即使你沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)“維基百科六度分隔理論”，也很可能聽(tīng)過(guò)“凱文 • 貝肯 （Kevin Bacon）的六度分隔值游戲”。在這兩個(gè)游戲中，目標(biāo)都是把兩 個(gè)不相干的主題（在前一種情況中是相互鏈接的維基百科詞條，而在后 一種情況中是出現(xiàn)在同一部電影中的演員）用一個(gè)鏈條（至多包含 6 個(gè) 主題，包括原來(lái)的兩個(gè)主題）連接起來(lái)。

比如，埃里克 • 艾德?tīng)柡筒继m登 • 弗雷澤都出現(xiàn)在電影《騎警杜德雷》 里，布蘭登 • 弗雷澤又和凱文 • 貝肯都出現(xiàn)在電影《我呼吸的空氣》 里。因此，根據(jù)這兩個(gè)條件，從埃里克 • 艾德?tīng)柕絼P文 • 貝肯的鏈條 長(zhǎng)度只有 3 個(gè)主題。

感謝 The Oracle of Bacon 的存在，滿足了我對(duì)這類(lèi)關(guān)系鏈的好奇心。

我們將在本節(jié)創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)“維基百科六度分隔理論”的查找方 法。也就是說(shuō)，我們要實(shí)現(xiàn)從埃里克 • 艾德?tīng)柕脑~條頁(yè)面 （https://en.wikipedia.org/wiki/Eric_Idle）開(kāi)始，經(jīng)過(guò)最少的鏈接點(diǎn)擊次 數(shù)找到凱文 • 貝肯的詞條頁(yè)面（https://en.wikipedia.org/wiki/Kevin_Bacon）。

這么做對(duì)維基百科的服務(wù)器負(fù)載有多大影響？

根據(jù)維基媒體基金會(huì)（維基百科所屬的組織）的統(tǒng)計(jì)，該網(wǎng)站每秒 會(huì)收到大約2500次點(diǎn)擊，其中超過(guò) 99% 的點(diǎn)擊都指向維基百科域 名［詳情請(qǐng)見(jiàn)“維基媒體統(tǒng)計(jì)圖”（Wikimedia in Figures）里的“流量 數(shù)據(jù)”（Traffic Volume）部分內(nèi)容］。因?yàn)榫W(wǎng)站流量很大，所以你 的網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)不可能對(duì)維基百科的服務(wù)器負(fù)載產(chǎn)生顯著影響。不過(guò)， 如果你頻繁地運(yùn)行本書(shū)的代碼示例，或者自己創(chuàng)建項(xiàng)目來(lái)抓取維基 百科的詞條，那么希望你能夠向維基媒體基金會(huì)提供一點(diǎn)捐贈(zèng)—— 不只是為了抵消你占用的服務(wù)器資源，也是為了其他人能夠利用維 基百科這個(gè)教育資源。

還需要注意的是，如果你準(zhǔn)備利用維基百科的數(shù)據(jù)做一個(gè)大型項(xiàng) 目，應(yīng)該確認(rèn)該數(shù)據(jù)是不能夠通過(guò)維基百科 API 獲取的。維基百科 網(wǎng)站經(jīng)常被用于演示爬蟲(chóng)，因?yàn)樗?HTML 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且相對(duì)穩(wěn)定。但是它的 API 往往會(huì)使得數(shù)據(jù)獲取更加高效。 你應(yīng)該已經(jīng)知道如何寫(xiě)一段 Python 代碼，來(lái)獲取維基百科網(wǎng)站的任何 頁(yè)面并提取該頁(yè)面中的鏈接了。

from urllib.request import urlopen from bs4 import BeautifulSoup
html = urlopen('http://en.wikipedia.org/wiki/Kevin_Bacon') 
bs = BeautifulSoup(html, 'html.parser') 
for link in bs.find_all('a'):  
if 'href' in link.attrs:    
print(link.attrs['href'])

如果你觀察生成的一列鏈接，會(huì)看到你想要的所有詞條鏈接都在里 面：“Apollo 13”“Philadelphia”“Primetime Emmy Award”，等等。但是， 也有一些你不需要的鏈接：

//wikimediafoundation.org/wiki/Privacy_policy
//en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Contact_us

其實(shí)，維基百科的每個(gè)頁(yè)面都充滿了側(cè)邊欄、頁(yè)眉和頁(yè)腳鏈接，以及連 接到分類(lèi)頁(yè)面、對(duì)話頁(yè)面和其他不包含詞條的頁(yè)面的鏈接：

/wiki/Category:Articles_with_unsourced_statements_from_April_2014 
/wiki/Talk:Kevin_Bacon

最近我有個(gè)朋友在做一個(gè)類(lèi)似的維基百科抓取項(xiàng)目，他說(shuō)，為了判斷一 個(gè)維基百科內(nèi)鏈?zhǔn)欠矜溄拥揭粋€(gè)詞條頁(yè)面，他寫(xiě)了一個(gè)很大的過(guò)濾函 數(shù)，代碼超過(guò)了 100 行。不幸的是，他沒(méi)有提前花很多時(shí)間去尋找“詞 條鏈接”和“其他鏈接”之間的模式，也可能他后來(lái)發(fā)現(xiàn)了。如果你仔細(xì) 觀察那些指向詞條頁(yè)面（不是指向其他內(nèi)部頁(yè)面）的鏈接，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們 都有 3 個(gè)共同點(diǎn)：

• 它們都在 id 是 bodyContent 的 div 標(biāo)簽里
• URL 不包含冒號(hào)
• URL 都以 /wiki/ 開(kāi)頭

我們可以利用這些規(guī)則稍微調(diào)整一下代碼來(lái)僅獲取詞條鏈接，使用的正則表達(dá)式為 ^(/wiki/)((?!:).)*$")：

from urllib.request import urlopen 
from bs4 import BeautifulSoup 
import re
html = urlopen('http://en.wikipedia.org/wiki/Kevin_Bacon') 
bs = BeautifulSoup(html, 'html.parser') 
for link in bs.find('div', {'id':'bodyContent'}).find_all(  
'a', href=re.compile('^(/wiki/)((?!:).)*$')):  
if 'href' in link.attrs:    
print(link.attrs['href'])

如果你運(yùn)行以上代碼，就會(huì)看到維基百科上凱文 • 貝肯詞條里所有指向 其他詞條的鏈接。

當(dāng)然，寫(xiě)程序來(lái)找出這個(gè)靜態(tài)的維基百科詞條里所有的詞條鏈接很有 趣，不過(guò)沒(méi)什么實(shí)際用處。你需要讓這段程序更像下面的形式。

• 一個(gè)函數(shù) getLinks，可以用一個(gè) /wiki/< 詞條名稱(chēng) > 形式的維 基百科詞條 URL 作為參數(shù)，然后以同樣的形式返回一個(gè)列表，里 面包含所有的詞條 URL。
• 一個(gè)主函數(shù)，以某個(gè)起始詞條為參數(shù)調(diào)用 getLinks，然后從返回 的 URL 列表里隨機(jī)選擇一個(gè)詞條鏈接，再次調(diào)用 getLinks，直到 你主動(dòng)停止程序，或者在新的頁(yè)面上沒(méi)有詞條鏈接了。

完整的代碼如下所示：

from urllib.request import urlopen 
from bs4 import BeautifulSoup 
import datetime 
import random 
import re

random.seed(datetime.datetime.now()) 
def getLinks(articleUrl):  html = urlopen('http://en.wikipedia.org{}'.format(articleUrl))  
bs = BeautifulSoup(html, 'html.parser')  
return bs.find('div', {'id':'bodyContent'}).find_all('a',    
href=re.compile('^(/wiki/)((?!:).)*$'))
links = getLinks('/wiki/Kevin_Bacon') 
while len(links) > 0:
newArticle = links[random.randint(0, len(links)-1)].attrs['href']  
print(newArticle)  
links = getLinks(newArticle)

導(dǎo)入需要的 Python 庫(kù)之后，程序首先做的是用系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間設(shè)置隨機(jī) 數(shù)生成器的種子。這樣可以保證每次程序運(yùn)行的時(shí)候，維基百科詞條的 選擇都是一個(gè)全新的隨機(jī)路徑。

偽隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)數(shù)種子

在前面的示例中，為了能夠連續(xù)地隨機(jī)遍歷維基百科，我用 Python 的隨機(jī)數(shù)生成器在每個(gè)頁(yè)面上隨機(jī)選擇一個(gè)詞條鏈接。但是，用隨 機(jī)數(shù)的時(shí)候需要格外小心。

雖然計(jì)算機(jī)很擅長(zhǎng)做精確計(jì)算，但是它們處理隨機(jī)事件時(shí)非常不靠 譜。因此，隨機(jī)數(shù)是一個(gè)難題。大多數(shù)隨機(jī)數(shù)算法都努力生成一個(gè) 呈均勻分布且難以預(yù)測(cè)的數(shù)字序列，但是在算法初始化階段都需要 提供一個(gè)隨機(jī)數(shù)“種子”（random seed）。而完全相同的種子每次將 生成同樣的“隨機(jī)”數(shù)序列，因此我將系統(tǒng)時(shí)間作為生成新隨機(jī)數(shù)序 列（和新隨機(jī)詞條序列）的起點(diǎn)。這樣做會(huì)讓程序運(yùn)行的時(shí)候更具 有隨機(jī)性。

其實(shí)，Python 的偽隨機(jī)數(shù)生成器用的是梅森旋轉(zhuǎn)（Mersenne Twister）算法，它生成的隨機(jī)數(shù)很難預(yù)測(cè)且呈均勻分布，就是有點(diǎn) 兒耗費(fèi) CPU 資源。真正好的隨機(jī)數(shù)可不便宜！ 然后，程序定義 getLinks 函數(shù)，它接收一個(gè) /wiki/< 詞條名稱(chēng) > 形 式的維基百科詞條 URL 作為參數(shù)，在前面加上維基百科的域名 http://en.wikipedia.org，再用該域名的 HTML 獲得一個(gè) BeautifulSoup 對(duì)象。之后，基于前面介紹過(guò)的參數(shù)，抽取一列詞條 鏈接所在的標(biāo)簽 a 并返回它們。 程序的主函數(shù)首先把起始頁(yè)面 https://en.wikipedia.org/wiki/Kevin_Bacon 里的詞條鏈接列表設(shè)置成鏈接標(biāo)簽列表（links 變量）。然后用一個(gè)循 環(huán)，從頁(yè)面中隨機(jī)找一個(gè)詞條鏈接標(biāo)簽并抽取 href 屬性，打印這個(gè)頁(yè) 面，再把這個(gè)鏈接傳入 getLinks 函數(shù)，重新獲取新的鏈接列表。

當(dāng)然，這里只是簡(jiǎn)單地構(gòu)建一個(gè)從一個(gè)頁(yè)面到另一個(gè)頁(yè)面的爬蟲(chóng)，要解 決“維基百科六度分隔理論”問(wèn)題還需要再做一點(diǎn)兒工作。我們還應(yīng)該存儲(chǔ) URL 鏈接數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)。

以上就是關(guān)于python爬蟲(chóng)之遍歷單個(gè)域名的全部知識(shí)點(diǎn)，感謝大家的學(xué)習(xí)和對(duì)腳本之家的支持。

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