網路爬蟲

Python爬蟲是指使用Python程式語言來從網頁上抓取資料的技術。這個過程涉及發送請求到網站，獲取網頁內容，然後解析這些內容以提取有用的資訊。以下是Python爬蟲的一些關鍵點和常用的工具：

關鍵概念

請求 (Requests)：向網站發送HTTP請求，獲取網頁數據。
解析 (Parsing)：解析網頁內容，通常是HTML或JSON格式。
數據提取 (Data Extraction)：從解析後的數據中提取有用資訊。
數據儲存 (Data Storage)：將提取的數據保存在檔案或數據庫中。

常用的Python工具

Requests：一個非常流行的庫，用於發送HTTP請求。
Beautiful Soup：一個用於解析HTML和XML文件的庫，非常適合網頁抓取。
Selenium：一個用於自動化網頁瀏覽器操作的工具，適用於處理需要與JavaScript交互的網頁。

爬蟲範例 (使用 Requests 和 Beautiful Soup)

import requests
from bs4 import BeautifulSoup

url = 'http://example.com'
response = requests.get(url)
soup = BeautifulSoup(response.content, 'html.parser')

# 提取數據的例子
for heading in soup.find_all('h1'):
    print(heading.text)

注意事項

遵守網站條款：在進行網頁抓取前，應該檢查目標網站的robots.txt檔案和使用條款，以確保不違反規定。
防止過度請求：適當控制請求頻率，避免對網站伺服器造成過大壓力。
處理異常：在程式中加入錯誤處理機制，以應對網絡錯誤和數據解析問題。

網頁組成

網站的HTML（超文本標記語言）是用於建立和設計網頁的標準標記語言。它使用各種標籤來定義網頁的結構和內容。下面是一些基本的HTML元素和它們的功能：

<!DOCTYPE html>：聲明文檔類型，告訴瀏覽器這是一個HTML5文檔。
<html>：這個標籤包圍了整個HTML文檔的所有內容。
<head>：包含了文檔的元數據，如標題、鏈接到樣式表和腳本的引用。
<title>：定義了網頁的標題，這個標題會顯示在瀏覽器的標籤欄中。
<body>：包含了網頁的主要可見內容，如文本、圖片、連結、列表等。
<h1> 到 <h6>：這些是標題標籤，用於定義文檔中的標題。<h1> 是最高級別的標題。
<p>：段落標籤，用於定義文本的段落。
<a>：錨點標籤，用於創建超鏈接。
<img>：圖片標籤，用於在網頁上嵌入圖片。
<ul>、<ol>、<li>：分別用於創建無序列表、有序列表和列表項目。

這些只是HTML中的一些基本元素。HTML能夠與CSS（層疊樣式表）和JavaScript程式一起工作，創建更復雜和動態的網頁。

一個基礎的HTML網頁範例包含了標準的結構元素，如下所示：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>我的網頁標題</title>
</head>
<body>
    <h1>我的第一個標題</h1>
    <p>我的第一段文字。</p>
</body>
</html>

這個範例解釋如下：

<!DOCTYPE html>：宣告文檔類型，告訴瀏覽器這是一個HTML5文檔。
<html>：HTML文檔的根元素。
<head>：包含了文檔的元數據（metadata），如標題、字符集等。
- <title>：設定網頁標題，會顯示在瀏覽器的標籤上。
<body>：包含了網頁的可見內容。
- <h1>：一個主標題。
- <p>：一段文字。

HTTP協定

HTTP（超文本傳輸協議）是一種用於傳輸超媒體文件（如HTML）的應用層協議，是網際網路上數據交換的基礎。它遵循客戶端-服務器模型，其中瀏覽器通常充當客戶端，而網站則是服務器。

HTTP通訊的基本過程如下：

建立連接：
- 客戶端（通常是網絡瀏覽器）向服務器發出一個連接請求。在HTTP/1.1中，這通常是通過TCP/IP協議在端口80（非加密）或443（加密，即HTTPS）進行。
發送請求：
- 客戶端發送一個HTTP請求消息給服務器。這個請求包含以下信息：
  - 請求方法，如GET（獲取數據）、POST（提交數據）等。
  - URL，指定所請求資源的位置。
  - HTTP版本。
  - 可選的請求頭部(header)，包含關於請求的元數據。
  - 可選的請求主體(body)，包含發送給服務器的數據（通常在POST請求中使用）。
服務器回應：
- 服務器接收到請求後，處理該請求並發送一個HTTP回應消息給客戶端。
- 回應包含：
  - 回應狀態代碼（如200 OK表示成功，404 Not Found表示未找到資源等）。
  - 回應頭部(header)，包含關於服務器和響應的元數據。
  - 可選的回應主體(body)，包含服務器返回的數據。
關閉連接：
- 在HTTP/1.0中，服務器在發送回應後通常會關閉TCP連接。在HTTP/1.1中，則引入了持久連接（也稱為HTTP keep-alive），允許在同一連接上發送多個請求和回應，以減少建立和關閉連接的頻繁性和開銷。
無狀態協議：
- HTTP是一種無狀態協議，這意味著每次請求都是獨立的，服務器不會保存之前請求的狀態信息。這使得協議變得簡單，但也限制了其能夠自然處理需要狀態記憶的應用（例如，網上購物車）。為了解決這個問題，通常會使用Cookies來維護狀態信息。

HTTP協議是網際網路日常操作的核心部分，支撐著現代網絡應用的大多數功能。隨著技術的發展，HTTP/2和HTTP/3等新版本的協議被引入，進一步提高了性能和效率。

結論

網路爬蟲是一種廣泛應用於數據收集的工具。在這方面，Python擁有眾多易於使用的第三方套件，能夠快速實現功能開發。然而，在著手編寫爬蟲程式之前，首先需要對目標網站的架構進行詳細分析。這一過程中，對網站的基本知識，特別是HTML結構與HTTP通訊協定的理解，成為了關鍵的學習要點。了解這些基礎知識對於實現有效且穩定的網路爬蟲程式至關重要。

Python基礎系列文章

[Python教學]開發工具介紹
 [開發工具] Google Colab 介紹
 [Python教學] 資料型態
 [Python教學] if判斷式
 [Python教學] List 清單和 Tuple元組
 [Python教學] for 和 while 迴圈
 [Python教學] Dictionary 字典和 Set 集合
 [Python教學] Dictionary 字典和 Set 集合
 [Python教學] Function 函示
 [Python教學] Class 類別
 [Python教學] 例外處理
 [Python教學] 檔案存取
 [Python教學] 實作密碼產生器
 [Python教學] 日期時間
 [Python教學] 日期時間
 [Python教學] 套件管理

Python 爬蟲系列文章

[Python爬蟲] 網路爬蟲