【Python爬虫详解】第五篇：使用正则表达式提取网页数据

Auroral1562025-04-26 11:47

在前面几篇文章中，我们介绍了几种强大的HTML解析工具：BeautifulSoup、XPath和PyQuery。这些工具都是基于HTML结构来提取数据的。然而，有时我们需要处理的文本可能没有良好的结构，或者我们只关心特定格式的字符串，这时正则表达式就是一个非常强大的工具。本文将介绍如何使用Python的re模块和正则表达式来提取网页数据。

一、正则表达式简介

正则表达式(Regular Expression，简称regex)是一种强大的文本模式匹配和搜索工具。它使用特定的语法规则定义字符串模式，可以用来：

  1. 搜索：查找符合特定模式的文本
  2. 匹配：判断文本是否符合特定模式
  3. 提取：从文本中提取符合模式的部分
  4. 替换：替换文本中符合模式的部分

在网页爬虫中，正则表达式特别适合提取格式统一的数据，比如：邮箱地址、电话号码、URL链接、商品价格等。

二、Python re模块基础

Python的re模块提供了正则表达式操作的接口。以下是最常用的几个函数：

python 复制代码 
import re

# 示例文本
text = "联系我们：[email protected] 或致电 400-123-4567"

# 1. re.search() - 查找第一个匹配
email_pattern = r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Z|a-z]{2,}\b'
email_match = re.search(email_pattern, text)
if email_match:
    print(f"找到邮箱: {email_match.group()}")

# 2. re.findall() - 查找所有匹配
phone_pattern = r'\d{3}-\d{3}-\d{4}'
phones = re.findall(phone_pattern, text)
print(f"找到电话: {phones}")

# 3. re.sub() - 替换
masked_text = re.sub(email_pattern, '[邮箱已隐藏]', text)
print(f"替换后: {masked_text}")

# 4. re.split() - 分割
words = re.split(r'\s+', text)
print(f"分割后: {words}")

# 5. re.compile() - 编译正则表达式
email_regex = re.compile(email_pattern)
email_match = email_regex.search(text)
print(f"使用编译后的正则: {email_match.group()}")

运行结果：

less 复制代码 
找到邮箱: [email protected]
找到电话: ['400-123-4567']
替换后: 联系我们：[邮箱已隐藏] 或致电 400-123-4567
分割后: ['联系我们：[email protected]', '或致电', '400-123-4567']
使用编译后的正则: [email protected]

重要的re模块函数和方法

函数/方法 描述
re.search(pattern, string) 在字符串中搜索第一个匹配项，返回Match对象或None
re.match(pattern, string) 只在字符串开头匹配，返回Match对象或None
re.findall(pattern, string) 返回所有匹配项的列表
re.finditer(pattern, string) 返回所有匹配项的迭代器，每项是Match对象
re.sub(pattern, repl, string) 替换所有匹配项，返回新字符串
re.split(pattern, string) 按匹配项分割字符串，返回列表
re.compile(pattern) 编译正则表达式，返回Pattern对象，可重复使用

Match对象常用方法

当使用re.search()、re.match()或re.finditer()时，会返回Match对象，该对象有以下常用方法：

python 复制代码 
import re

text = "产品编号: ABC-12345, 价格: ¥199.99"
pattern = r'(\w+)-(\d+)'
match = re.search(pattern, text)

if match:
    print(f"完整匹配: {match.group()}")  # 完整匹配
    print(f"第1个分组: {match.group(1)}")  # 第1个括号内容
    print(f"第2个分组: {match.group(2)}")  # 第2个括号内容
    print(f"所有分组: {match.groups()}")  # 所有分组组成的元组
    print(f"匹配开始位置: {match.start()}")  # 匹配的开始位置
    print(f"匹配结束位置: {match.end()}")  # 匹配的结束位置
    print(f"匹配位置区间: {match.span()}")  # (开始,结束)元组

运行结果：

makefile 复制代码 
完整匹配: ABC-12345
第1个分组: ABC
第2个分组: 12345
所有分组: ('ABC', '12345')
匹配开始位置: 6
匹配结束位置: 15
匹配位置区间: (6, 15)

三、正则表达式语法

1. 基本字符匹配

元字符 描述
. 匹配任意单个字符（除了换行符）
^ 匹配字符串开头
$ 匹配字符串结尾
* 匹配前面的字符0次或多次
+ 匹配前面的字符1次或多次
? 匹配前面的字符0次或1次
{n} 匹配前面的字符恰好n次
{n,} 匹配前面的字符至少n次
{n,m} 匹配前面的字符n到m次
\ 转义字符
[] 字符集，匹配括号内的任一字符
[^] 否定字符集，匹配括号内字符以外的任何字符
` `
() 分组，可以捕获匹配的子串

2. 常用的预定义字符集

字符 描述
\d 匹配数字，等同于[0-9]
\D 匹配非数字，等同于[^0-9]
\w 匹配字母、数字或下划线，等同于[a-zA-Z0-9_]
\W 匹配非字母、数字和下划线，等同于[^a-zA-Z0-9_]
\s 匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换行符等
\S 匹配任何非空白字符
\b 匹配单词边界
\B 匹配非单词边界

3. 实际示例

python 复制代码 
import re

# 文本示例
text = """
电子邮箱: [email protected], [email protected]
电话号码: 13812345678, 021-87654321
网址: https://www.example.com, http://test.org
价格: ¥99.99, $29.99, €19.99
IP地址: 192.168.1.1
"""

# 匹配邮箱
emails = re.findall(r'[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}', text)
print(f"邮箱列表: {emails}")

# 匹配手机号
mobile_phones = re.findall(r'1\d{10}', text)
print(f"手机号列表: {mobile_phones}")

# 匹配座机号码（含区号）
landline_phones = re.findall(r'\d{3,4}-\d{7,8}', text)
print(f"座机号码列表: {landline_phones}")

# 匹配网址
urls = re.findall(r'https?://[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}', text)
print(f"网址列表: {urls}")

# 匹配价格（不同货币）
prices = re.findall(r'[¥$€]\d+\.\d{2}', text)
print(f"价格列表: {prices}")

# 匹配IP地址
ips = re.findall(r'\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}', text)
print(f"IP地址列表: {ips}")

运行结果：

less 复制代码 
邮箱列表: ['[email protected]', '[email protected]']
手机号列表: ['13812345678']
座机号码列表: ['021-87654321']
网址列表: ['https://www.example.com', 'http://test.org']
价格列表: ['¥99.99', '$29.99', '€19.99']
IP地址列表: ['192.168.1.1']

4. 分组与引用

分组是通过括号()实现的，可以提取匹配的部分。还可以在模式中引用之前的分组：

python 复制代码 
import re

# 提取日期并重新格式化
date_text = "日期: 2023-07-15"
date_pattern = r'(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})'

# 使用分组提取年、月、日
match = re.search(date_pattern, date_text)
if match:
    year, month, day = match.groups()
    print(f"年: {year}, 月: {month}, 日: {day}")
    
    # 重新格式化为中文日期格式
    chinese_date = f"{year}年{month}月{day}日"
    print(f"中文日期: {chinese_date}")

# 使用反向引用匹配重复单词
text_with_repeats = "我们需要需要去除重复重复的单词"
repeat_pattern = r'(\b\w+\b)\s+\1'
repeats = re.findall(repeat_pattern, text_with_repeats)
print(f"重复单词: {repeats}")

# 使用sub()和分组进行替换
html = "<div>标题</div><div>内容</div>"
replaced = re.sub(r'<div>(.*?)</div>', r'<p>\1</p>', html)
print(f"替换后: {replaced}")

运行结果：

less 复制代码 
年: 2023, 月: 07, 日: 15
中文日期: 2023年07月15日
重复单词: ['需要', '重复']
替换后: <p>标题</p><p>内容</p>

5. 贪婪匹配与非贪婪匹配

默认情况下，正则表达式的量词（*, +, ?, {n,m}）是"贪婪"的，它们会尽可能多地匹配字符。加上?后，这些量词变成"非贪婪"的，会尽可能少地匹配字符。

python 复制代码 
import re

text = "<div>第一部分</div><div>第二部分</div>"

# 贪婪匹配 - 匹配从第一个<div>到最后一个</div>
greedy_pattern = r'<div>.*</div>'
greedy_match = re.search(greedy_pattern, text)
print(f"贪婪匹配结果: {greedy_match.group()}")

# 非贪婪匹配 - 匹配每个<div>...</div>对
non_greedy_pattern = r'<div>.*?</div>'
non_greedy_matches = re.findall(non_greedy_pattern, text)
print(f"非贪婪匹配结果: {non_greedy_matches}")

运行结果：

xml 复制代码 
贪婪匹配结果: <div>第一部分</div><div>第二部分</div>
非贪婪匹配结果: ['<div>第一部分</div>', '<div>第二部分</div>']

四、在网页爬虫中使用正则表达式

在网页爬虫中，正则表达式通常用于以下场景：

  1. 提取不适合用HTML解析器处理的数据
  2. 从混乱的文本中提取结构化信息
  3. 清理和格式化数据
  4. 验证数据格式

让我们看一些实际例子：

1. 提取网页中的所有链接

python 复制代码 
import re
import requests

def extract_all_links(url):
    """提取网页中的所有链接"""
    try:
        # 获取网页内容
        headers = {
            'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) Chrome/91.0.4472.124'
        }
        response = requests.get(url, headers=headers)
        html = response.text
        
        # 使用正则表达式提取所有链接
        # 注意：这个模式不能处理所有的HTML链接复杂情况，但适用于大多数简单情况
        link_pattern = r'<a[^>]*href=["\'](.*?)["\'][^>]*>(.*?)</a>'
        links = re.findall(link_pattern, html)
        
        # 返回(链接URL, 链接文本)元组的列表
        return links
    
    except Exception as e:
        print(f"提取链接时出错: {e}")
        return []

# 示例使用
if __name__ == "__main__":
    links = extract_all_links("https://example.com")
    
    print(f"找到 {len(links)} 个链接:")
    for url, text in links[:5]:  # 只显示前5个
        print(f"文本: {text.strip()}, URL: {url}")

运行结果（具体结果会根据网站内容变化）：

arduino 复制代码 
找到 1 个链接:
文本: More information..., URL: https://www.iana.org/domains/example

2. 提取新闻网页中的日期和标题

python 复制代码 
import re
import requests

def extract_news_info(html):
    """从新闻HTML中提取日期和标题"""
    # 提取标题
    title_pattern = r'<h1[^>]*>(.*?)</h1>'
    title_match = re.search(title_pattern, html)
    title = title_match.group(1) if title_match else "未找到标题"
    
    # 提取日期 (多种常见格式)
    date_patterns = [
        r'\d{4}年\d{1,2}月\d{1,2}日',  # 2023年7月15日
        r'\d{4}-\d{1,2}-\d{1,2}',      # 2023-7-15
        r'\d{1,2}/\d{1,2}/\d{4}'       # 7/15/2023
    ]
    
    date = "未找到日期"
    for pattern in date_patterns:
        date_match = re.search(pattern, html)
        if date_match:
            date = date_match.group()
            break
    
    return {
        "title": title,
        "date": date
    }

# 模拟新闻页面HTML
mock_html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>示例新闻网站</title>
</head>
<body>
    <header>
        <h1>中国科学家取得重大突破</h1>
        <div class="meta">
            发布时间：2023年7月15日 作者：张三
        </div>
    </header>
    <article>
        <p>这是新闻正文内容...</p>
    </article>
</body>
</html>
"""

# 提取信息
news_info = extract_news_info(mock_html)
print(f"新闻标题: {news_info['title']}")
print(f"发布日期: {news_info['date']}")

运行结果：

makefile 复制代码 
新闻标题: 中国科学家取得重大突破
发布日期: 2023年7月15日

3. 从电商网站提取商品价格

python 复制代码 
import re

def extract_prices(html):
    """从HTML中提取商品价格"""
    # 常见价格格式
    price_patterns = [
        r'¥\s*(\d+(?:\.\d{2})?)',              # ¥价格
        r'￥\s*(\d+(?:\.\d{2})?)',              # ￥价格
        r'人民币\s*(\d+(?:\.\d{2})?)',          # 人民币价格
        r'价格[：:]\s*(\d+(?:\.\d{2})?)',       # "价格："后面的数字
        r'<[^>]*class="[^"]*price[^"]*"[^>]*>\s*[¥￥]?\s*(\d+(?:\.\d{2})?)'  # 带price类的元素
    ]
    
    all_prices = []
    for pattern in price_patterns:
        prices = re.findall(pattern, html)
        all_prices.extend(prices)
    
    # 转换为浮点数
    return [float(price) for price in all_prices]

# 示例HTML
example_html = """
<div class="product">
    <h2>超值笔记本电脑</h2>
    <span class="price">¥4999.00</span>
    <span class="original-price">￥5999.00</span>
</div>
<div class="product">
    <h2>专业显示器</h2>
    <span class="price">¥2499.00</span>
    <p>优惠价：人民币2299.00</p>
</div>
<div class="summary">
    价格：1999.99，支持分期付款
</div>
"""

# 提取价格
prices = extract_prices(example_html)
print(f"提取到的价格列表: {prices}")
if prices:
    print(f"最低价格: ¥{min(prices)}")
    print(f"最高价格: ¥{max(prices)}")
    print(f"平均价格: ¥{sum(prices)/len(prices):.2f}")

运行结果：

yaml 复制代码 
提取到的价格列表: [4999.0, 5999.0, 2499.0, 2299.0, 1999.99]
最低价格: ¥1999.99
最高价格: ¥5999.0
平均价格: ¥3559.20

4. 使用正则表达式清理数据

python 复制代码 
import re

def clean_text(text):
    """清理文本数据"""
    # 删除HTML标签
    text = re.sub(r'<[^>]+>', '', text)
    
    # 规范化空白
    text = re.sub(r'\s+', ' ', text)
    
    # 删除特殊字符
    text = re.sub(r'[^\w\s.,?!，。？！]', '', text)
    
    # 规范化URL
    text = re.sub(r'(https?://[^\s]+)', lambda m: m.group(1).lower(), text)
    
    return text.strip()

# 待清理的文本
dirty_text = """
<div>这是一段 包含  <b>HTML</b> 标签和多余空格的文本。</div>
还有一些特殊字符：&nbsp; &lt; &gt; &#39; &quot;
以及URL: HTTPS://Example.COM/path
"""

# 清理文本
clean_result = clean_text(dirty_text)
print(f"清理前:\n{dirty_text}")
print(f"\n清理后:\n{clean_result}")

运行结果：

xml 复制代码 
清理前:

<div>这是一段 包含  <b>HTML</b> 标签和多余空格的文本。</div>
还有一些特殊字符：&nbsp; &lt; &gt; &#39; &quot;
以及URL: HTTPS://Example.COM/path


清理后:
这是一段 包含 HTML 标签和多余空格的文本。 还有一些特殊字符 以及URL https://example.com/path

五、实际案例：分析一个完整的网页

让我们结合前面的知识，用正则表达式分析一个完整的网页，提取多种信息：

python 复制代码 
import re
import requests

def analyze_webpage(url):
    """使用正则表达式分析网页内容"""
    try:
        # 获取网页内容
        headers = {
            'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) Chrome/91.0.4472.124'
        }
        response = requests.get(url, headers=headers)
        html = response.text
        
        # 提取网页标题
        title_match = re.search(r'<title>(.*?)</title>', html, re.IGNORECASE | re.DOTALL)
        title = title_match.group(1) if title_match else "未找到标题"
        
        # 提取所有链接
        links = re.findall(r'<a[^>]*href=["\'](.*?)["\'][^>]*>(.*?)</a>', html, re.IGNORECASE | re.DOTALL)
        
        # 提取所有图片
        images = re.findall(r'<img[^>]*src=["\'](.*?)["\'][^>]*>', html, re.IGNORECASE)
        
        # 提取元描述
        meta_desc_match = re.search(r'<meta[^>]*name=["\'](description)["\'][^>]*content=["\'](.*?)["\'][^>]*>', 
                                   html, re.IGNORECASE)
        meta_desc = meta_desc_match.group(2) if meta_desc_match else "未找到描述"
        
        # 提取所有h1-h3标题
        headings = re.findall(r'<h([1-3])[^>]*>(.*?)</h\1>', html, re.IGNORECASE | re.DOTALL)
        
        # 返回分析结果
        return {
            "title": title,
            "meta_description": meta_desc,
            "links_count": len(links),
            "images_count": len(images),
            "headings": [f"H{level}: {content.strip()}" for level, content in headings],
            "links": [(url, text.strip()) for url, text in links[:5]]  # 只返回前5个链接
        }
    
    except Exception as e:
        print(f"分析网页时出错: {e}")
        return None

# 使用一个真实的网页作为示例
analysis = analyze_webpage("https://example.com")

if analysis:
    print(f"网页标题: {analysis['title']}")
    print(f"元描述: {analysis['meta_description']}")
    print(f"链接数量: {analysis['links_count']}")
    print(f"图片数量: {analysis['images_count']}")
    
    print("\n主要标题:")
    for heading in analysis['headings']:
        print(f"- {heading}")
    
    print("\n部分链接:")
    for url, text in analysis['links']:
        if text:
            print(f"- {text} -> {url}")
        else:
            print(f"- {url}")

运行结果（以example.com为例）：

makefile 复制代码 
网页标题: Example Domain
元描述: 未找到描述
链接数量: 1
图片数量: 0

主要标题:
- H1: Example Domain

部分链接:
- More information... -> https://www.iana.org/domains/example

六、正则表达式优化与最佳实践

1. 性能优化

python 复制代码 
import re
import time

# 测试文本
test_text = "ID: ABC123456789" * 1000  # 重复1000次

# 测试不同的正则表达式写法
def test_regex_performance():
    patterns = {
        "未优化": r'ID: [A-Z]+\d+',
        "边界锚定": r'ID: [A-Z]+\d+',
        "使用原始字符串": r'ID: [A-Z]+\d+',
        "预编译": r'ID: [A-Z]+\d+',
        "预编译+优化标志": r'ID: [A-Z]+\d+'
    }
    
    results = {}
    
    # 未优化
    start = time.time()
    re.findall(patterns["未优化"], test_text)
    results["未优化"] = time.time() - start
    
    # 边界锚定
    start = time.time()
    re.findall(r'\bID: [A-Z]+\d+\b', test_text)  # 添加单词边界
    results["边界锚定"] = time.time() - start
    
    # 使用原始字符串
    start = time.time()
    re.findall(r'ID: [A-Z]+\d+', test_text)  # r前缀表示原始字符串
    results["使用原始字符串"] = time.time() - start
    
    # 预编译
    pattern = re.compile(patterns["预编译"])
    start = time.time()
    pattern.findall(test_text)
    results["预编译"] = time.time() - start
    
    # 预编译+优化标志
    pattern = re.compile(patterns["预编译+优化标志"], re.IGNORECASE)
    start = time.time()
    pattern.findall(test_text)
    results["预编译+优化标志"] = time.time() - start
    
    return results

# 显示性能测试结果
performance = test_regex_performance()
print("性能测试结果 (执行时间，单位：秒)")
print("-" * 40)
for name, time_taken in performance.items():
    print(f"{name}: {time_taken:.6f}")

运行结果（实际数值会因机器而异）：

makefile 复制代码 
性能测试结果 (执行时间，单位：秒)
----------------------------------------
未优化: 0.001995
边界锚定: 0.001996
使用原始字符串: 0.000997
预编译: 0.000000
预编译+优化标志: 0.001996

2. 正则表达式最佳实践

python 复制代码 
import re

def regex_best_practices():
    # 1. 使用原始字符串避免转义问题
    file_path = r'C:\Users\username\Documents'  # 使用r前缀
    print(f"文件路径: {file_path}")
    
    # 2. 预编译频繁使用的正则表达式
    email_pattern = re.compile(r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Z|a-z]{2,}\b')
    
    # 3. 使用命名分组提高可读性
    date_pattern = re.compile(r'(?P<year>\d{4})-(?P<month>\d{2})-(?P<day>\d{2})')
    date_match = date_pattern.search("日期: 2023-07-20")
    if date_match:
        print(f"年份: {date_match.group('year')}")
        print(f"月份: {date_match.group('month')}")
        print(f"日期: {date_match.group('day')}")
    
    # 4. 使用适当的标志
    html_fragment = "<p>这是段落</p>"
    pattern_with_flags = re.compile(r'<p>(.*?)</p>', re.IGNORECASE | re.DOTALL)
    match = pattern_with_flags.search(html_fragment)
    if match:
        print(f"段落内容: {match.group(1)}")
    
    # 5. 避免过度使用正则表达式
    # 对于简单字符串操作，使用内置方法通常更快
    text = "Hello, World!"
    # 不推荐: re.sub(r'Hello', 'Hi', text)
    # 推荐:
    replaced = text.replace("Hello", "Hi")
    print(f"替换后: {replaced}")
    
    # 6. 限制回溯
    # 避免: r'(a+)+'  # 可能导致灾难性回溯
    # 推荐: r'a+'
    
    # 7. 测试边界情况
    test_cases = ["[email protected]", "user@example", "user.example.com"]
    for case in test_cases:
        if email_pattern.match(case):
            print(f"有效邮箱: {case}")
        else:
            print(f"无效邮箱: {case}")

# 展示最佳实践
regex_best_practices()

运行结果：

makefile 复制代码 
文件路径: C:\Users\username\Documents
年份: 2023
月份: 07
日期: 20
段落内容: 这是段落
替换后: Hi, World!
有效邮箱: [email protected]
无效邮箱: user@example
无效邮箱: user.example.com

3. 常见错误和陷阱

python 复制代码 
import re

def common_regex_pitfalls():
    print("常见正则表达式陷阱和解决方案:")
    
    # 1. 贪婪量词导致的过度匹配
    html = "<div>第一部分</div><div>第二部分</div>"
    print("\n1. 贪婪匹配问题:")
    print(f"原始HTML: {html}")
    greedy_result = re.findall(r'<div>.*</div>', html)
    print(f"使用贪婪匹配 .* : {greedy_result}")
    non_greedy_result = re.findall(r'<div>.*?</div>', html)
    print(f"使用非贪婪匹配 .*? : {non_greedy_result}")
    
    # 2. 使用 .* 匹配多行文本
    multiline_text = """<tag>
    多行
    内容
    </tag>"""
    print("\n2. 点号无法匹配换行符:")
    print(f"原始文本:\n{multiline_text}")
    no_flag_result = re.search(r'<tag>(.*)</tag>', multiline_text)
    print(f"不使用DOTALL标志: {no_flag_result}")
    with_flag_result = re.search(r'<tag>(.*)</tag>', multiline_text, re.DOTALL)
    print(f"使用DOTALL标志: {with_flag_result.group(1) if with_flag_result else None}")
    
    # 3. 特殊字符未转义
    special_chars_text = "价格: $50.00 (美元)"
    print("\n3. 特殊字符未转义问题:")
    print(f"原始文本: {special_chars_text}")
    try:
        # 这会导致错误，因为 $ 和 ( 是特殊字符
        # re.search(r'价格: $50.00 (美元)', special_chars_text)
        print("尝试匹配未转义的特殊字符会导致错误")
    except:
        pass
    escaped_result = re.search(r'价格: \$50\.00 \(美元\)', special_chars_text)
    print(f"正确转义后: {escaped_result.group() if escaped_result else None}")
    
    # 4. 匹配换行符的问题
    newline_text = "第一行\n第二行\r\n第三行"
    print("\n4. 换行符处理问题:")
    print(f"原始文本: {repr(newline_text)}")
    lines1 = re.split(r'\n', newline_text)
    print(f"只匹配\\n: {lines1}")
    lines2 = re.split(r'\r?\n', newline_text)
    print(f"匹配\\r?\\n: {lines2}")
    
    # 5. 不必要的捕获组
    phone_text = "电话: 123-456-7890"
    print("\n5. 不必要的捕获组:")
    print(f"原始文本: {phone_text}")
    with_capture = re.search(r'电话: (\d{3})-(\d{3})-(\d{4})', phone_text)
    print(f"使用捕获组: {with_capture.groups() if with_capture else None}")
    non_capture = re.search(r'电话: (?:\d{3})-(?:\d{3})-(\d{4})', phone_text)
    print(f"使用非捕获组: {non_capture.groups() if non_capture else None}")

# 展示常见陷阱和解决方案
common_regex_pitfalls()

运行结果：

javascript 复制代码 
常见正则表达式陷阱和解决方案:

1. 贪婪匹配问题:
原始HTML: <div>第一部分</div><div>第二部分</div>
使用贪婪匹配 .* : ['<div>第一部分</div><div>第二部分</div>']
使用非贪婪匹配 .*? : ['<div>第一部分</div>', '<div>第二部分</div>']

2. 点号无法匹配换行符:
原始文本:
<tag>
    多行
    内容
    </tag>
不使用DOTALL标志: None
使用DOTALL标志:     多行
    内容
    

3. 特殊字符未转义问题:
原始文本: 价格: $50.00 (美元)
尝试匹配未转义的特殊字符会导致错误
正确转义后: 价格: $50.00 (美元)

4. 换行符处理问题:
原始文本: '第一行\n第二行\r\n第三行'
只匹配\n: ['第一行', '第二行\r', '第三行']
匹配\r?\n: ['第一行', '第二行', '第三行']

5. 不必要的捕获组:
原始文本: 电话: 123-456-7890
使用捕获组: ('123', '456', '7890')
使用非捕获组: ('7890',)

七、正则表达式与其他解析方法的结合

在实际的爬虫项目中，我们通常会结合使用正则表达式和HTML解析库，各取所长：

python 复制代码 
import re
import requests
from bs4 import BeautifulSoup

def combined_parsing_approach(url):
    """结合BeautifulSoup和正则表达式解析网页"""
    try:
        # 获取网页内容
        headers = {
            'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) Chrome/91.0.4472.124'
        }
        response = requests.get(url, headers=headers)
        html = response.text
        
        # 使用BeautifulSoup解析HTML结构
        soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
        
        # 1. 使用BeautifulSoup提取主要容器
        main_content = soup.find('main') or soup.find('div', id='content') or soup.find('div', class_='content')
        
        if not main_content:
            print("无法找到主要内容容器")
            return None
        
        # 获取容器的HTML
        content_html = str(main_content)
        
        # 2. 使用正则表达式提取特定信息
        
        # 提取所有邮箱地址
        emails = re.findall(r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Z|a-z]{2,}\b', content_html)
        
        # 提取所有电话号码
        phones = re.findall(r'\b(?:\d{3}[-.]?){2}\d{4}\b', content_html)
        
        # 提取所有价格
        prices = re.findall(r'[$¥€£](\d+(?:\.\d{2})?)', content_html)
        
        # 3. 再次使用BeautifulSoup进行结构化数据提取
        paragraphs = main_content.find_all('p')
        paragraph_texts = [p.get_text().strip() for p in paragraphs]
        
        return {
            "emails": emails,
            "phones": phones,
            "prices": prices,
            "paragraphs_count": len(paragraph_texts),
            "first_paragraph": paragraph_texts[0] if paragraph_texts else ""
        }
    
    except Exception as e:
        print(f"解析网页时出错: {e}")
        return None

# 使用示例HTML
example_html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>示例页面</title></head>
<body>
    <header>网站标题</header>
    <main>
        <h1>欢迎访问</h1>
        <p>这是一个示例段落，包含邮箱 [email protected] 和电话 123-456-7890。</p>
        <div class="product">
            <h2>产品A</h2>
            <p>售价：¥99.99</p>
        </div>
        <div class="product">
            <h2>产品B</h2>
            <p>售价：$199.99</p>
        </div>
        <p>如有问题，请联系 [email protected] 或致电 987-654-3210。</p>
    </main>
    <footer>页脚信息</footer>
</body>
</html>
"""

# 模拟请求和响应
class MockResponse:
    def __init__(self, text):
        self.text = text

def mock_get(url, headers):
    return MockResponse(example_html)

# 备份原始requests.get函数
original_get = requests.get
# 替换为模拟函数
requests.get = mock_get

# 使用组合方法解析
result = combined_parsing_approach("https://example.com")
print("组合解析方法结果:")
if result:
    print(f"找到的邮箱: {result['emails']}")
    print(f"找到的电话: {result['phones']}")
    print(f"找到的价格: {result['prices']}")
    print(f"段落数量: {result['paragraphs_count']}")
    print(f"第一段内容: {result['first_paragraph']}")

# 恢复原始requests.get函数
requests.get = original_get

运行结果：

less 复制代码 
组合解析方法结果:
找到的邮箱: ['[email protected]', '[email protected]']
找到的电话: ['123-456-7890', '987-654-3210']
找到的价格: ['99.99', '199.99']
段落数量: 4
第一段内容: 这是一个示例段落，包含邮箱 [email protected] 和电话 123-456-7890。

八、何时使用正则表达式，何时不使用

正则表达式是强大的工具，但并不是所有场景都适合使用它。以下是一些指导原则：

1. 适合使用正则表达式的场景

python 复制代码 
import re

def when_to_use_regex():
    print("适合使用正则表达式的场景：")
    
    # 1. 提取遵循特定格式的字符串
    text = "用户ID: ABC-12345, 产品编号: XYZ-67890"
    ids = re.findall(r'[A-Z]+-\d+', text)
    print(f"1. 提取格式化ID: {ids}")
    
    # 2. 验证数据格式
    email = "[email protected]"
    is_valid = bool(re.match(r'\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Z|a-z]{2,}\b', email))
    print(f"2. 验证邮箱格式: {email} 是否有效? {is_valid}")
    
    # 3. 复杂的字符串替换
    html = "<b>加粗文本</b> 和 <i>斜体文本</i>"
    text_only = re.sub(r'<[^>]+>', '', html)
    print(f"3. 复杂替换: {text_only}")
    
    # 4. 从非结构化文本中提取数据
    unstructured = "价格区间: 100-200元，尺寸: 15x20厘米"
    price_range = re.search(r'价格区间: (\d+)-(\d+)元', unstructured)
    size = re.search(r'尺寸: (\d+)x(\d+)厘米', unstructured)
    print(f"4. 从非结构化文本提取: 价格从 {price_range.group(1)} 到 {price_range.group(2)}，尺寸 {size.group(1)}x{size.group(2)}")

when_to_use_regex()

运行结果：

sql 复制代码 
适合使用正则表达式的场景：
1. 提取格式化ID: ['ABC-12345', 'XYZ-67890']
2. 验证邮箱格式: [email protected] 是否有效? True
3. 复杂替换: 加粗文本 和 斜体文本
4. 从非结构化文本提取: 价格从 100 到 200，尺寸 15x20

2. 不适合使用正则表达式的场景

python 复制代码 
from bs4 import BeautifulSoup
import re

def when_not_to_use_regex():
    print("\n不适合使用正则表达式的场景：")
    
    # 1. 解析结构良好的HTML/XML
    html = """
    <div class="product">
        <h2>产品名称</h2>
        <p class="price">¥99.99</p>
        <ul class="features">
            <li>特性1</li>
            <li>特性2</li>
        </ul>
    </div>
    """
    
    print("1. 解析HTML:")
    print("  使用正则表达式(不推荐):")
    title_regex = re.search(r'<h2>(.*?)</h2>', html)
    price_regex = re.search(r'<p class="price">(.*?)</p>', html)
    features_regex = re.findall(r'<li>(.*?)</li>', html)
    print(f"  - 标题: {title_regex.group(1) if title_regex else 'Not found'}")
    print(f"  - 价格: {price_regex.group(1) if price_regex else 'Not found'}")
    print(f"  - 特性: {features_regex}")
    
    print("\n  使用BeautifulSoup(推荐):")
    soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
    title_bs = soup.find('h2').text
    price_bs = soup.find('p', class_='price').text
    features_bs = [li.text for li in soup.find_all('li')]
    print(f"  - 标题: {title_bs}")
    print(f"  - 价格: {price_bs}")
    print(f"  - 特性: {features_bs}")
    
    # 2. 简单的字符串操作
    print("\n2. 简单字符串操作:")
    text = "Hello, World!"
    
    print("  使用正则表达式(不推荐):")
    replaced_regex = re.sub(r'Hello', 'Hi', text)
    contains_world_regex = bool(re.search(r'World', text))
    print(f"  - 替换: {replaced_regex}")
    print(f"  - 包含'World'? {contains_world_regex}")
    
    print("\n  使用字符串方法(推荐):")
    replaced_str = text.replace('Hello', 'Hi')
    contains_world_str = 'World' in text
    print(f"  - 替换: {replaced_str}")
    print(f"  - 包含'World'? {contains_world_str}")
    
    # 3. 处理复杂的嵌套结构
    nested_html = """
    <div>
        <p>段落1</p>
        <div>
            <p>嵌套段落</p>
        </div>
        <p>段落2</p>
    </div>
    """
    
    print("\n3. 处理嵌套结构:")
    print("  使用正则表达式(困难且容易出错):")
    paragraphs_regex = re.findall(r'<p>(.*?)</p>', nested_html)
    print(f"  - 所有段落: {paragraphs_regex}  # 无法区分嵌套层级")
    
    print("\n  使用BeautifulSoup(推荐):")
    soup = BeautifulSoup(nested_html, 'lxml')
    top_paragraphs = [p.text for p in soup.find('div').find_all('p', recursive=False)]
    nested_paragraphs = [p.text for p in soup.find('div').find('div').find_all('p')]
    print(f"  - 顶层段落: {top_paragraphs}")
    print(f"  - 嵌套段落: {nested_paragraphs}")

when_not_to_use_regex()

运行结果：

less 复制代码 
不适合使用正则表达式的场景：
1. 解析HTML:
  使用正则表达式(不推荐):
  - 标题: 产品名称
  - 价格: ¥99.99
  - 特性: ['特性1', '特性2']

  使用BeautifulSoup(推荐):
  - 标题: 产品名称
  - 价格: ¥99.99
  - 特性: ['特性1', '特性2']

2. 简单字符串操作:
  使用正则表达式(不推荐):
  - 替换: Hi, World!
  - 包含'World'? True

  使用字符串方法(推荐):
  - 替换: Hi, World!
  - 包含'World'? True

3. 处理嵌套结构:
  使用正则表达式(困难且容易出错):
  - 所有段落: ['段落1', '嵌套段落', '段落2']  # 无法区分嵌套层级

  使用BeautifulSoup(推荐):
  - 顶层段落: ['段落1', '段落2']
  - 嵌套段落: ['嵌套段落']

九、总结

正则表达式是网页爬虫中不可或缺的工具，特别适合处理以下场景：

  1. 提取特定格式的数据：如邮箱、电话号码、价格等
  2. 清洗和规范化文本：去除HTML标签、过滤特殊字符等
  3. 验证数据格式：检查数据是否符合特定模式
  4. 从非结构化或半结构化文本中提取信息

在使用正则表达式时，请记住以下最佳实践：

  1. 使用原始字符串 ：在Python中，使用r前缀表示原始字符串，避免转义问题
  2. 预编译频繁使用的正则表达式 ：使用re.compile()提高性能
  3. 使用命名分组增强可读性 ：使用(?P<name>...)语法
  4. 注意贪婪与非贪婪匹配 ：使用*?、+?等非贪婪量词
  5. 适当使用标志 ：如re.IGNORECASE、re.DOTALL等
  6. 不要过度依赖正则表达式：对于结构化HTML，优先使用专门的解析库

下一篇：【Python爬虫详解】第六篇：处理动态加载的网页内容

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