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Python爬虫升级之路:从专用爬虫到用AI Agent实现通用网络爬虫(适合小白,代码可用)

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链载Ai 显示全部楼层 发表于 2 小时前 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;border-left: none;padding: 1em;border-radius: 8px;color: rgba(0, 0, 0, 0.5);background: rgb(247, 247, 247);margin: 0px 8px 2em;">



ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">目前为止,我们已经写了几个爬虫程序,能将网页中的内容提取出来,或者保存成PDF。本文来总结一下这些方法,循序渐进地带大家看下爬虫的实现方法:从单个网页爬虫,到利用大模型提取指定信息,到利用AI Agent实现自动编写爬虫代码实现通用爬虫。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;border-left: none;padding: 1em;border-radius: 8px;color: rgba(0, 0, 0, 0.5);background: rgb(247, 247, 247);margin: 2em 8px;">

说明:本人爬虫小白,所以这篇文章总结的是简单的爬虫程序,可以直接使用的程序。没有复杂的操作,也没有深入的理解。适合爬虫小白或只是将爬虫作为一个数据来源的非专业人员。想要深入理解爬虫原理的同学,可以退出了。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 1.2em;font-weight: bold;display: table;margin: 2em auto 1em;padding-right: 1em;padding-left: 1em;border-bottom: 2px solid rgb(15, 76, 129);color: rgb(63, 63, 63);">0. 单网页的专用爬虫实现方法

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;border-left: none;padding: 1em;border-radius: 8px;color: rgba(0, 0, 0, 0.5);background: rgb(247, 247, 247);margin: 2em 8px;">

这种爬虫是针对特定网页的数据爬取,可以是一个网页,或者是一系列结构相似的网页。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">这种爬虫的实现方法,最主要的是,需要打开网页,F12调试,然后找自己需要的文本内容在HTML中的Tag或Class。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 1.2em;font-weight: bold;display: table;margin: 4em auto 2em;padding-right: 0.2em;padding-left: 0.2em;background: rgb(15, 76, 129);color: rgb(255, 255, 255);">0.1 基本的爬虫程序实现方法

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">如果你会一点爬虫基础,那看到网页结构,应该就知道怎么利用 BeautifulSoup 写一个简单的爬虫程序了。但是如果你一点爬虫基础也没有,不知该如何下手呢?可以利用ChatGPT、文心一言、智谱清言等工具帮你。保姆级操作教程可看下面的文章:

  • •【提效】让GPT帮你写爬虫程序,不懂爬虫也能行

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">文章中包含了如何找到你需要的文本内容在HTML结构中的Tag、class,如何给大模型Prompt和交互等:

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例2:通过URL加载网页内容 - LangChain对爬虫功能的封装

前面的文章,我们利用LangChain实现了URL网页数据的提取。但是今天想用它抓取微信公众号文章的数据时,失败了。

之前利用 LangChain 实现URL网页数据提取的文章可见:

  • •【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例4:再战RAG问答,提取在线网页数据,并返回生成答案的来源

0.2 利用 selenium 实现爬虫

我们在【Python实用技能】建议收藏:自动化实现网页内容转PDF并保存的方法探索(含代码,亲测可用)这篇文章中通过 selenium 实现了自动将网页保存为PDF的功能。其实利用 selenium 也可以直接从网页中提取想要的内容。

下面的示例代码中,通过selenium模拟打开网页,通过 xpath 爬取指定元素。

importos,json,time
fromseleniumimportwebdriver

defcrawel_url(url):

#创建ChromeWebDriver对象
driver=webdriver.Chrome()

print('-'*100)
print(f'now:url:{url}')
driver.get(url)

#添加适当的等待时间或条件,确保页面已完全加载
fromselenium.webdriver.support.uiimportWebDriverWait
fromselenium.webdriver.supportimportexpected_conditionsasEC

#等待10秒钟,直到某个元素可见
wait=WebDriverWait(driver,10)
element=driver.find_element("xpath","/html/body/div[1]/div[2]/div[1]/div/div[1]/div[2]")
content=element.text
print(content)

driver.close()

url_list=[
'https://mp.weixin.qq.com/s/2m8MrsCxf5boiH4Dzpphrg',
]

forurlinurl_list:
crawel_url(url)
time.sleep(5)

xpath的获取方法如下:

找到你想提取的此网页的数据,在F12调试面板中,在该元素位置鼠标右键 ---> 复制 ---> 复制完整 XPath,替换掉上面程序中的xpath。

运行结果(看起来效果还不错):

0.3 利用 LangChain 爬取网页内容

目前为止,我们接触了两种利用 LangChain 来获取网页内容的方法。

0.3.1 Loading + Transforming

第一种方法是使用 LangChain 的 Loading 模块加载HTML网页,利用 Transforming 模块将HTML结构转换为文本。

其 Loading 模块可以使用 AsyncHtmlLoader 或 AsyncChromiumLoader,Transforming模块可以使用 HTML2Text 或 BeautifulSoup。

具体使用方法可看这篇文章的前半部分:

  • •【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例2:通过URL加载网页内容 - LangChain对爬虫功能的封装

0.3.2 WebBaseLoader

另一种使用 LangChain 获取网页内容的方法是使用其中的 WebBaseLoader 类。我们在【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例4:再战RAG问答,提取在线网页数据,并返回生成答案的来源使用过:

loader=WebBaseLoader(
web_paths=("https://lilianweng.github.io/posts/2023-06-23-agent/",),
bs_kwargs=dict(
parse_only=bs4.SoupStrainer(
class_=("post-content","post-title","post-header")
)
),
)
docs=loader.load()

这其实是对第一种方法的一种高层封装,将第一种方法中的两个步骤合并在了一起。

小结:单网页的专用爬虫实现方法,目前我们用过的就这几个,可以看到,无论用哪种方法,都躲不过需要我们手动去 F12 调试页面,分析HTML的结构,找到文本内容的Tag或Class。换一个网页,这些Tag或Class可能就不通用了,需要重新分析结构,查找 Tag和Class。

1. 利用大模型直接提取指定信息的探索

上面虽然利用了大模型帮我们生成Python代码,但代码不通用,如何利用大模型将这个过程通用化呢?我们也做过探索:

  • •【AI大模型应用开发】【LangChain系列】实战案例2:通过URL加载网页内容 - LangChain对爬虫功能的封装


在这篇文章的后半部分,我们就利用了 LangChain 中的 create_extraction_chain 来尝试创建一个从网页内容中提取特定内容的通用爬虫。

其主要代码如下:

schema={
"properties":{
"article_title":{"type":"string"},
"article_content":{"type":"string"},
"article_example_python_code":{"type":"string"},
},
"required":["article_title","article_content","article_example_python_code"],
}


defextract(content:str,schema:dict):
returncreate_extraction_chain(schema=schema,llm=llm).run(content)

最主要的是 schema 的定义,因为这是告诉LLM我们想要什么样的信息。所以,尽可能详细。其实现原理也比较明确,就是内部将 schema 转换成了 OpenAI 的 function calling 的结构,利用 Function Calling 能力来提取信息。

具体的操作步骤和原理解释可以看下上面链接中的文章。

小结:这种方式在获取到网页全部内容后,利用大模型从全部内容中提取出我们需要的信息。不需要知道想要信息的 Tag 和 Class,因此具有一定的通用性。但是效果好坏,完全取决于大模型的能力和我们自己定义的schema内容。目前来看,有点用,但想真正能用,还是非常难的。

2. 利用AI Agent实现通用爬虫

2.1 实现思路

实现真正能够通用的爬虫,我们将目光放到 AI Agent 上。正好,前段时间学习 MetaGPT,里面的教程中就有通用爬虫的实现,咱们借鉴一下。

具体的MetaGPT实现通用爬虫的详细步骤可以看这篇文章第3部分:【AI Agent系列】【MetaGPT】10. 一句话订阅专属信息 - 订阅智能体进阶,实现一个更通用的订阅智能体(2)

它的 实现思路是先让大模型理解用户想要的数据内容,然后根据这些数据内容让大模型写爬虫代码,然后自动执行爬虫代码,获取相关文本内容。

2.2 自动化爬虫代码生成器

我将这个过程单独抽离了出来,自动写爬虫代码的完整代码如下:

importasyncio
frommetagpt.tools.web_browser_engineimportWebBrowserEngine
frommetagpt.utils.commonimportCodeParser
frommetagpt.utils.parse_htmlimport_get_soup

fromopenai_testimportopenai_test

defget_outline(page):
soup=_get_soup(page.html)
outline=[]

defprocess_element(element,depth):
name=element.name
ifnotname:
return
ifnamein["script","style"]:
return

element_info={"name":element.name,"depth":depth}

ifnamein["svg"]:
element_info["text"]=None
outline.append(element_info)
return

element_info["text"]=element.string
#Checkiftheelementhasan"id"attribute
if"id"inelement.attrs:
element_info["id"]=element["id"]

if"class"inelement.attrs:
element_info["class"]=element["class"]
outline.append(element_info)
forchildinelement.children:
process_element(child,depth+1)

forelementinsoup.body.children:
process_element(element,1)

returnoutline


asyncdeftest(url,query):
page=awaitWebBrowserEngine().run(url)

outline=get_outline(page)
outline="\n".join(
f"{''*i['depth']}{'.'.join([i['name'],*i.get('class',[])])}:{i['text']ifi['text']else''}"
foriinoutline
)

#print(outline)

PROMPT_TEMPLATE="""PleasecompletethewebpagecrawlerparsefunctiontoachievetheUserRequirement.Theparse\
functionshouldtakeaBeautifulSoupobjectasinput,whichcorrespondstotheHTMLoutlineprovidedintheContext.

```python
frombs4importBeautifulSoup

#onlycompletetheparsefunction
defparse(soup:BeautifulSoup):
...
#Returntheobjectthattheuserwantstoretrieve,don'tuseprint
```

##UserRequirement
{requirement}

##Context

Theoutlineofhtmlpagetoscrabeisshowlikebelow:

```tree
{outline}
```
"""

code_rsp=openai_test.get_chat_completion(PROMPT_TEMPLATE.format(outline=outline,requirement=query))
code=CodeParser.parse_code(block="",text=code_rsp)

print(code)

asyncio.run(test("https://mp.weixin.qq.com/s/2m8MrsCxf5boiH4Dzpphrg","获取标题,正文中的所有问题,正文中的代码"))

其步骤可总结如下:

(1)通过WebBrowserEngine获得URL的HTML结构:page = await WebBrowserEngine().run(url)

(2)通过get_outline获取出该HTML网页的主体结构,这是为了消除原HTML中的无用数据,同时减少Token消耗:outline = get_outline(page)

(3)将outline用户的需求数据组成Prompt,给大模型,让大模型写代码:code_rsp = openai_test.get_chat_completion(PROMPT_TEMPLATE.format(outline=outline, requirement=query))

其最终运行结果如下(最终输出的是针对此url和用户需求的爬虫代码):

defparse(soup:BeautifulSoup):
title=soup.find('h1',class_='rich_media_title').text

questions=[]
codes=[]

sections=soup.find_all('section')
forsectioninsections:
blocks=section.find_all(['p','h2','h3','pre','ul','blockquote'])
forblockinblocks:
text=block.get_text(strip=True)
iftext:
ifblock.name=='p'orblock.name=='h2'orblock.name=='h3':
iftextnotin['公众号内文章一览','原创','同学小张','2024-03-1308:00','北京']:
questions.append(text)
ifblock.name=='pre'orblock.name=='ul'orblock.name=='blockquote':
codes.append(text)

return{
'title':title,
'questions':questions,
'codes':codes
}

运行该爬虫代码看下大模型写的代码的效果,测试程序如下:

importasyncio
frommetagpt.tools.web_browser_engineimportWebBrowserEngine
frombs4importBeautifulSoup

defparse(soup:BeautifulSoup):
title=soup.find('h1',class_='rich_media_title').text

questions=[]
codes=[]

sections=soup.find_all('section')
forsectioninsections:
blocks=section.find_all(['p','h2','h3','pre','ul','blockquote'])
forblockinblocks:
text=block.get_text(strip=True)
iftext:
ifblock.name=='p'orblock.name=='h2'orblock.name=='h3':
iftextnotin['公众号内文章一览','原创','同学小张','2024-03-1308:00','北京']:
questions.append(text)
ifblock.name=='pre'orblock.name=='ul'orblock.name=='blockquote':
codes.append(text)

return{
'title':title,
'questions':questions,
'codes':codes
}

asyncdeftest(url):
page=awaitWebBrowserEngine().run(url)
result=parse(page.soup)

print(result)

asyncio.run(test("https://mp.weixin.qq.com/s/2m8MrsCxf5boiH4Dzpphrg"))

运行结果:

该爬虫程序将网页内容提取成了用户需求的那三个字段:题目、正文问题(文字)、正文代码,效果还是很不错的。

当然,我们上面是手动将爬虫代码粘贴出来测试的,在AI Agent中,直接再加一个Agent,让其专门自动运行此代码,就完成了通用爬虫的过程(这也是上文链接文章中的做法):用户全程只需输入一个Url和想要的数据,然后就能拿到想要的内容了,而且效果比上面第1节中利用大模型直接提取指定信息的方法要好得多。

2.3 可能遇到的问题

虽然我们上面通过 get_outline 对HTML内容进行了精简,但还是存在超过大模型 Token 数限制的情况,这种情况就无法生成爬虫代码,而是报下面的错误:

解决这种情况的方法也简单,限制下最终 Prompt 的 Token 数就好了(简单粗暴),这些 Token 已经足以表达 HTML 的结构了。

if(len(prompt)>16000):
prompt=prompt[0:16000]

3. 总结

本文我们盘点了目前为止我使用过的所有爬虫代码,分析了它们的实现方法。从专用爬虫,到大模型直接提取指定信息的通用爬虫探索,再到最终的利用 AI Agent 实现通用爬虫,逐步递进,总能让你收获点东西。

本文中的代码和关联文章中的代码都是我亲测可用的,可以直接拿去用。

题外话:在运行过程中,LangChain 和 MetaGPT 中的相关封装类,底层有使用 Playwright 来进行网页数据获取,所以,你可能需要安装下 Playwright 环境。我在这上面踩了不少坑,如果你需要,可以看这篇文章避下坑:【云服务环境】含泪总结:我在云服务安装Python爬虫环境Playwright的踩坑实录

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