python-selenium库详解

Selenium 是一个自动化测试工具，利用它可以驱动浏览器执行特定的动作，如点击、下拉等操作，同时还可以获取浏览器当前呈现的页面的源代码，做到可见即可爬。对于一些 JavaScript 动态渲染的页面来说，此种抓取方式非常有效。

1.selenium库的安装

pip3 install selenium

2.selenium库的基本用法

1）声明浏览器对象

Selenium 支持非常多的浏览器，如 Chrome、Firefox、Edge 等，还有 Android、BlackBerry 等手机端的浏览器。另外，也支持无界面浏览器 PhantomJS，我们可以用如下方式初始化：

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser = webdriver.Firefox()
browser = webdriver.Edge()
browser = webdriver.PhantomJS()
browser = webdriver.Safari()

这样就完成了浏览器对象的初始化并将其赋值为 browser 对象。

2）访问页面

可以用 get() 方法来请求网页，参数传入链接 URL 即可

from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
print(browser.page_source)
browser.close()

运行后发现，弹出了 Chrome 浏览器并且自动访问了淘宝，然后控制台输出了淘宝页面的源代码，随后浏览器关闭。

3）查找结点

想要从淘宝页面中提取搜索框这个节点，可以发现，它的 id 是 q，name 也是 q

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input_first = browser.find_element_by_id('q')
input_second = browser.find_element_by_css_selector('#q')
input_third = browser.find_element_by_xpath('//*[@id="q"]')
print(input_first, input_second, input_third)
browser.close()

运行结果

在这里插入图片描述
所有获取单个节点的方法：

find_element_by_id find_element_by_name
find_element_by_xpath
find_element_by_link_text
find_element_by_partial_link_text
find_element_by_tag_name
find_element_by_class_name
find_element_by_css_selector

另外，Selenium 还提供了通用方法 find_element()，它需要传入两个参数：查找方式 By 和值。实际上，它就是 find_element_by_id() 这种方法的通用函数版本，比如 find_element_by_id(id) 就等价于 find_element(By.ID, id)，二者得到的结果完全一致。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input_first = browser.find_element(By.ID, 'q')
print(input_first)
browser.close()

多个节点
如果查找的目标在网页中只有一个，那么完全可以用 find_element() 方法。如果要查找所有满足条件的节点，需要用 find_elements() 这样的方法。注意，在这个方法的名称中，element 多了一个 s。

要查找淘宝左侧导航条的所有条目

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
lis = browser.find_elements_by_css_selector('.service-bd li')
print(lis)
browser.close()

所有获取多个节点的方法：

find_elements_by_id
find_elements_by_name
find_elements_by_xpath
find_elements_by_link_text
find_elements_by_partial_link_text
find_elements_by_tag_name
find_elements_by_class_name
find_elements_by_css_selector

我们也可以直接用 find_elements() 方法来选择

lis = browser.find_elements(By.CSS_SELECTOR, '.service-bd li')

4）节点交互

Selenium 可以驱动浏览器来执行一些操作，也就是说可以让浏览器模拟执行一些动作。比较常见的用法有：输入文字时用 send_keys 方法，清空文字时用 clear 方法，点击按钮时用 click 方法。

from selenium import webdriver
import time

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input=browser.find_element_by_id('q')
input.send_keys('iphone')
time.sleep(1)
input.clear()
input.send_keys('ipad')
button=browser.find_element_by_class_name('btn-search')
button.click()

这里首先驱动浏览器打开淘宝，然后用 find_element_by_id() 方法获取输入框，然后用 send_keys() 方法输入 iPhone 文字，等待一秒后用 clear() 方法清空输入框，再次调用 send_keys() 方法输入 iPad 文字，之后再用 find_element_by_class_name() 方法获取搜索按钮，最后调用 click() 方法完成搜索动作。

通过上面的方法，我们就完成了一些常见节点的动作操作，更多的操作可以参见官方文档的交互动作介绍：
http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.webdriver.remote.webelement

5）动作链

一些交互动作都是针对某个节点执行的。比如，对于输入框，我们就调用它的输入文字和清空文字方法；对于按钮，就调用它的点击方法。
还有另外一些操作，它们没有特定的执行对象，比如鼠标拖曳、键盘按键等，这些动作用另一种方式来执行，那就是动作链。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains

browser = webdriver.Chrome()
url = 'http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable'
browser.get(url)
browser.switch_to.frame('iframeResult')
source = browser.find_element_by_css_selector('#draggable')
target = browser.find_element_by_css_selector('#droppable')
actions = ActionChains(browser)
actions.drag_and_drop(source, target)
actions.perform()

打开网页中的一个拖曳实例，然后依次选中要拖曳的节点和拖曳到的目标节点，接着声明 ActionChains 对象并将其赋值为 actions 变量，然后通过调用 actions 变量的 drag_and_drop() 方法，再调用 perform() 方法执行动作，此时就完成了拖曳操作

6）执行 JavaScript

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
browser.execute_script('window.scrollTo(0, document.body.scrollHeight)')
browser.execute_script('alert("To Bottom")')

这里就利用 execute_script() 方法将进度条下拉到最底部，然后弹出 alert 提示框。

3.获取节点信息

通过 page_source 属性可以获取网页的源代码，接着就可以使用解析库（如正则表达式、Beautiful Soup、pyquery 等）来提取信息。

1）获取属性

我们可以使用 get_attribute() 方法来获取节点的属性，但是其前提是先选中这个节点。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains

browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
logo = browser.find_element_by_id('zh-top-link-logo')
print(logo)
print(logo.get_attribute('class'))

运行之后，程序便会驱动浏览器打开知乎页面，然后获取知乎的 logo 节点，最后打印出它的 class。

2）获取文本值

每个 WebElement 节点都有 text 属性，直接调用这个属性就可以得到节点内部的文本信息，这相当于 Beautiful Soup 的 get_text() 方法、pyquery 的 text() 方法。

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
input = browser.find_element_by_class_name('ExploreSpecialCard-title')
print(input.text)

运行结果

科比意外离世，你对他有哪些回忆？

3）获取 ID、位置、标签名、大小

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
input = browser.find_element_by_class_name('zu-top-add-question')
print(input.id)
print(input.location)
print(input.tag_name)
print(input.size)

这里首先获得 “提问” 按钮这个节点，然后调用其 id、location、tag_name、size 属性来获取对应的属性值。

4.切换 Frame

网页中有一种节点叫作 iframe，也就是子 Frame，相当于页面的子页面，它的结构和外部网页的结构完全一致。Selenium 打开页面后，它默认是在父级 Frame 里面操作，而此时如果页面中还有子 Frame，它是不能获取到子 Frame 里面的节点的。这时就需要使用 switch_to.frame() 方法来切换 Frame

5.前进后退

import time
from selenium import webdriver
from selenium.common.exceptions import NoSuchElementException

browser = webdriver.Chrome()
url = 'http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable'
browser.get(url)
browser.switch_to.frame('iframeResult')
try:
    logo = browser.find_element_by_class_name('logo')
except NoSuchElementException:
    print('NO LOGO')
browser.switch_to.parent_frame()
logo = browser.find_element_by_class_name('logo')
print(logo)
print(logo.text)

首先通过 switch_to.frame() 方法切换到子 Frame 里面，然后尝试获取子 Frame 里的 logo 节点（这是不能找到的），如果找不到的话，就会抛出 NoSuchElementException 异常，异常被捕捉之后，就会输出 NO LOGO。接下来，重新切换回父级 Frame，然后再次重新获取节点，发现此时可以成功获取了。

所以，当页面中包含子 Frame 时，如果想获取子 Frame 中的节点，需要先调用 switch_to.frame() 方法切换到对应的 Frame，然后再进行操作。

6.延时等待

在 Selenium 中，get() 方法会在网页框架加载结束后结束执行，此时如果获取 page_source，可能并不是浏览器完全加载完成的页面，如果某些页面有额外的 Ajax 请求，我们在网页源代码中也不一定能成功获取到。所以，这里需要延时等待一定时间，确保节点已经加载出来。

这里等待的方式有两种：

隐式等待
当使用隐式等待执行测试的时候，如果 Selenium 没有在 DOM 中找到节点，将继续等待，超出设定时间后，则抛出找不到节点的异常。换句话说，当查找节点而节点并没有立即出现的时候，隐式等待将等待一段时间再查找 DOM，默认的时间是 0。

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.implicitly_wait(10)
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
input = browser.find_element_by_class_name('zu-top-add-question')
print(input)

在这里我们用 implicitly_wait() 方法实现了隐式等待。

显式等待
隐式等待的效果其实并没有那么好，因为我们只规定了一个固定时间，而页面的加载时间会受到网络条件的影响。
这里还有一种更合适的显式等待方法，它指定要查找的节点，然后指定一个最长等待时间。如果在规定时间内加载出来了这个节点，就返回查找的节点；如果到了规定时间依然没有加载出该节点，则抛出超时异常。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By
from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com/')
wait = WebDriverWait(browser, 10)
input = wait.until(EC.presence_of_element_located((By.ID, 'q')))
button = wait.until(EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '.btn-search')))
print(input, button)

这里首先引入 WebDriverWait 这个对象，指定最长等待时间，然后调用它的 until() 方法，传入要等待条件 expected_conditions。比如，这里传入了 presence_of_element_located 这个条件，代表节点出现的意思，其参数是节点的定位元组，也就是 ID 为 q 的节点搜索框。

这样可以做到的效果就是，在 10 秒内如果 ID 为 q 的节点（即搜索框）成功加载出来，就返回该节点；如果超过 10 秒还没有加载出来，就抛出异常。

对于按钮，可以更改一下等待条件，比如改为 element_to_be_clickable，也就是可点击，所以查找按钮时查找 CSS 选择器为.btn-search 的按钮，如果 10 秒内它是可点击的，也就是成功加载出来了，就返回这个按钮节点；如果超过 10 秒还不可点击，也就是没有加载出来，就抛出异常。
关于等待条件，其实还有很多，比如判断标题内容，判断某个节点内是否出现了某文字等。

title_is 标题是某内容
title_contains 标题包含某内容
presence_of_element_located 节点加载出，传入定位元组，如 (By.ID, ‘p’)
visibility_of_element_located 节点可见，传入定位元组
visibility_of 可见，传入节点对象
presence_of_all_elements_located 所有节点加载出
text_to_be_present_in_element 某个节点文本包含某文字
text_to_be_present_in_element_value 某个节点值包含某文字
frame_to_be_available_and_switch_to_it frame 加载并切换
invisibility_of_element_located 节点不可见 element_to_be_clickable 节点可点击
staleness_of 判断一个节点是否仍在 DOM，可判断页面是否已经刷新
element_to_be_selected 节点可选择，传节点对象
element_located_to_be_selected 节点可选择，传入定位元组
element_selection_state_to_be 传入节点对象以及状态，相等返回 True，否则返回 False
element_located_selection_state_to_be 传入定位元组以及状态，相等返回 True，否则返回
False alert_is_present 是否出现 Alert
更多详细的等待条件的参数及用法介绍可以参考官方文档：http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.webdriver.support.expected_conditions

7.前进后退

平常使用浏览器时都有前进和后退功能，Selenium 也可以完成这个操作，它使用 back() 方法后退，使用 forward() 方法前进。

import time
from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com/')
browser.get('https://www.taobao.com/')
browser.get('https://www.python.org/')
browser.back()
time.sleep(1)
browser.forward()
browser.close()

这里我们连续访问 3 个页面，然后调用 back() 方法回到第二个页面，接下来再调用 forward() 方法又可以前进到第三个页面。

7.Cookies

使用 Selenium，还可以方便地对 Cookies 进行操作，例如获取、添加、删除 Cookies 等。

from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
print(browser.get_cookies())
browser.add_cookie({'name': 'name', 'domain': 'www.zhihu.com', 'value': 'germey'})
print(browser.get_cookies())
browser.delete_all_cookies()
print(browser.get_cookies())

首先，我们访问了知乎。加载完成后，浏览器实际上已经生成 Cookies 了。接着，调用 get_cookies() 方法获取所有的 Cookies。然后，我们添加一个 Cookie，这里传入一个字典，有 name、domain 和 value 等内容。接下来，再次获取所有的 Cookies。可以发现，结果就多了这一项新加的 Cookie。最后，调用 delete_all_cookies() 方法删除所有的 Cookies。再重新获取，发现结果就为空了。

8.选项卡管理

import time
from selenium import webdriver

browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com')
browser.execute_script('window.open()')
print(browser.window_handles)
browser.switch_to_window(browser.window_handles[1])
browser.get('https://www.taobao.com')
time.sleep(1)
browser.switch_to_window(browser.window_handles[0])
browser.get('https://python.org')

首先访问了百度，然后调用了 execute_script() 方法，这里传入 window.open() 这个 JavaScript 语句新开启一个选项卡。接下来，我们想切换到该选项卡。这里调用 window_handles 属性获取当前开启的所有选项卡，返回的是选项卡的代号列表。要想切换选项卡，只需要调用 switch_to_window() 方法即可，其中参数是选项卡的代号。这里我们将第二个选项卡代号传入，即跳转到第二个选项卡，接下来在第二个选项卡下打开一个新页面，然后切换回第一个选项卡重新调用 switch_to_window() 方法，再执行其他操作即可。

9.异常处理

from selenium import webdriver
from selenium.common.exceptions import TimeoutException, NoSuchElementException

browser = webdriver.Chrome()
try:
    browser.get('https://www.baidu.com')
except TimeoutException:
    print('Time Out')
try:
    browser.find_element_by_id('hello')
except NoSuchElementException:
    print('No Element')
finally:
    browser.close()

这里我们使用 try except 来捕获各类异常。比如，我们对 find_element_by_id() 查找节点的方法捕获 NoSuchElementException 异常，这样一旦出现这样的错误，就进行异常处理，程序也不会中断了。

关于更多的异常类，可以参考官方文档：http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.common.exceptions。

YOUNGBC

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