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[Django+Python網頁爬蟲教學]打造具有網頁爬蟲功能的關鍵字查詢網頁

django_web_scraping
Photo by Burst on Unsplash

Python網頁爬蟲在日常生活中的應用非常普遍,用來自動化蒐集所需的資料,這時候如果能夠提供使用者一個介面,即可以依據不同的需求來爬取相應的資料,提升服務的體驗及彈性。

舉例來說,在[Python+LINE Bot教學]建構具網頁爬蟲功能的LINE Bot機器人文章中,分享LINE與Python網頁爬蟲的整合應用,讓使用者只要透過LINE輸入地區,Python網頁爬蟲就會依據這樣的需求,即時爬取正在營業的五間最高人氣餐廳。

而本文想來和大家分享另一個應用,就是網頁與Python網頁爬蟲的結合,像Google一樣,在網頁提供城市關鍵字的查詢,來驅動Python網頁爬蟲取得KLOOKKKday網站的一日遊票券資訊,並且顯示於畫面上。其中的開發流程包含:

  • 安裝開發套件
  • 建立Django專案
  • 建立Django應用程式
  • 建立Django應用程式網址
  • 建立Python網頁爬蟲
  • 建立Django樣板
  • 開發關鍵字查詢功能

一、安裝開發套件

首先,利用以下指令來安裝開發過程中,會使用到的套件

$ pip install django

$ pip install requests

$ pip install lxml

$ pip install requests

其中,本文使用Django框架為例,來進行網頁開發,而在Python網頁爬蟲中使用requests套件來發送請求,lxml及BeautifulSoup套件則分別是用來解析回傳結果與爬取所需的資料。

二、建立Django專案

套件安裝完成後,在桌面新增django-trip-tickets資料夾,接著,開啟命令提示字元視窗,切換到django-trip-tickets資料夾路徑,並且利用以下指令來建立Django專案(trip)

$ django-admin startproject trip .

注意指令的最後需要加一個點(.),代表在目前的路徑下建立Django專案。而要執行Django專案,則可以使用以下指令

$ python manage.py runserver

在瀏覽器輸入指令執行結果的網址「http://127.0.0.1:8000/」,即可看到以下畫面:

django_web_scraping

三、建立Django應用程式

接下來,利用以下指令建立Django應用程式(tickets):

$ python manage.py startapp tickets

這時候,本文以Visual Studio Code為例,開啟django-trip-tickets資料夾,可以看到目前的檔案結構為:

django_web_scraping

為了要讓專案主程式能夠認得應用程式,就需要開啟專案主程式下的settings.py檔案,在INSTALL_APPS的地方,加入應用程式的設定檔,如下範例:

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',

    'tickets.apps.TicketsConfig',
]

四、建立Django應用程式網址

Django應用程式建立完成後,就需要有一組網址,讓使用者可以透過瀏覽器來進行請求(Request)。

在Django應用程式(tickets)資料夾下,新增urls.py檔案,加入應用程式的網址,如下範例

from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
    path('', views.index, name="Index")
]

接著,把這個網址設定檔(urls.py)註冊到專案主程式的urls.py檔案中,如下範例

from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('tickets/', include("tickets.urls")),
]

這時候,當Django專案主程式的網址(http://127.0.0.1:8000/)加上tickets時,就會去配對應用程式(tickets)下的urls.py檔案,如果是空白(http://127.0.0.1:8000/tickets/),則會導向它的設定值,也就是首頁

五、建立Python網頁爬蟲

接著就要來開發Python網頁爬蟲來蒐集KLOOKKKday網站的一日遊票券資訊,為了提升未來的擴充性及保有一致性的介面,將使用Python物件導向的多型(Polymorphism)概念來進行設計,如下圖:

django_web_scraping

在這樣的架構下,每個旅遊票券網站的爬蟲都一定擁有爬取(scrape)方法(Method),如果未來要在增加一個網站時,也可以透過增加類別(Class)的方式來擴充。

在Django應用程式(tickets)下,新增scrapers.py檔案,其中引用以下模組(Module)

from abc import ABC, abstractmethod
from bs4 import BeautifulSoup
import requests
from datetime import datetime

接著,定義一個網站抽象類別,其中包含城市名稱(city_name)屬性及爬取(scrape)抽象方法,如下範例

from abc import ABC, abstractmethod
from bs4 import BeautifulSoup
import requests
from datetime import datetime


# 票券網站抽象類別
class Website(ABC):

    def __init__(self, city_name):
        self.city_name = city_name  # 城市名稱屬性

    @abstractmethod
    def scrape(self):  # 爬取票券抽象方法
        pass

在上一篇[Python爬蟲教學]快速搞懂AJAX動態載入網頁的爬取秘訣文章中,已經分享了如何爬取KKday網站的一日遊票券資訊,這邊將延續使用其中的scrape方法(Method),為了在網頁上顯示較為美觀,所以稍微修改幾個欄位的顯示格式,如下範例

from abc import ABC, abstractmethod
from bs4 import BeautifulSoup
import requests
from datetime import datetime


# 票券網站抽象類別
class Website(ABC):

    def __init__(self, city_name):
        self.city_name = city_name  # 城市名稱屬性

    @abstractmethod
    def scrape(self):  # 爬取票券抽象方法
        pass


# KKday網站
class Kkday(Website):

    def scrape(self):

        result = []  # 回傳結果

        if self.city_name:  # 如果城市名稱非空值

            # 取得傳入城市的所有一日遊票券
            response = requests.get(
                f"https://www.kkday.com/zh-tw/product/ajax_productlist/?keyword={self.city_name}&cat=TAG_4_4&sort=pasc")

            # 資料
            activities = response.json()["data"]

            for activity in activities:

                # 票券名稱
                title = activity["name"]

                # 票券詳細內容連結
                link = activity["url"]

                # 票券價格
                price = f'NT$ {int(activity["price"]):,}'

                # 最早可使用日期
                booking_date = datetime.strftime(datetime.strptime(
                    activity["earliest_sale_date"], "%Y%m%d"), "%Y-%m-%d")

                # 評價
                star = str(activity["rating_star"])[
                    0:3] if activity["rating_star"] else "無"

                result.append(
                    dict(title=title, link=link, price=price, booking_date=booking_date, star=star, source="https://cdn.kkday.com/m-web/assets/img/favicon.png"))

        return result

其中,第28行網址最後修改為價格由低到高排序。第42行票券價格增加「NT$」單位及千分位符號。第45行調整最早可使用日期的格式,先將爬取到的日期字串轉型為日期後,再自訂喜歡的格式。另外,由於不是每一種票券都有評價,所以增加條件判斷,當有評價時顯示3位數的字串,沒有的話則顯示「無」。最後,第54行的source(網站來源)讀者可以依照自己的需求使用字串或是像這裡使用KKday網站小圖示的網址。

KLOOK網站爬蟲的部分,在首頁左上角「分類」的地方,選擇「一日遊&導賞團」,如下圖:

django_web_scraping

接著,在「一日遊&導賞團」頁面的搜尋,假設輸入「花蓮」,並且在「排序方式」下拉選單中,選擇「價格(從低到高)」來進行查詢,則可以看到花蓮一日遊的相關票券,如下圖:
django_web_scraping
這時候,可以觀察Python網頁爬蟲所要請求(Request)的網址結構,如下圖:
django_web_scraping

而要爬取這些票券的資訊,就需要瞭解其中的HTML原始碼。在票券標題的地方,點擊滑鼠右鍵,選擇「檢查」,在「Elements(元素)」頁籤下,就能夠HTML原始碼結構,如下圖:

django_web_scraping

接下來,就可以在scrapers.py檔案中,增加KLOOK網站的爬蟲類別(Class),並且發送請求(Request)到KLOOK網站及解析回傳結果,如下範例:
# KLOOK客路網站
class Klook(Website):

    def scrape(self):

        result = []  # 回傳結果

        if self.city_name:  # 如果城市名稱非空值

            # 取得傳入城市的所有一日遊&導賞團票券
            response = requests.get(
                f"https://www.klook.com/zh-TW/search/?keyword={self.city_name}&template_id=2&sort=price&start=1")
            soup = BeautifulSoup(response.text, "lxml")

在回傳結果中,利用BeautifulSoup模組(Module)的find_all()方法(Method),取得十個一日遊票券區塊,讀者可以依照需求自行調整,如下範例:

# KLOOK客路網站
class Klook(Website):

    def scrape(self):

        result = []  # 回傳結果

        if self.city_name:  # 如果城市名稱非空值

            # 取得傳入城市的所有一日遊&導賞團票券
            response = requests.get(
                f"https://www.klook.com/zh-TW/search/?keyword={self.city_name}&template_id=2&sort=price&start=1")
            soup = BeautifulSoup(response.text, "lxml")

            # 取得十個票券卡片(Card)元素
            activities = soup.find_all(
                "div", {"class", "j_activity_item_link j_activity_item_click_action"}, limit=10)

這時候,就可以透過迴圈,讀取這十個票券區塊,爬取其中的資訊,並且打包為串列(List),進行回傳,如下範例:

# KLOOK客路網站
class Klook(Website):

    def scrape(self):

        result = []  # 回傳結果

        if self.city_name:  # 如果城市名稱非空值

            # 取得傳入城市的所有一日遊&導賞團票券
            response = requests.get(
                f"https://www.klook.com/zh-TW/search/?keyword={self.city_name}&template_id=2&sort=price&start=1")
            soup = BeautifulSoup(response.text, "lxml")

            # 取得十個票券卡片(Card)元素
            activities = soup.find_all(
                "div", {"class", "j_activity_item_link j_activity_item_click_action"}, limit=10)

            for activity in activities:

                # 票券名稱
                title = activity.find(
                    "a", {"class": "title"}).getText().strip()

                # 票券詳細內容連結
                link = "https://www.klook.com" + \
                    activity.find("a", {"class": "title"}).get("href")

                # 票券價格
                price = activity.find(
                    "span", {"class": "latest_price"}).getText().strip()

                # 最早可使用日期
                booking_date = activity.find(
                    "span", {"class": "g_right j_card_date"}).get("data-serverdate")[0:10]

                # 評價
                star = activity.find("span", {"class": "t14 star_score"}).getText(
                ).strip() if activity.find("span", {"class": "t14 star_score"}) else "無"

                result.append(
                    dict(title=title, link=link, price=price, booking_date=booking_date, star=star, source="https://cdn.klook.com/s/dist_web/assert/desktop/imgs/favicon-098cf2db20.png"))

        return result

以上範例中,由於「最早可使用日期」不需要時分秒,所以第35行利用BeautifulSoup模組(Module)的get()方法(Method)取得HTML元素的屬性值(最早可使用日期)後,只取前10個字串。

六、建立Django樣板

Python網頁爬蟲的部分開發完成後,接下來,就要建立一個網頁,提供使用者輸入城市關鍵字來進行查詢,以及顯示一日遊票券資訊的爬取結果

在Django應用程式(tickets)下,新增templates(樣板)資料夾,並且,為了避免與其它應用程式(APP)的樣板命名相同,在templates(樣板)資料夾下,再新增一個應用程式(tickets)資料夾,來放置網頁(index.html),如下圖:

django_web_scraping

七、開發關鍵字查詢功能

開啟index.html檔案,建立查詢表單,如下範例
<form action="" method="Post">
    {% csrf_token %}
    <input name="city_name" placeholder="請輸入城市名稱">
    <input type="submit" value="查詢">
</form>

當使用者輸入城市名稱關鍵字(city_name)後,點擊查詢按鈕時,表單就會利用POST方法將值傳送到Django應用程式(tickets)的views.py檔案中。

所以,開啟views.py檔案,將傳送過來的城市名稱關鍵字(city_name),傳入Python網頁爬蟲的類別(Class)中,並且將爬取的結果打包成tickets物件回傳給網頁,如下範例

from django.shortcuts import render
from .scrapers import Klook, Kkday


def index(request):

    klook = Klook(request.POST.get("city_name"))
    kkday = Kkday(request.POST.get("city_name"))

    context = {
        "tickets": klook.scrape() + kkday.scrape()
    }

    return render(request, "tickets/index.html", context)

有了tickets爬取結果的物件後,開啟index.html檔案,在查詢表單的下方,利用表格(Table),來顯示Python網頁爬蟲的爬取結果,如下範例

<form action="" method="Post">
    {% csrf_token %}
    <input name="city_name" placeholder="請輸入城市名稱">
    <input type="submit" value="查詢">
</form>
<table class="table">
    <thead>
        <tr>
            <th>票券名稱</th>
            <th>價格</th>
            <th>最早可使用日期</th>
            <th>評價</th>
            <th>來源網站</th>
        </tr>
    </thead>
    <tbody>
        {% for ticket in tickets %}
        <tr>
            <td>
                <a href="{{ ticket.link }}" target="_blank">{{ ticket.title }}</a>
            </td>
            <td>{{ ticket.price }}</td>
            <td>{{ ticket.booking_date }}</td>
            <td>{{ ticket.star }}</td>
            <td><img src={{ ticket.source }} style="width:32px; heigh:32px;" /></td>
        </tr>
        {% endfor %}
    </tbody>
</table>

由於第一次載入網頁時,並沒有輸入城市名稱關鍵字,所以在views.py檔案中的「request.POST.get("city_name")」為None,所以並不會有爬取結果,當有輸入城市名稱關鍵字進行查詢時,則會顯示KLOOKKKday網站的一日遊票券資訊。

如果想要整合Bootstrap框架來美化index.html網頁,可以參考[Django教學6]Django Template(樣板)整合Bootstrap實戰教學文章或以下的GitHub網址。最後,利用以下指令來執行Django專案

$ python manage.py runserver

在瀏覽器輸入Django應用程式網址(http://127.0.0.1:8000/tickets/),以查詢「花蓮」為例的執行結果:


django_web_scraping

八、小結

網頁與Python網頁爬蟲整合後,即可提供使用者透過關鍵字查詢的方式,來爬取所需的資料,提升資料蒐集的效率。大家也可以試試看本文的實作,開發一個簡易的網頁,來有效率的查詢Python網頁爬蟲所取得的資料吧~

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所以筆者開發了一個美食的LINE Bot小作品,透過對談的方式瞭解使用者所要尋找的餐廳條件後,利用Python網頁爬蟲取得目前正在營業的五間最高人氣餐廳資料,回覆給使用者作為參考。
為了要讓想學習的您能夠由淺入深,瞭解其中的實作過程,所以將會分成三篇文章來進行教學。
2020/06/30補充說明 而在進行實作前,先來看一下LINE Bot主要的執行架構,如下圖: 使用者透過LINE發送訊息時,LINE Platform將會進行接收,並且傳遞至我們所開發的LINE Bot執行邏輯運算後,透過LINE所提供的Messaging API回應訊息給LINE Platform,最後再將訊息傳遞給使用者。
其中Messaging API(Application Programming Interface),就是LINE官方定義的回應訊息標準介面,包含Text(文字)、Sticker(貼圖)、Video(影片)、Audio(聲音)及Template(樣板)訊息等,完整的說明可以參考LINE的官方文件
所以在我們的LINE Bot回應訊息時,就要依據Messaging API定義的規範,傳入相應的參數後,Messaging API就會回應使用者相對的訊息類型。簡單來說,就是LINE Platform與LINE Bot的溝通橋樑。
而本文就先以最基本的使用者發送什麼訊息,LINE Bot就回應什麼訊息為例,讓讀者體會其中的運作方式,整體架構如下圖: 在LINE Bot的部分,使用Django框架來進行建置,並且透過Messaging API回應Text(文字)訊息。在下一篇文章中,將會加入Python網頁爬蟲,取得美食網站的資訊回應給使用者。
本文的實作步驟包含: 建立Provider建立Messaging API channel設定LINE Bot憑證開發LINE Bot應用程式安裝Ngrok設定LINE Webhook URL一、建立Provider要開發LINE Bot前,首先需建立一個Provider,也就是服務提供者…

[Python物件導向]淺談Python類別(Class)

Photo by Bram Naus on Unsplash 在學習程式語言時,或多或少都有聽過物件導向程式設計(Object-oriented programming,簡稱OOP),它是一個具有物件(Object)概念的開發方式,能夠提高軟體的重用性、擴充性及維護性,在開發大型的應用程式時更是被廣為使用,所以在現今多數的程式語言都有此種開發方式,Python當然也不例外。而要使用物件導向程式設計就必須對類別(Class)及物件(Object)等有一些基本的了解,包含了: 類別(Class)物件(Object)屬性(Attribute)建構式(Constructor)方法(Method)我們先來看一下今天要來建立的類別: # 汽車類別 class Cars: # 建構式 def __init__(self, color, seat): self.color = color # 顏色屬性 self.seat = seat # 座位屬性 # 方法(Method) def drive(self): print(f"My car is {self.color} and {self.seat} seats.") 接下來就針對類別(Class)各個部分來進行介紹。 一、類別(Class) 簡單來說,就是物件(Object)的藍圖(blueprint)。就像要生產一部汽車時,都會有設計圖,藉此可以知道此類汽車會有哪些特性及功能,類別(Class)就類似設計圖,會定義未來產生物件(Object)時所擁有的屬性(Attribute)及方法(Method)。而定義類別的語法如下: class classname:   statement 首先會有class關鍵字,接著自定類別名稱,最後加上冒號。類別名稱的命名原則習慣上使用Pascal命名法,也就是每個單字字首大寫,不得使用空白或底線分隔單字,如下範例: #範例一 class Cars: #範例二 class MyCars:二、物件(Object) 就是透過類別(Class)實際建立的實體,就像實際生產出來的汽車(例如:Mazda)。類別(Class)與物件(Object)的關係就像汽車設計圖與汽車實體。而建立物件(Object)的語法如…

有效管理Python套件(Package)的工具及概念

Photo by Kevin Bhagat on Unsplash 在實務上發展應用程式時,除了可以自行開發模組(Module)與套件(Package)外,很多時候會安裝使用第三方套件(Package),來提升專案的開發效率。
所以本文將介紹如何在PyPI中搜尋所需的Python套件(Package),並且以Windows作業系統及Visual Studio Code開發工具為例,瞭解Python強大的套件管理工具,讓您有效管理專案中的Python套件(Package)。
由於是在Visual Studio Code的Terminal視窗中下指令的方式來操作,所以使用命令提示字元視窗,也可以達到相同的效果。本文重點包含: PyPI(Python Package Index)pip套件管理工具pipenv套件管理工具Pipfile及Pipfile.lock檔案一、PyPI(Python Package Index)PyPI是一個套件庫,位於https://pypi.org,其中包含了各式各樣的Python套件(Package),在開發應用程式的過程中,可以到這邊來搜尋是否有所需的功能套件(Package),安裝後透過引用的方式來進行使用,藉此提升開發效率。

現在就來介紹幾個在使用PyPI時,需要瞭解的基本功能。首先,PyPI的首頁如下圖: 各位可以在搜尋的地方查詢所需的套件,例如搜尋常應用在網路爬蟲的beautifulsoup4套件(Package),從查詢結果可以看到許多相關的套件(Package),如下圖: 以beautifulsoup4 4.8.2為例,點進此套件(Package)後,可以看到安裝的指令及最新版的發佈日期,如下圖: 一個套件(Package)要如何使用,一定會有文件可以參考,往下即可看到Documentation的連結,如下圖: 而套件(Package)的版本演進歷史則可以透過左邊的Release history來查看,如下圖: 以上是在使用PyPI上查找套件(Package)時,較常使用的部分,接下來,就來教大家如何透過指令來安裝套件(Package)吧。 二、pip套件管理工具pip是一個全域環境的套件管理工具,用來安裝及管理PyPI上的Python套件(Package),也就是說利用pip指令所安裝的Python套件(Package),所有專案皆可使用。其中包…

[Python爬蟲教學]整合Python Selenium及BeautifulSoup實現動態網頁爬蟲

Photo by LAUREN GRAY on Unsplash 相信大家都知道,取得資料後能夠進行許多的應用,像是未來的趨勢預測、機器學習或資料分析等,而有效率的取得資料則是這些應用的首要議題,網頁爬蟲則是其中的一個方法。
網頁爬蟲就是能夠取得網頁原始碼中的元素資料技術,但是,有一些網頁較為特別,像是社群平台,需先登入後才能進行資料的爬取,或是電商網站,無需登入,但是要透過滾動捲軸,才會動態載入更多的資料,而要爬取這樣類型的網頁爬蟲,就稱為動態網頁爬蟲。
該如何實作呢?本文將使用Python Selenium及BeautifulSoup套件來示範動態網頁爬蟲的開發過程,重點包含: BeautifualSoup vs Selenium安裝Selenium及Webdriver安裝BeautifulSoupSelenium get()方法Selenium元素定位Selenium send_keys()方法Selenium execute_script方法BeautifulSoup find_all()方法BeautifulSoup getText()方法 一、BeautifualSoup vs SeleniumBeautifulSoup套件相信對於開發網頁爬蟲的人員來說,應該都有聽過,能夠解析及取得HTML原始碼各個標籤的元素資料,擁有非常容易上手的方法(Method),但是,對於想要爬取動態網頁資料來說,則無法達成,因為BeautifulSoup套件並沒有模擬使用者操作網頁的方法(Method),像是輸入帳號密碼進行登入或滾動捲軸等,來讓網頁動態載入資料,進行爬取的動作。
所以,這時候,就可以使用被設計於自動化測試的Selenium套件,來模擬使用者的動作,進行登入後爬取資料或滾動卷軸,並且能夠執行JavaScript程式碼,這些就是Selenium與BeautifulSoup套件最大不同的地方。對於開發Python動態爬蟲來說,就可以結合Selenium套件以上的特點,讓網頁動態載入資料後,再利用BeautifulSoup套件簡潔的方法(Method),將所需的資料爬取下來。
本文就是利用這樣的概念,利用Selenium套件登入Facebook後,前往粉絲專頁,執行滾動卷軸的JavaScript程式碼,讓網頁動態載入資料後,再使用BeautifulSoup套件爬取貼文標題。 二、…

[Django教學1]3步驟快速安裝Django網站框架

Photo by Danielle MacInnes on Unsplash 在現今網路發達的時代,許多人都會透過網站來經營個人的品牌或生意,在上面能夠展示各種的產品、課程或部落格等,甚至是社群平台,皆是利用網站的方式來連接全世界的使用者,是傳達訊息非常重要的媒介。

而想要利用Python簡潔的語法及特性來開發網站,則可以使用最受歡迎的網站框架Django,能夠快速的建置出具有安全性且模組化的網站應用程式,知名的網站像Instagram、YouTube及Spotify等,皆使用Django網站框架來進行開發。
為什麼這些國際性的網站會選擇使用Django來進行開發呢?接下來,將會撰寫一系列的Django教學文章,從安裝到開發出一個簡單的網站,最後發佈到雲端,帶大家來體會一下強大的Django網站框架吧。本文的重點包含: Django的架構Django的優點Django安裝步驟一、Django的架構 Django是一個由Python建構而成的網站框架(Web Framework),其中能夠包含許多的應用程式(APP),其架構就是將網站的各個功能,模組化為多個應用程式(APP),而每一個應用程式(APP),其實就是Python的套件(Package),如下圖: 就像是如果要開發一個旅遊社群網站,可以把整個網站的功能切分為多個不同的應用程式(APP),例如登入(Login)、貼文(Post)、旅遊規劃(Plan)及搜尋景點(Search)等,每一個應用程式(APP)皆專注在特定的功能邏輯,這就是Django框架的基本架構。 二、Django的優點擴展性由於Django的架構是將網站中關聯性高的功能模組化為多個套件(Package),所以未來要擴展新功能時非常的容易,並且不會影響到既有的專案架構。 移值性Django模組化的架構,讓專案中的應用程式(APP),可以移植至其它的Django專案中使用,擁有非常高的程式碼重用性(Reusable)。 快速開發Django框架定義了專案的基本架構及程式碼撰寫規範,開發人員在參與多個專案時,無需重新適應,可以快速的進入狀況,也因為遵循了Django的規範,提高了Django專案的維護性。 強大的後台在建立Django專案後,預設即提供了一個功能完整的後台,包含使用者的管理、群組管理及資料庫等,並且能夠依需求客製化,無須從頭開發,這也是Django能夠…