如何写网络爬虫程序
网络爬虫是一种自动获取互联网上数据并进行处理的程序，可以用于数据分析、搜索引擎优化、商业情报等领域。网络爬虫程序一般由多个模块组成，包括URL管理器、网页下载器、网页解析器、数据存储器等。下面是一个简单的网络爬虫程序的编写过程。
一、需求分析
在编写网络爬虫程序之前，首先需要明确自己的需求。比如，爬取哪些网站、需要爬取的数据类型是什么以及需要采用的爬取策略等等。这些都是编写网络爬虫程序的前提。
二、网页下载器的编写
网页下载器是网络爬虫程序中最重要的模块之一，其主要作用是从互联网上下载网页并返回网页的HTML内容。常见的网页下载器包括Python的Urllib库、Requests库和Selenium库等。这里以Urllib库为例，介绍如何编写网页下载器。
1、导入Urllib库
在Python中，我们可以通过调用Urllib库来进行网页下载。因此，在编写网页下载器之前，要首先导入Urllib库。
import urllib.request
2、下载网页
可以使用Urllib库中的urlopen()函数来下载网页。该函数的用法如下：
response = urllib.request.urlopen(url)
其中，url就是要下载的网页的URL。该函数会返回一个HTTPResponse对象，而HTTPResponse对象中的read()函数就可以读取网页的HTML内容，代码如下：
html = response.read()
我们也可以在urlopen()函数中添加一些参数，如timeout、headers等，来增加网络爬虫的健壮性和稳定性。
3、异常处理
在网络爬虫程序中，由于网络环境的不稳定性等原因，有时会出现下载失败的情况。因此，在编写网页下载器时， 进行异常处理，以增加程序的健壮性。
try:
response = urllib.request.urlopen(url, timeout=30)
except urllib.request.URLError as e:
print('Download error:', e.reason)
三、网页解析器的编写
网页解析器是网络爬虫程序的另一个重要模块，它的主要作用是对下载的网页进行解析，获取我们需要的数据。网页解析器一般采用Xpath、正则表达式等方法进行解析。这里以Python的BeautifulSoup库为例，介绍如何编写网页解析器。
1、将网页内容转化为BeautifulSoup对象
要使用BeautifulSoup库，我们首先需要将下载的网页HTML内容转化为一个BeautifulSoup对象。代码如下：
from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(html, 'html.parser')
其中，‘html.parser’为解析器类型，也可以是lxml、html5lib等。
2、定位网页内容
在使用BeautifulSoup进行解析时，我们需要先定位网页中的内容。可以使用HTML标签、class属性、id属性等来定位具体的网页内容。代码如下：
tag = soup.find('tagname', attrs={'class': 'classname'})
其中，tagname是HTML标签名称，classname是class属性的值。
3、提取网页内容
在定位到网页的具体内容之后，我们就可以使用BeautifulSoup的内容提取方法来提取我们需要的数据，如get_text()、get()等。例如，要获取网页中所有的链接，可以使用如下代码：
links = []
for link in soup.find_all('a'):
links.append(link.get('href'))
四、数据存储器的编写
在完成数据的抓取之后，我们需要将这些数据保存下来，以便下一步的处理或分析。数据存储器是网络爬虫程序的最后一个重要模块，它的主要作用是将获取到的数据进行格式化处理并保存到本地或数据库中。由于数据的保存方式和格式有很多种，这里只介绍简单的数据保存方式。
1、将数据保存到本地文件
程序可以将数据保存到本地文件中，以便后续的处理或分析。例如，要将获取到的所有链接保存到本地文件中，可以使用如下代码：
with open('links.txt', 'w') as f:
for link in links:
f.write(link + '
')
2、将数据保存到数据库中
程序也可以将数据保存到数据库中，以便后续的处理或分析。例如，要将获取到的所有链接保存到数据库中，可以使用如下代码：
import pymysql
conn = pymysql.connect(host='localhost', user='root', password='123456', db='testdb', charset='utf8')
cursor = conn.cursor()
for link in links:
sql = 'insert into links(link) values(%s)'
cursor.execute(sql, link)
conn.commit()
cursor.close()
conn.close()
五、完整代码
下面是一个简单的网络爬虫程序的完整代码。该程序的功能是从豆瓣网上获取电影的排行榜信息，并将这些信息保存到本地文件中。
import urllib.request
from bs4 import BeautifulSoup
url = 'https://movie.douban.com/chart'
headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.3'}
try:
req = urllib.request.Request(url, headers=headers)
html = urllib.request.urlopen(req).read()
soup = BeautifulSoup(html, 'html.parser')
movies = soup.find_all('div', class_='pl2')
with open('movies.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
for movie in movies:
title = movie.find('a').get_text().replace('
', '')
rating = movie.find('span', class_='rating_nums').get_text()
f.write('{:<50}{}
'.format(title, rating))
except Exception as e:
print('Download error:', e)