Python 爬蟲技術結合 Beautiful Soup 函式庫，能有效率地從網頁擷取資料。利用 requests 模組傳送 HTTP 請求，取得網頁原始碼後，Beautiful Soup 能解析 HTML 或 XML 格式的內容，方便提取目標資料。實務上，需考量 robots.txt 規範，避免過度爬取造成伺服器負擔，同時控制請求頻率及設定 User-Agent，降低被封鎖的風險。
在 Python 生態圈中，Requests 和 Beautiful Soup 是建構網頁爬蟲的常用工具。Requests 負責傳送 HTTP 請求並取得網頁內容，Beautiful Soup 則解析 HTML 或 XML 結構，提取所需資料。為了避免對目標網站造成負擔，需要遵守 robots.txt 規範，控制爬取頻率，並設定 User-Agent 模擬瀏覽器行為。程式碼範例中，使用 requests.get() 方法取得網頁內容，Beautiful Soup 解析 HTML 後，再利用 find_all() 方法提取所有連結。透過 time.sleep() 函式控制爬取速度，避免過於頻繁的請求。此外，設定 headers 中的 User-Agent，使爬蟲行為更像一般瀏覽器，降低被網站封鎖的可能性。
玄貓開發網頁機器人（Web Bot）
段落標題：網頁機器人的魔力與實用性
玄貓要討論的網頁機器人，其實是一種能夠自動瀏覽網頁、下載檔案並跟隨連結的工具。這些機器人通常被稱為「爬蟲」或「蜘蛛」，因為它們在網路中像蜘蛛一樣織網。瞭解如何編寫和使用這些爬蟲，是一項非常實用的技能。
假設你需要每天早上檢視股市報告，你可以讓機器人爬取國際股市指數，並在你起床時準備好報告。如果你想研究某條航線的乘客名單，找到你的祖先，機器人也能從Google開始搜尋「White Star Line」，並遍歷所有相關連結。或者，如果你想找到所有公有領域中的愛倫坡手稿，機器人也能在你睡覺時完成這項任務。
段落標題：Python與樹莓派的完美搭配
Python是編寫網頁機器人的理想語言。你需要下載一些模組，就可以編寫出一個功能齊全的機器人，從任何你給定的網頁開始工作。由於爬取網頁和下載資訊並不是非常耗費處理能力的任務，這也是樹莓派非常適合的工作。當你的桌面電腦處理更複雜的計算任務時，樹莓派可以輕鬆完成下載網頁、解析文字和跟隨連結下載檔案的工作。
段落標題：機器人禮儀與尊重
編寫機器人時，有一些禮儀需要遵守。首先是尊重robots.txt檔案。大多數網站在根目錄中都有這個檔案，它包含了對存取機器人的指示。如果網站所有者不希望某些頁面被爬取和索引，他們可以在檔案中列出這些頁面和目錄，禮貌的機器人應該遵守這些規則。
例如：
User-agent: *
Disallow: /examples/
Disallow: /private.html
這個robots.txt檔案指定了任何機器人都不能存取/examples/目錄中的任何頁面，也不能存取private.html頁面。如果你想讓你的機器人受歡迎，最好遵守這些規則。
此外，控制機器人的請求速度也很重要。因為機器人可以比人類快得多地存取和下載頁面和檔案，所以可能會使一個組態不當的伺服器癱瘓。因此，保持請求速度在可管理的範圍內是有禮貌的做法；大多數網站所有者對每秒10次頁面請求感到滿意。
最後，模擬瀏覽器的使用者代理身份可能會帶來問題。有些網站不希望任何機器人存取或爬取它們的頁面，因此有些編寫者可能會給他們的機器人一個虛假的使用者代理身份來模仿普通瀏覽器。這樣做是不道德的。如果你有一些想保持私密的頁面，你也希望別人尊重你的願望。因此，當編寫機器人的時候要遵循基本道德標準。
段落標題：網際網路通訊協定
在開始編寫我們的爬蟲之前，我們需要了解一些關於網際網路運作方式以及它所遵循的一些規則和協定。
HTTP協定
超文字傳輸協定（HTTP）是大多數常見網路流量所使用的格式。協定只是兩個通訊方之間的一種協定，指定通訊如何進行。它包括資料地址、錯誤檢測和處理、資料傳輸方式以及資料格式等資訊。「http」在大多數URL前定義了用於請求頁面所使用的協定。
網際網路通訊流程
當你在瀏覽器中請求一個網頁時，背後有很多事情在發生。假設你輸入http://www.irrelevantcheetah.com到位置欄中。你的電腦知道它正在使用HTTP協定，首先將www.irrelevantcheetah.com傳送到本地DNS伺服器以確定它屬於哪個網際網路地址。DNS伺服器回應一個IP地址——比如說192.185.21.158。那個是持有該網域名稱網頁伺服器地址。
網域名稱系統將IP地址對映到名稱上來簡化記憶。
現在電腦知道了伺服器IP地址之後，便啟動一個TCP連線與該伺服器進行三次握手。伺服器回應後電腦要求「index.html」頁面資料並關閉TCP連線。
然後瀏覽器解析並顯示該頁面內容。如果還有其他部分需要處理比如PHP程式碼或圖片則再次向伺服器請求並顯示資料。
段落標題：Web Page Formats
大部分網頁都是使用HTML格式來展示內容。HTML 是 XML 的一種形式，對電腦來說非常容易解析和閱讀。瀏覽器被設計來解釋 HTML 語言並以特定方式顯示它們。
例如：
<html>
<i>斜體</i>
<a href="https://www.example.com">連結</a>
<script type="text/javascript">
// JavaScript 程式碼
</script>
</html>
所有這些標籤和格式使得瀏覽和閱讀原始網頁對於人類來說很容易。但是對於電腦來說也是如此簡單去解析這些資料內容。 所以不用瀏覽 僅需語言解析即可取得所需資料並進行後續操作。
Python Web Crawler Example
次段落標題：簡單爬蟲範例
以下是使用Python編寫的一個簡單爬蟲範例：
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
import time
# 設定目標URL
url = "http://www.example.com"
# 設定User-Agent以模仿瀏覽器行為
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"
}
# 傳送HTTP請求
response = requests.get(url, headers=headers)
# 檢查請求是否成功
if response.status_code == 200:
# 解析HTML內容
soup = BeautifulSoup(response.content, 'html.parser')
# 找到所有連結
links = soup.find_all('a')
for link in links:
print(link.get('href'))
else:
print(f"Failed to retrieve the page. Status code: {response.status_code}")
# 控制爬取速度
time.sleep(1)
內容解密：
- 匯入必要模組：首先匯入
requests模組來傳送HTTP請求、BeautifulSoup模組來解析HTML內容以及time模組來控制爬取速度。 - 設定目標URL：指定要爬取的目標URL。
- 設定User-Agent：為了模模擬實瀏覽器行為而設定User-Agent。
- 傳送HTTP請求：使用
requests.get()方法傳送HTTP請求並取得回應。 - 檢查請求狀態：檢查HTTP回應狀態碼以確認請求是否成功。
- 解析HTML內容：使用
BeautifulSoup解析HTML內容。 - 提取連結：找到HTML內容中的所有連結並列印預出來。
- 控制爬取速度：使用
time.sleep(1)確保每次請求之間間隔1秒以避免過快抓取資料導致伺服端壓力過大而被封鎖。
次段落標題：技術選型考量
選擇Python作為爬蟲開發語言主要是因為它擁有豐富且成熟的函式庫生態系統（如Requests、BeautifulSoup等），且語法簡潔易學習、社群活躍且有豐富範例可參考；樹莓派則因其低成本且高價效比而成為最佳硬體選擇；此外遵循robots.txt規範、控制請求速率及不濫用User-Agent身份等都是保障爬蟲執行穩健且可持續發展之必要措施。
次段落標題：未來趨勢預測
隨著AI技術進步與大資料需求增加預期未來Web Crawler將更加智慧化及功能強大化進一步應用於更多領域如自動化報告生成、情感分析及市場趨勢預測等；同時亦需關注隱私保護及資料合規性問題以確保合法合規運作且不侵犯他方權益；
次段落標題：技術深度分析
Web Crawler能夠透過自動化抓取與分析資料減少人力成本提升效率及精準度；然而如何設計智慧化路徑探索與動態適配不同結構網站仍然具挑戰性；此外如何避免觸發防盜措施（如CAPTCHA）及躲避IP封鎖等也是實務運作上常見挑戰需要進一步研究與最佳化處理方案；
graph TD;
A[傳送 HTTP 請求] --> B{檢查回應狀態};
B -- 成功 --> C[解析 HTML];
B -- 失敗 --> D[記錄錯誤];
C --> E[提取連結];
C --> F[控制抓取速度];
內容解密：
- 此圖示展示了Web Crawler工作流程：從傳送HTTP請求開始，檢查回應狀態碼以確認請求成功與否；若成功則進入解析HTML階段提取所需資料並在控制抓取速度後繼續探索其他連結直到任務完成；
- 每個步驟均包含詳細邏輯處理包括錯誤處理及合規控管等方式確保穩健執行並避免影響目標端正常執行；
透過以上詳細探討玄貓得以深入瞭解Web Crawler基本運作原理與實務運用方法提供技術開發指導參考價值且確保程式碼邏輯完整性並結合專業洞察深入分析預期未來趨勢及潛在挑戰提供完整整體架構助益開發者進行有效學習與應用。
捕捉網頁內容的網頁機器人
網頁機器人概念
首先，讓我們來瞭解網頁機器人的基本概念。簡單來說，網頁機器人（Web Bot）是一種自動化工具，能夠遍歷網頁並提取特定資料。這些資料可能是檔案、圖片、音樂檔案等。
簡單的請求範例
為了方便理解，我們以請求一個簡單的靜態網頁為例。假設我們請求的網頁是 http://www.carbon111.com/links.html。這個網頁的內容非常簡單，沒有複雜的表單或動態內容，大致如下：
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Links.html</TITLE>
</HEAD>
<BODY BACKGROUND="mainback.jpg" BGCOLOR="#000000"
TEXT="#E2DBF5" LINK="#EE6000" VLINK="#BD7603" ALINK="#FFFAF0">
<br>
<H1 ALIGN="CENTER">我的最愛網站與資源</H1>
<br>
<H2>漫畫、藝術館和有趣的地方：</H2>
<DL>
<DT><A HREF="http://www.alessonislearned.com/index.html" TARGET="blank">
一堂重要的課程...</A>
<DD>真是太棒了！這些想法和執行都非常出色。我很喜歡他們探討的人性深度。不過不適合心肌虛弱者；)
.
.
.
最後結束於 </HTML> 標籤。
如果一個爬蟲程式接收到這個網頁，它會首先識別出這個頁面是使用HTML格式編寫的。然後，它會提取頁面標題，並開始尋找兩種資料：
- 它被指派要找到的內容，例如
.mp3或.pdf檔案。 - 頁面中的超連結，這些連結通常包含在
<A></A>標籤中。
爬蟲程式可以被設計成按照一定深度追蹤連結。例如，你可以設定爬蟲只追蹤第一層連結，或者追蹤到第二層連結後停止。這對於控制頻寬和儲存空間非常重要，因為如果不加限制，爬蟲可能會下載整個網際網路。
網頁機器人的概念
玄貓認為，我們的網頁機器人應該按照以下概念執行：
- 從使用者輸入的初始頁面開始。
- 決定要搜尋哪種型別的檔案，例如公共領域的
.pdf檔案或免費可用的.mp3音樂檔案。 - 從初始頁面開始解析所有文字內容，尋找包含在
<a href></a>標籤中的超連結。 - 如果找到符合條件的檔案連結（例如
.pdf或.mp3），使用wget命令列下載工具將檔案下載到本地目錄。 - 如果沒有找到符合條件的檔案連結，則開始追蹤其他連結並重複上述步驟。
- 按照預先設定的深度進行遞迴處理，直到達到預設的深度限制。
最終，我們應該會得到一個充滿所需檔案的目錄，可以隨時檢視。
解析網頁
解析（Parsing）是指電腦讀取網頁時所經歷的一個過程。基本上，一個網頁只是由位元和位元組組成的一串資料流。好的解析程式不僅能將這些資料流還原為正確的符號，還能讀取並理解這些符號。因為爬蟲需要讀取並提取它所需的資料。
Python 提供了多種文字解析模組，其中最實用的是 Beautiful Soup。Beautiful Soup 是以 Lewis Carroll 的《愛麗絲夢遊仙境》中的 Mock Turtle 的歌命名：
美味湯湯
綠色又豐富
等待在熱氣騰騰的鍋中！
誰不願為這樣美味而俯身？
晚上美味湯湯，
晚上美味湯湯！
Beautiful Soup 的語法相對簡單。安裝完成後，可以在指令碼中使用它。開啟 Python 提示符並輸入以下內容：
import BeautifulSoup
如果看到「No module named BeautifulSoup」錯誤訊息，表示可能使用的是 Beautiful Soup 4 的測試版（BS4）。在這種情況下輸入：
from bs4 import BeautifulSoup
然後繼續輸入：
import re
doc = ['<html><head><title>Page title</title></head>',
'<body><p id="firstpara" align="center">This is paragraph <b>one</b>.',
'<p id="secondpara" align="blah">This is paragraph <b>two</b>.',
'</html>']
soup = BeautifulSoup(''.join(doc)) # 兩個單引號緊鄰著而不是雙引號
這段程式碼將 doc 中的內容載入成一個類別似於網頁資料流的一串字串。然後將字串載入到可以被 Beautiful Soup 解析的檔案中。
若要觀看解析結果可以使用：
print(soup.prettify())
這樣就能以更易讀的方式呈現出 HTML 語法。
此圖示
graph TD;
A[請求初始頁面] --> B[解析HTML];
B --> C{是否包含目標檔案?};
C -- 是 --> D[下載檔案];
C -- 否 --> E[追蹤超連結];
E --> F{是否達到深度限制?};
F -- 是 --> G[完成];
F -- 否 --> C;
此圖示展示了玄貓認為網頁機器人應該如何執行：從請求初始頁面開始，解析HTML內容以查詢目標檔案或超連結；若未達深度限制則繼續追蹤超連結。
捕捉不同型別資源
接下來我們將進一步探討如何使用 Python 和 Beautiful Soup 捕捉不同型別資源以及如何處理更複雜的情況。
**注意：**上述文章中絕對禁止使用玄貓之名稱及非必要字元、互動陳述式或標記、圖片及超連結、任何中國大陸慣用語、中國大陸專有名詞及技術術語
