Python Web Scraping - Einführung

Web Scraping ist ein automatischer Prozess zum Extrahieren von Informationen aus dem Web. In diesem Kapitel erhalten Sie eine detaillierte Vorstellung vom Web-Scraping, dem Vergleich mit dem Web-Crawlen und warum Sie sich für das Web-Scraping entscheiden sollten. Sie lernen auch die Komponenten und die Funktionsweise eines Web Scraper kennen.

Was ist Web Scraping?

Die Wörterbuchbedeutung des Wortes "Verschrotten" impliziert, dass etwas aus dem Web abgerufen wird. Hier stellen sich zwei Fragen: Was können wir aus dem Web bekommen und wie bekommen wir das?

Die Antwort auf die erste Frage lautet ‘data’. Daten sind für jeden Programmierer unverzichtbar und die Grundvoraussetzung für jedes Programmierprojekt ist die große Menge nützlicher Daten.

Die Antwort auf die zweite Frage ist etwas schwierig, da es viele Möglichkeiten gibt, Daten abzurufen. Im Allgemeinen erhalten wir möglicherweise Daten aus einer Datenbank oder Datendatei und anderen Quellen. Aber was ist, wenn wir eine große Datenmenge benötigen, die online verfügbar ist? Eine Möglichkeit, solche Daten abzurufen, besteht darin, die erforderlichen Daten manuell zu suchen (in einem Webbrowser wegzuklicken) und zu speichern (in eine Tabelle oder Datei kopieren). Diese Methode ist ziemlich langwierig und zeitaufwändig. Eine andere Möglichkeit, solche Daten abzurufen, ist die Verwendungweb scraping.

Web scraping, auch genannt web data mining oder web harvestingist der Prozess der Erstellung eines Agenten, der nützliche Informationen aus dem Web automatisch extrahieren, analysieren, herunterladen und organisieren kann. Mit anderen Worten, wir können sagen, dass die Web-Scraping-Software die Daten von Websites nicht manuell speichert, sondern automatisch Daten von mehreren Websites gemäß unseren Anforderungen lädt und extrahiert.

Ursprung des Web Scraping

Der Ursprung des Web-Scrapings ist das Screen-Scrapping, mit dem nicht webbasierte Anwendungen oder native Windows-Anwendungen integriert wurden. Ursprünglich wurde Screen Scraping vor der weit verbreiteten Nutzung des World Wide Web (WWW) verwendet, konnte jedoch das erweiterte WWW nicht vergrößern. Dies machte es notwendig, den Ansatz des Screen Scraping und die aufgerufene Technik zu automatisieren‘Web Scraping’ entstanden.

Web Crawling v / s Web Scraping

Die Begriffe Web Crawling und Scraping werden häufig synonym verwendet, da das Grundkonzept darin besteht, Daten zu extrahieren. Sie unterscheiden sich jedoch voneinander. Wir können den grundlegenden Unterschied zu ihren Definitionen verstehen.

Webcrawling wird im Wesentlichen verwendet, um die Informationen auf der Seite mithilfe von Bots, auch bekannt als Crawler, zu indizieren. Es wird auch genanntindexing. Auf der anderen Seite ist Web Scraping eine automatisierte Methode zum Extrahieren der Informationen mithilfe von Bots, auch bekannt als Scraper. Es wird auch genanntdata extraction.

Um den Unterschied zwischen diesen beiden Begriffen zu verstehen, schauen wir uns die nachstehende Vergleichstabelle an -

Web-Crawling Web Scraping
Bezieht sich auf das Herunterladen und Speichern des Inhalts einer großen Anzahl von Websites. Bezieht sich auf das Extrahieren einzelner Datenelemente aus der Website mithilfe einer ortsspezifischen Struktur.
Meistens in großem Maßstab. Kann in jeder Größenordnung implementiert werden.
Ergibt allgemeine Informationen. Ergibt spezifische Informationen.
Wird von großen Suchmaschinen wie Google, Bing, Yahoo verwendet. Googlebot ist ein Beispiel für einen Webcrawler. Die mithilfe von Web Scraping extrahierten Informationen können zur Replikation auf einer anderen Website oder zur Durchführung von Datenanalysen verwendet werden. Zum Beispiel können die Datenelemente Namen, Adresse, Preis usw. sein.

Verwendung von Web Scraping

Die Verwendungsmöglichkeiten und Gründe für die Verwendung von Web Scraping sind so endlos wie die Verwendungszwecke des World Wide Web. Web-Scraper können alles tun, wie Online-Lebensmittel bestellen, Online-Shopping-Websites für Sie scannen und Tickets für ein Match kaufen, sobald sie verfügbar sind usw., genau wie es ein Mensch tun kann. Einige der wichtigen Anwendungen des Web Scraping werden hier diskutiert -

  • E-commerce Websites - Web-Scraper können die Daten, die sich speziell auf den Preis eines bestimmten Produkts beziehen, von verschiedenen E-Commerce-Websites zum Vergleich sammeln.

  • Content Aggregators - Web-Scraping wird häufig von Inhaltsaggregatoren wie Nachrichtenaggregatoren und Jobaggregatoren verwendet, um ihren Benutzern aktualisierte Daten bereitzustellen.

  • Marketing and Sales Campaigns - Web-Scraper können verwendet werden, um Daten wie E-Mails, Telefonnummern usw. für Verkaufs- und Marketingkampagnen abzurufen.

  • Search Engine Optimization (SEO) - Web-Scraping wird häufig von SEO-Tools wie SEMRush, Majestic usw. verwendet, um Unternehmen mitzuteilen, wie sie für Suchbegriffe rangieren, die für sie wichtig sind.

  • Data for Machine Learning Projects - Das Abrufen von Daten für Projekte zum maschinellen Lernen hängt vom Web-Scraping ab.

Data for Research - Forscher können nützliche Daten für ihre Forschungsarbeit sammeln, indem sie durch diesen automatisierten Prozess Zeit sparen.

Komponenten eines Web Scraper

Ein Web Scraper besteht aus folgenden Komponenten:

Web Crawler-Modul

Eine sehr notwendige Komponente des Web Scraper, das Webcrawler-Modul, wird zum Navigieren auf der Zielwebsite verwendet, indem eine HTTP- oder HTTPS-Anforderung an die URLs gesendet wird. Der Crawler lädt die unstrukturierten Daten (HTML-Inhalte) herunter und übergibt sie an den Extraktor, das nächste Modul.

Extraktor

Der Extraktor verarbeitet den abgerufenen HTML-Inhalt und extrahiert die Daten in ein semistrukturiertes Format. Dies wird auch als Parser-Modul bezeichnet und verwendet verschiedene Parsing-Techniken wie regulärer Ausdruck, HTML-Parsing, DOM-Parsing oder künstliche Intelligenz für seine Funktion.

Modul zur Datenumwandlung und -bereinigung

Die oben extrahierten Daten sind nicht für die sofortige Verwendung geeignet. Es muss ein Reinigungsmodul durchlaufen, damit wir es verwenden können. Zu diesem Zweck können Methoden wie String-Manipulation oder regulärer Ausdruck verwendet werden. Beachten Sie, dass Extraktion und Transformation auch in einem einzigen Schritt durchgeführt werden können.

Speichermodul

Nach dem Extrahieren der Daten müssen wir sie gemäß unseren Anforderungen speichern. Das Speichermodul gibt die Daten in einem Standardformat aus, das in einer Datenbank oder einem JSON- oder CSV-Format gespeichert werden kann.

Arbeiten mit einem Web Scraper

Web Scraper kann als Software oder Skript definiert werden, mit der der Inhalt mehrerer Webseiten heruntergeladen und Daten daraus extrahiert werden.

Wir können die Funktionsweise eines Web-Scrapers in einfachen Schritten verstehen, wie in der obigen Abbildung gezeigt.

Schritt 1: Herunterladen von Inhalten von Webseiten

In diesem Schritt lädt ein Web-Scraper die angeforderten Inhalte von mehreren Webseiten herunter.

Schritt 2: Daten extrahieren

Die Daten auf Websites sind HTML und meist unstrukturiert. Daher analysiert und extrahiert Web Scraper in diesem Schritt strukturierte Daten aus den heruntergeladenen Inhalten.

Schritt 3: Speichern der Daten

Hier speichert und speichert ein Web-Scraper die extrahierten Daten in einem beliebigen Format wie CSV, JSON oder in einer Datenbank.

Schritt 4: Analysieren der Daten

Nachdem alle diese Schritte erfolgreich ausgeführt wurden, analysiert der Web Scraper die so erhaltenen Daten.