1. 预备知识
   学习者需要预先掌握Python的数字类型、字符串类型、分支、循环、函数、列表类型、字典类型、文件和第三方库使用等概念和编程方法。

2. Python爬虫基本流程

a. 发送请求

使用http库向目标站点发起请求，即发送一个Request，Request包含：请求头、请求体等。

Request模块缺陷：不能执行JS 和CSS 代码。

b. 获取响应内容

如果requests的内容存在于目标服务器上，那么服务器会返回请求内容。

Response包含：html、Json字符串、图片，视频等。

c. 解析内容

对用户而言，就是寻找自己需要的信息。对于Python爬虫而言，就是利用正则表达式或者其他库提取目标信息。

解析html数据：正则表达式（RE模块），第三方解析库如Beautifulsoup，pyquery等

解析json数据：json模块

解析二进制数据:以wb的方式写入文件

d. 保存数据

解析得到的数据可以多种形式，如文本，音频，视频保存在本地。

数据库（MySQL，Mongdb、Redis）

文件

3. Requests库入门
   Requests是用python语言基于urllib编写的，采用的是Apache2 Licensed开源协议的HTTP库。

3.1 Requests库安装和测试
安装：

Win平台：以“管理员身份运行cmd”，执行 pip install requests

测试：

3.2 Requests库的7个主要方法
方法 说明
requests.request() 构造一个请求，支撑一下个方法的基础方法。
requests.get() 获取HTML网页的主要方法，对应HTTP的GET
requests.head() 获取HTML网页投信息的方法，对应HTTP的HEAD
requests.post() 向HTML网页提交POST请求的方法，对应HTTP的POST
requests.put() 向HTML网页提交PUT请求的方法，对应HTTP的PUT
requests.patch() 向HTML网页提交局部修改请求，对应HTTP的PATCH
requests.delete() 向HTML网页提交删除请求，对应HTTP的DELETE
带可选参数的请求方式：

requests.request(method,url,**kwargs)

method:请求方式，对应get/put/post等7种

url：获取页面的url链接

**kwargs：控制访问的参数，均为可选项，共以下13个

params：字典或字节系列，作为参数增加到url中

files：字典类型，传输文件

stream：True/False,默认为True，获取内容立即下载开关

verify：rue/False,默认为True，认证SSL证书开关

Cert：本地SSL证书路径

auth：元组类型，支持HTTP认证功能

3.3 Requests库的get()方法

3.4 Requests的Response对象
Response对象包含服务器返回的所有信息，也包含请求的Request信息

Response对象的属性

3.5 理解Response的编码

注意：编码为ISO-8859-1不支持编译中文，需要设置 r = encoding=“utf-8”

3.6 理解Requests库的异常
Requests库支持常见的6种连接异常

注意：网络连接有风险。异常处理很重要。raise_for_status()如果不等于200则产生异常requests.HTTPError。

3.7 爬取网页的通用代码框架
import requests
def getHTMLText(url):
try:
r = requests.get(url,timeout=30)
r.raise_for_status()
r.encoding = r.apparent_encoding
return r.text
except:
return “产生异常”

if name == “main”:
url = “http://www.baidu.com”
print(getHTMLText(url))
4. 网络爬虫的“盗亦有道”：Robots协议
robots是网站跟爬虫间的协议，robots.txt（统一小写）是一种存放于网站根目录下的ASCII编码的文本文件，它通常告诉网络搜索引擎的漫游器（又称网络蜘蛛），此网站中的哪些内容是不应被搜索引擎的漫游器获取的，哪些是可以被漫游器获取的。因为一些系统中的URL是大小写敏感的，所以robots.txt的文件名应统一为小写。robots.txt应放置于网站的根目录下。

网络爬虫的尺寸：

4.1 网络爬虫引发的问题
a. 网络爬虫的“性能”骚扰

web默认接受人类访问，由于网络爬虫的频繁访问会给服务器带来巨大的额资源开销。

b. 网络爬虫的法律风险

服务器上的数据有产权归属，网络爬虫获取数据牟利将带来法律风险

c. 网络爬虫的隐私泄露

网络爬虫可能具备突破简单控制访问的能力，获取被保护的数据从而泄露个人隐私。

4.2 网络爬虫限制
a. 来源审查：判断User-Agent进行限制

检查来访HTTP协议头的user-agent域，只响应浏览器或友好爬虫的访问

b. 发布公告：Robots协议

告知所有爬虫网站的爬取策略，要求遵守Robots协议

4.3 真实的Robots协议案例
京东的Robots协议：

https://www.jd.com/robots.txt

#注释，*代表所有，/代表根目录

4.4 robots协议的遵守方式
对robots协议的理解

自动或人工识别roboes.txt,z再进行内容爬取。

robots协议是建议但非约束性，网络爬虫可以补遵守，但存在法律风险。

原则：人类行为可以补参考robots协议，比如正常阅览网站，或者较少爬取网站频率。

5. Requests库网络爬虫实战
   5.1 京东商品页面爬取
   目标页面地址：https://item.jd.com/5089267.html
   

实例代码：

import requests
url = ‘https://item.jd.com/5089267.html’
try:
r = requests.get(url)
r.raise_for_status()
r.encoding =r.apparent_encoding
print(r.text[:1000])
except:
print(“爬取失败”)
结果：

5.2 当当网商品页面爬取
目标页面地址：http://product.dangdang.com/26487763.html

代码：

import requests
url = ‘http://product.dangdang.com/26487763.html’
try:
r = requests.get(url)
r.raise_for_status()
r.encoding =r.apparent_encoding
print(r.text[:1000])
except IOError as e:
print(str(e))
出现报错：

HTTPConnectionPool(host=‘127.0.0.1’, port=80): Max retries exceeded with url: /26487763.html (Caused by NewConnectionError(’<urllib3.connection.HTTPConnection object at 0x10fc390>: Failed to establish a new connection: [Errno 111] Connection refused’,))

报错原因：当当网拒绝不合理的浏览器访问。

查看初识的http请求头：

print(r.request.headers)

代码改进：构造合理的HTTP请求头

import requests
url = ‘http://product.dangdang.com/26487763.html’
try:
kv = {‘user-agent’:‘Mozilla/5.0’}
r = requests.get(url,headers=kv)
r.raise_for_status()
r.encoding =r.apparent_encoding
print(r.text[:1000])
except IOError as e:
print(str(e))
结果正常爬取：

5.3 百度360搜索引擎关键词提交
百度关键词接口：http://www.baidu.com/s?wd=keyword

代码实现：

import requests
keyword = “python”
try:
kv = {‘wd’:keyword}
r = requests.get(“http://www.baidu.com/s”,params=kv)
print(r.request.url)
r.raise_for_status()
print(len(r.text))
except IOError as e:
print(str(e))
执行结果：

360关键词接口：

http://www.so.com/s?q=keyword

代码实现：

import requests
keyword = “Linux”
try:
kv = {‘q’:keyword}
r = requests.get(“http://www.so.com/s”,params=kv)
print(r.request.url)
r.raise_for_status()
print(len(r.text))
except IOError as e:
print(str(e))
执行结果：

5.4 网络图片爬取和存储
网络图片链接的格式：

http://FQDN/picture.jpg

校花网：http://www.xiaohuar.com

选择一个图片地址：http://www.xiaohuar.com/d/file/20141116030511162.jpg

实现代码：

import requests
import os
url = “http://www.xiaohuar.com/d/file/20141116030511162.jpg”
dir = “D://pics//”
path = dir + url.split(’/’)[-1] #设置图片保存路径并以原图名名字命名
try:
if not os.path.exists(dir):
os.mkdir(dir)
if not os.path.exists(path):
r = requests.get(url)
with open(path,‘wb’) as f:
f.write(r.content)
f.close()
print(“文件保存成功”)
else:
print(“文件已存在”)
except IOError as e:
print(str(e))
查看图片已经存在：

5.5 ip地址归属地查询

ip地址归属地查询网站接口：http://www.ip138.com/ips138.asp?ip=

实现代码：

import requests
url = “http://www.ip38.com/ip.php?ip=”
try:
r = requests.get(url+‘104.193.88.77’)
r.raise_for_status()
r.encoding = r.apparent_encoding
print(r.text)
except IOError as e:
print(str(e))
5.5 有道翻译翻译表单提交
打开有道翻译，在开发者模式依次单击“Network”按钮和“XHR”按钮，找到翻译数据：

import requests
import json

def get_translate_date(word=None):
url = “http://fanyi.youdao.com/translate?smartresult=dict&smartresult=rule”
#post参数需要放在请求实体里，构建一个新字典
form_data = {‘i’: word,
‘from’: ‘AUTO’,
‘to’: ‘AUTO’,
‘smartresult’: ‘dict’,
‘client’: ‘fanyideskweb’,
‘salt’: ‘15569272902260’,
‘sign’: ‘b2781ea3e179798436b2afb674ebd223’,
‘ts’: ‘1556927290226’,
‘bv’: ‘94d71a52069585850d26a662e1bcef22’,
‘doctype’: ‘json’,
‘version’: ‘2.1’,
‘keyfrom’: ‘fanyi.web’,
‘action’: ‘FY_BY_REALTlME’
}
#请求表单数据
response = requests.post(url,data=form_data)
#将JSON格式字符串转字典
content = json.loads(response.text)
#打印翻译后的数据
print(content[‘translateResult’][0][0][‘tgt’])

if name == ‘main’:
word = input(“请输入你要翻译的文字：”)
get_translate_date(word)
执行结果：

6 Beautiful Soup库入门
6.1 简介
Beautiful Soup提供一些简单的、python式的函数用来处理导航、搜索、修改分析“标签树”等功能。它是一个工具箱，通过解析文档为用户提供需要抓取的数据，因为简单，所以不需要多少代码就可以写出一个完整的应用程序。
Beautiful Soup自动将输入文档转换为Unicode编码，输出文档转换为utf-8编码。你不需要考虑编码方式，除非文档没有指定一个编码方式，这时，Beautiful Soup就不能自动识别编码方式了。然后，你仅仅需要说明一下原始编码方式就可以了。
Beautiful Soup已成为和lxml、html6lib一样出色的python解释器，为用户灵活地提供不同的解析策略或强劲的速度。
6.2 Beautiful Soup安装
目前,Beautiful Soup的最新版本是4.x版本，之前的版本已经停止开发，这里推荐使用pip来安装，安装命令如下：
pip install beautifulsoup4

验证安装：
from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(‘

Hello

解析器

使用方法

条件

bs4的HTML解析器

BeautifulSoup(mk,‘html.parser’)

安装bs4库

lxml的HTML解析器

BeautifulSoup(mk,‘lxml’)

pip install lxml

lxml的XML解析器

BeautifulSoup(mk,‘xml’)

pip install lxml

html5lib的解析器

BeautifulSoup(mk,‘htmlslib’)

pip install html5lib

如果使用lxml,在初始化BeautifulSoup时，把第二个参数改为lxml即可：
from bs4 import BeautifulSoup
soup = BeautifulSoup(‘

Hello

基本元素

说明

Tag

标签，基本信息组织单元，分别用<>和</>标明开头和结尾

Name

标签的名字，

Attributes

标签的属性，字典形式组织，格式：.attrs

NavigableString

标签内非属性字符串，<>…<>中字符串，格式：.string

Comment

标签内字符串的注释部分，一种特殊的Comment类型

实例展示BeautifulSoup的基本用法：

\n \n The demo python introduces several python courses.\n \n

\n Python is a wonderful general-purpose programming language. You can learn Python from novice to professional by tracking the following courses:\n \n Basic Python\n \n and\n \n Advanced Python\n \n .\n

标签树的下行遍历

标签树的上行遍历：遍历所有先辈节点，包括soup本身

标签树的平行遍历：同一个父节点的各节点间

实例演示：
from bs4 import BeautifulSoup
import requests
demo = requests.get(“http://python123.io/ws/demo.html”).text
soup = BeautifulSoup(demo,“html.parser”)
#标签树的上行遍历
print(“遍历儿子节点：\n”)
for child in soup.body.children:
print(child)

print(“遍历子孙节点：\n”)
for child1 in soup.body.descendants:
print(child1)

print(soup.title.parent)
print(soup.html.parent)
for parent in soup.a.parents:
if parent is None:
print(parent)
else:
print(parent.name)
#标签树的平行遍历
print(soup.a.next_sibling)
print(soup.a.next_sibling.next_sibling)
print(soup.a.previous_sibling)
7 正则表达式
正则表达式是处理字符串的强大工具，它有自己特定的语法结构，实现字符串的检索、替换、匹配验证都可以。对于爬虫来说，

从HTML里提取想要的信息非常方便。python的re库提供了整个正则表达式的实现

7.1 案例引入
这里介绍一个正则表达式测试工具http://tool.oschina.net/regex，输入待匹配的文本，然选择常用的正则表达式，得到相应的匹配结果，

适合新手入门。这里输入：

hello,my phone is 18898566588 and email is david@gmail.com, and wen is https://www.cnblogs.com/wenwei-blog/

点击“匹配Email地址”，即可匹配出网址。

7.2 常用正则表达式匹配规则
‘.’ 匹配所有字符串，除\n以外
‘-’ 表示范围[0-9]
‘’ 匹配前面的子表达式零次或多次。要匹配 * 字符，请使用 *。
‘+’ 匹配前面的子表达式一次或多次。要匹配 + 字符，请使用 +
‘^’ 匹配字符串开头
‘$’ 匹配字符串结尾 re
‘’ 转义字符， 使后一个字符改变原来的意思，如果字符串中有字符需要匹配，可以*或者字符集[] re.findall(r’3*’,'3ds’)结[‘3*’]
‘’ 匹配前面的字符0次或多次 re.findall("ab",“cabc3abcbbac”)结果：[‘ab’, ‘ab’, ‘a’]
‘?’ 匹配前一个字符串0次或1次 re.findall(‘ab?’,‘abcabcabcadf’)结果[‘ab’, ‘ab’, ‘ab’, ‘a’]
‘{m}’ 匹配前一个字符m次 re.findall(‘cb{1}’,‘bchbchcbfbcbb’)结果[‘cb’, ‘cb’]
‘{n,m}’ 匹配前一个字符n到m次 re.findall(‘cb{2,3}’,‘bchbchcbfbcbb’)结果[‘cbb’]
‘\d’ 匹配数字，等于[0-9] re.findall(’\d’,‘电话:10086’)结果[‘1’, ‘0’, ‘0’, ‘8’, ‘6’]
‘\D’ 匹配非数字，等于[^0-9] re.findall(’\D’,‘电话:10086’)结果[‘电’, ‘话’, ‘:’]
‘\w’ 匹配字母和数字，等于[A-Za-z0-9] re.findall(’\w’,‘alex123,./;;;’)结果[‘a’, ‘l’, ‘e’, ‘x’, ‘1’, ‘2’, ‘3’]
‘\W’ 匹配非英文字母和数字,等于[^A-Za-z0-9] re.findall(’\W’,‘alex123,./;;;’)结果[’,’, ‘.’, ‘/’, ‘;’, ‘;’, ‘;’]
‘\s’ 匹配空白字符 re.findall(’\s’,‘3ds \t\n’)结果[’ ‘, ‘\t’, ‘\n’]
‘\S’ 匹配非空白字符 re.findall(’\s’,'3ds \t\n’)结果[‘3’, ‘’, ‘d’, ‘s’]
‘\A’ 匹配字符串开头
‘\Z’ 匹配字符串结尾
\t 匹配衣蛾制表符
‘\b’ 匹配单词的词首和词尾，单词被定义为一个字母数字序列，因此词尾是用空白符或非字母数字符来表示的
‘\B’ 与\b相反，只在当前位置不在单词边界时匹配
‘(?P…)’ 分组，除了原有编号外在指定一个额外的别名 re.search("(?P[0-9]{4})(?P[0-9]{2})(?P[0-9]{8})",“371481199306143242”).groupdict(“city”) 结果{‘province’: ‘3714’, ‘city’: ‘81’, ‘birthday’: ‘19930614’}
[] 是定义匹配的字符范围。比如 [a-zA-Z0-9] 表示相应位置的字符要匹配英文字符和数字。[\s]表示空格或者号。
常用的re函数：
[^…] 不在[]中的字符，比如[^abc]匹配除了a、b、c之外的字符。
. 具有贪婪的性质，首先匹配到不能匹配为止，根据后面的正则表达式，会进行回溯。
.？ 满足条件的情况只匹配一次，即懒惰匹配。
7.3 常用匹配方法属性函数
方法/属性
作用
re.match(pattern, string, flags=0)
从字符串的起始位置匹配，如果起始位置匹配不成功的话，match()就返回none
re.search(pattern, string, flags=0)
扫描整个字符串并返回第一个成功的匹配
re.findall(pattern, string, flags=0)
找到RE匹配的所有字符串，并把他们作为一个列表返回
re.finditer(pattern, string, flags=0)
找到RE匹配的所有字符串，并把他们作为一个迭代器返回
re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)
替换匹配到的字符串
函数参数说明：
pattern:匹配的正则表达式
string：要匹配的字符串
flags：标记为，用于控制正则表达式的匹配方式，如：是否区分大小写，多行匹配等等。
repl：替换的字符串，也可作为一个函数
count：模式匹配后替换的最大次数，默认0表示替换所有匹配
例子1：
#!/usr/bin/python3
import re
#替换
phone = ‘18898537584 #这是我的电话号码’
print(‘我的电话号码:’,re.sub(’#.’,’’,phone)) #去掉注释
print(re.sub(’\D’,’’,phone))
#search
ip_addr = re.search(’(\d{3}.){1,3}\d{1,3}.\d{1,3}’,os.popen(‘ifconfig’).read())
print(ip_addr)
#match

方法/属性

作用

group(num=0)

匹配的整个表达式的字符串，group() 可以一次输入多个组号，在这种情况下它将返回一个包含那些组所对应值的元组。

groups()

返回包含所有小组字符串的元组，从1到所含的小组

groupdict()

返回以有别名的组的别名为键、以该组截获的子串为值的字典

start()

返回匹配开始的位置

end()

返回匹配结束的位置

span()

返回一个元组包含匹配（开始，结束）的位置

re模块中分组的作用？
（1）判断是否匹配（2）灵活提取匹配到各个分组的值。

7.4 re.compile 函数
compile 函数用于编译正则表达式，生成一个正则表达式（ Pattern ）对象。语法格式：
re.compile(pattern[, flags])
参数：
pattern : 一个字符串形式的正则表达式
flags : 可选，表示匹配模式，比如忽略大小写，多行模式等，具体参数为：
re.I 忽略大小写
re.L 表示特殊字符集 \w, \W, \b, \B, \s, \S 依赖于当前环境
re.M 多行模式
re.S 即为 . 并且包括换行符在内的任意字符（. 不包括换行符）
re.U 表示特殊字符集 \w, \W, \b, \B, \d, \D, \s, \S 依赖于 Unicode 字符属性数据库
re.X 为了增加可读性，忽略空格和 # 后面的注释
常用的是re.I和re.S

注意：这里不要在Element选项卡中直接查看源码，因为那里的源码可能经过JavaScript操作而与原始请求不通，而是需要从NetWork选项卡部分查看原始请求得到的源码。

代码整合

import json
import requests
from requests.exceptions import RequestException #引入异常
import re
import time
def get_one_page(url):
try:
response = requests.get(url)
if response.status_code == 200: #由状态码判断返回结果
return response.text #返回网页内容
return None
except RequestException:
return None

def parse_one_page(html):
pattern = re.compile(’

def write_to_file(content):
with open(‘result.txt’, ‘a’, encoding=‘utf-8’) as f: #将结果写入文件
f.write(json.dumps(content, ensure_ascii=False) + ‘\n’)

def main(offset):
url = ‘http://maoyan.com/board/4?offset=’ + str(offset)
html = get_one_page(url)
for item in parse_one_page(html):
print(item)
write_to_file(item)

if name == ‘main’:
for i in range(10):
main(offset=i * 10)
time.sleep(1)
8 Scrapy框架
Scrapy是一个为了爬取网站数据，提取结构性数据而编写的应用框架。 其可以应用在数据挖掘，信息处理或存储历史数据等一系列的程序中。
其最初是为了页面抓取 (更确切来说, 网络抓取 )所设计的， 也可以应用在获取API所返回的数据(例如 Amazon Associates Web Services ) 或者通用的网络爬虫。Scrapy用途广泛，可以用于数据挖掘、监测和自动化测试。Scrapy 使用了 Twisted异步网络库来处理网络通讯。整体架构大致如下

Scrapy主要包括了以下组件：

引擎(Scrapy)
用来处理整个系统的数据流处理, 触发事务(框架核心)
调度器(Scheduler)
用来接受引擎发过来的请求, 压入队列中, 并在引擎再次请求的时候返回. 可以想像成一个URL（抓取网页的网址或者说是链接）的优先队列, 由它来决定下一个要抓取的网址是什么, 同时去除重复的网址
下载器(Downloader)
用于下载网页内容, 并将网页内容返回给蜘蛛(Scrapy下载器是建立在twisted这个高效的异步模型上的)
爬虫(Spiders)
爬虫是主要干活的, 用于从特定的网页中提取自己需要的信息, 即所谓的实体(Item)。用户也可以从中提取出链接,让Scrapy继续抓取下一个页面
项目管道(Pipeline)
负责处理爬虫从网页中抽取的实体，主要的功能是持久化实体、验证实体的有效性、清除不需要的信息。当页面被爬虫解析后，将被发送到项目管道，并经过几个特定的次序处理数据。
下载器中间件(Downloader Middlewares)
位于Scrapy引擎和下载器之间的框架，主要是处理Scrapy引擎与下载器之间的请求及响应。
爬虫中间件(Spider Middlewares)
介于Scrapy引擎和爬虫之间的框架，主要工作是处理蜘蛛的响应输入和请求输出。
调度中间件(Scheduler Middewares)
介于Scrapy引擎和调度之间的中间件，从Scrapy引擎发送到调度的请求和响应。
Scrapy运行流程大概如下：

引擎从调度器中取出一个链接(URL)用于接下来的抓取
引擎把URL封装成一个请求(Request)传给下载器
下载器把资源下载下来，并封装成应答包(Response)
爬虫解析Response
解析出实体（Item）,则交给实体管道进行进一步的处理
解析出的是链接（URL）,则把URL交给调度器等待抓取
scrapy常用命令

scrapy startproject <爬虫名称> 创建爬虫名称（唯一）

scrapy genspider<爬虫项目名称> 创建爬虫项目名称

scrapy list 列出所有爬虫名称

scrapy crawl <爬虫名称> 运行爬虫

8.1 scrapy爬虫项目一：爬取豆瓣电影TOP250
爬取目标：电影排名、电影名称、电影评分、电影评论数

创建爬虫项目和爬虫

scrapy startproject DoubanMovieTop

cd DoubanMovieTop

scrapy genspider douban

修改默认“user-agent”和reboots为True

修改settings.py文件以下参数：

USER_AGENT = ‘Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/74.0.3729.131 Safari/537.36’
ROBOTSTXT_OBEY = False
Item使用简单的class定义语法以及Field对象来声明。

写入下列代码声明Item

import scrapy
class DoubanmovietopItem(scrapy.Item):
# define the fields for your item here like:
# name = scrapy.Field()
#排名
ranking = scrapy.Field()
#电影名称
movie_name = scrapy.Field()
#评分
score = scrapy.Field()
#评论人数
score_num = scrapy.Field()
分析网页源码抓取所需信息
import scrapy
from DoubanMovieTop.items import DoubanmovietopItem

class DoubanSpider(scrapy.Spider):
name = ‘douban’
#allowed_domains = [‘movie.douban.com’]
def start_requests(self):
start_urls = ‘https://movie.douban.com/top250’
yield scrapy.Request(start_urls)

def parse(self, response):
    item = DoubanmovietopItem()
    movies = response.xpath('//ol[@class="grid_view"]/li')
    for movie in movies:
        item['ranking'] = movie.xpath('.//div[@class="pic"]/em/text()').extract()[0]
        item['movie_name'] = movie.xpath('.//div[@class="hd"]/a/span[1]/text()').extract()[0]
        item['score'] = movie.xpath('.//div[@class="star"]/span[@class="rating_num"]/text()').extract()[0]
        item['score_num'] = movie.xpath('.//div[@class="star"]/span/text()').re(r'(\d+)人评价')[0]  #Selector也有一种.re()
        yield item
    next_url = response.xpath('//span[@class="next"]/a/@href').extract()
    if next_url:
        next_url = 'https://movie.douban.com/top250' + next_url[0]
        yield scrapy.Request(next_url)

运行爬虫写入文件中
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scrapy crawl douban -o douban.csv
使用wps打开excel表格查看抓取结果