object Model，即文档对象模型。它定义了访问 HTML 和 XML 文档的标准：

W3C 文档对象模型 （DOM） 是中立于平台和语言的接口，它允许程序和脚本动态地访问和更新文档的内容、结构和样式。

W3C DOM 标准被分为 3 个不同的部分：

  • 核心 DOM - 针对任何结构化文档的标准模型
  • XML DOM - 针对 XML 文档的标准模型
  • HTML DOM - 针对 HTML 文档的标准模型

根据 W3C 的 HTML DOM 标准，HTML 文档中的所有内容都是节点：

  • 整个文档是一个文档节点
  • 每个 HTML 元素是元素节点
  • HTML 元素内的文本是文本节点
  • 每个 HTML 属性是属性节点注释是
  • 注释节点 HTML

DOM 将 HTML 文档视作树结构，这种结构被称为节点树，如图 2-12 所示：
image.png

图 2-12 节点树
通过 HTML DOM，树中的所有节点均可通过 JavaScript 进行访问，所有 HTML 节点元素均可被修改，也可以被创建或删除。
节点树中的节点彼此拥有层级关系。我们常用 parent（父）、child（子）和 sibling（兄弟）等术语用于描述这些关系。父节点拥有子节点，同级的子节点被称为兄弟节点。
在节点树中，顶端节点被称为根（root），除了根节点之外每个节点都有父节点，同时可拥有任意数量的子节点或兄弟节点。
图 2-13 展示了节点树以及节点之间的关系：
image.png

图 2-13 节点树及节点关系
本段参考 W3SCHOOL，链接：http://www.w3school.com.cn/htmldom/dom_nodes.asp。

4. 选择器

我们知道网页由一个个节点组成，CSS 选择器会根据不同的节点设置不同的样式规则，那么我们怎样来定义是哪些节点呢？
在 CSS 中是使用了 CSS 选择器来定位节点的，例如上例中有个 div 节点的 id 为 container，那么我们就可以用 CSS 选择器表示为 #container，# 开头代表选择 id，其后紧跟 id 的名称。另外如果我们想选择 class 为 wrapper 的节点，便可以使用 .wrapper，. 开头代表选择 class，其后紧跟 class 的名称。另外还有一种选择方式是根据标签名筛选，例如我们想选择二级标题，直接用 h2 即可选择。如上是最常用的三种选择表示，分别是根据 id、class、标签名筛选，请牢记它们的写法。
另外 CSS 选择器还支持嵌套选择，各个选择器之间加上空格分隔开便可以代表嵌套关系，如 #container .wrapper p 则代表选择 id 为 container 内部的 class 为 wrapper 内部的 p 节点。另外如果不加空格则代表并列关系，如 div#container .wrapper p.text 代表选择 id 为 container 的 div 节点内部的 class 为 wrapper 节点内部的 class 为 text 的 p 节点。这就是 CSS 选择器，其筛选功能还是非常强大的。
另外 CSS 选择器还有一些其他的语法规则，在这里整理如下：

选择器 例子 例子描述
.class .intro 选择 class="intro" 的所有节点。
#id #firstname 选择 id="firstname" 的所有节点。
* * 选择所有节点。
element p 选择所有 p 节点。
element,element div,p 选择所有 div 节点和所有 p 节点。
element element div p 选择 div 节点内部的所有 p 节点。
element>element div>p 选择父节点为 div 节点的所有 p 节点。
element+element div+p 选择紧接在 div 节点之后的所有 p 节点。
[attribute] [target] 选择带有 target 属性所有节点。
[attribute=value] [target=blank] 选择 target="blank" 的所有节点。
[attribute~=value] [title~=flower] 选择 title 属性包含单词 "flower" 的所有节点。
:link a:link 选择所有未被访问的链接。
:visited a:visited 选择所有已被访问的链接。
:active a:active 选择活动链接。
:hover a:hover 选择鼠标指针位于其上的链接。
:focus input:focus 选择获得焦点的 input 节点。
:first-letter p:first-letter 选择每个 p 节点的首字母。
:first-line p:first-line 选择每个 p 节点的首行。
:first-child p:first-child 选择属于父节点的第一个子节点的每个 p 节点。
:before p:before 在每个 p 节点的内容之前插入内容。
:after p:after 在每个 p 节点的内容之后插入内容。
:lang(language) p:lang 选择带有以 "it" 开头的 lang 属性值的每个 p 节点。
element1~element2 p~ul 选择前面有 p 节点的每个 ul 节点。
[attribute^=value] a[src^="https"] 选择其 src 属性值以 "https" 开头的每个 a 节点。
[attribute$=value] a[src$=".pdf"] 选择其 src 属性以 ".pdf" 结尾的所有 a 节点。
[attribute*=value] a[src*="abc"] 选择其 src 属性中包含 "abc" 子串的每个 a 节点。
:first-of-type p:first-of-type 选择属于其父节点的首个 p 节点的每个 p 节点。
:last-of-type p:last-of-type 选择属于其父节点的最后 p 节点的每个 p 节点。
:only-of-type p:only-of-type 选择属于其父节点唯一的 p 节点的每个 p 节点。
:only-child p:only-child 选择属于其父节点的唯一子节点的每个 p 节点。
:nth-child(n) p:nth-child 选择属于其父节点的第二个子节点的每个 p 节点。
:nth-last-child(n) p:nth-last-child 同上，从最后一个子节点开始计数。
:nth-of-type(n) p:nth-of-type 选择属于其父节点第二个 p 节点的每个 p 节点。
:nth-last-of-type(n) p:nth-last-of-type 同上，但是从最后一个子节点开始计数。
:last-child p:last-child 选择属于其父节点最后一个子节点每个 p 节点。
:root :root 选择文档的根节点。
:empty p:empty 选择没有子节点的每个 p 节点（包括文本节点）。
:target #news:target 选择当前活动的 #news 节点。
:enabled input:enabled 选择每个启用的 input 节点。
:disabled input:disabled 选择每个禁用的 input 节点
:checked input:checked 选择每个被选中的 input 节点。
:not(selector) p:not 选择非 p 节点的每个节点。
::selection ::selection 选择被用户选取的节点部分。
另外还有一种比较常用的选择器是 XPath，此种选择方式在后文会详细介绍。

5. 结语

本节介绍了网页的基本结构和节点关系，了解了这些内容我们才有更加清晰的思路去解析和提取网页内容。

  • Python

    Python 是一种面向对象、直译式电脑编程语言，具有近二十年的发展历史，成熟且稳定。它包含了一组完善而且容易理解的标准库，能够轻松完成很多常见的任务。它的语法简捷和清晰，尽量使用无异义的英语单词，与其它大多数程序设计语言使用大括号不一样，它使用缩进来定义语句块。

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  • 爬虫

    网络爬虫（Spider、Crawler），是一种按照一定的规则，自动地抓取万维网信息的程序。

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