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本章的目标是开发一个 Web 爬虫,它测试了第 6.1 节中提到的“到达哲学”猜想。
在本书的仓库中,你将找到一些帮助你起步的代码:
WikiNodeExample.java
包含前一章的代码,展示了 DOM 树中深度优先搜索(DFS)的递归和迭代实现。WikiNodeIterable.java
包含Iterable
类,用于遍历 DOM 树。我将在下一节中解释这段代码。WikiFetcher.java
包含一个工具类,使用jsoup
从维基百科下载页面。为了帮助你遵守维基百科的服务条款,此类限制了你下载页面的速度;如果你每秒请求许多页,在下载下一页之前会休眠一段时间。WikiPhilosophy.java
包含你为此练习编写的代码的大纲。我们将在下面进行说明。你还会发现 Ant 构建文件build.xml
。如果你运行ant WikiPhilosophy
,它将运行一些简单的启动代码。
在前一章中,我展示了迭代式深度优先搜索(DFS),并且认为与递归版本相比,迭代版本的优点在于,它更容易包装在Iterator
对象中。在本节中,我们将看到如何实现它。
如果你不熟悉Iterator
和Iterable
接口,你可以阅读 和 。
看看WikiNodeIterable.java
的内容。外层的类WikiNodeIterable
实现Iterable<Node>
接口,所以我们可以在一个for
循环中使用它:
Node root = ...Iterableiter = new WikiNodeIterable(root);for (Node node: iter) { visit(node);}
其中root
是我们想要遍历的树的根节点,并且visit
是一个方法,当我们“访问”Node
时,做任何我们想要的事情。
WikiNodeIterable
的实现遵循以下惯例:
Node
的引用。iterator
方法创建一个返回一个Iterator
对象。这是它的样子:
public class WikiNodeIterable implements Iterable{ private Node root; public WikiNodeIterable(Node root) { this.root = root; } @Override public Iterator iterator() { return new WikiNodeIterator(root); }}
内层的类WikiNodeIterator
,执行所有实际工作。
private class WikiNodeIterator implements Iterator{ Deque stack; public WikiNodeIterator(Node node) { stack = new ArrayDeque (); stack.push(root); } @Override public boolean hasNext() { return !stack.isEmpty(); } @Override public Node next() { if (stack.isEmpty()) { throw new NoSuchElementException(); } Node node = stack.pop(); List nodes = new ArrayList (node.childNodes()); Collections.reverse(nodes); for (Node child: nodes) { stack.push(child); } return node; }}
该代码与 DFS 的迭代版本几乎相同,但现在分为三个方法:
ArrayDeque
实现)并将根节点压入这个栈。isEmpty
检查栈是否为空。next
从Node
栈中弹出下一个节点,按相反的顺序压入子节点,并返回弹出的Node
。如果有人在空Iterator
上调用next
,则会抛出异常。可能不明显的是,值得使用两个类和五个方法,来重写一个完美的方法。但是现在我们已经完成了,在需要Iterable
的任何地方,我们可以使用WikiNodeIterable
,这使得它的语法整洁,易于将迭代逻辑(DFS)与我们对节点的处理分开。
WikiFetcher
编写 Web 爬虫时,很容易下载太多页面,这可能会违反你要下载的服务器的服务条款。为了帮助你避免这种情况,我提供了一个WikiFetcher
类,它可以做两件事情:
1
秒。这里是WikiFetcher
的定义:
public class WikiFetcher { private long lastRequestTime = -1; private long minInterval = 1000; /** * Fetches and parses a URL string, * returning a list of paragraph elements. * * @param url * @return * @throws IOException */ public Elements fetchWikipedia(String url) throws IOException { sleepIfNeeded(); Connection conn = Jsoup.connect(url); Document doc = conn.get(); Element content = doc.getElementById("mw-content-text"); Elements paragraphs = content.select("p"); return paragraphs; } private void sleepIfNeeded() { if (lastRequestTime != -1) { long currentTime = System.currentTimeMillis(); long nextRequestTime = lastRequestTime + minInterval; if (currentTime < nextRequestTime) { try { Thread.sleep(nextRequestTime - currentTime); } catch (InterruptedException e) { System.err.println( "Warning: sleep interrupted in fetchWikipedia."); } } } lastRequestTime = System.currentTimeMillis(); }}
唯一的公共方法是fetchWikipedia
,接收String
形式的 URL,并返回一个Elements
集合,该集合包含的一个 DOM 元素表示内容文本中每个段落。这段代码应该很熟悉了。
新的代码是sleepIfNeeded
,它检查自上次请求以来的时间,如果经过的时间小于minInterval
(毫秒),则休眠。
这就是WikiFetcher
全部。这是一个演示如何使用它的例子:
WikiFetcher wf = new WikiFetcher();for (String url: urlList) { Elements paragraphs = wf.fetchWikipedia(url); processParagraphs(paragraphs);}
在这个例子中,我们假设urlList
是一个String
的集合 ,并且processParagraphs
是一个方法,对Elements
做一些事情,它由fetchWikipedia
返回。
此示例展示了一些重要的东西:你应该创建一个WikiFetcher
对象并使用它来处理所有请求。如果有多个WikiFetcher
的实例,则它们不会确保请求之间的最小间隔。
注意:我的WikiFetcher
实现很简单,但是通过创建多个实例,人们很容易误用它。你可以通过制作WikiFetcher
“单例” 来避免这个问题,你可以阅读 。
在WikiPhilosophy.java
中,你会发现一个简单的main
方法,展示了如何使用这些部分。从这个代码开始,你的工作是写一个爬虫:
1
。该程序应该为它访问的 URL 构建List
,并在结束时显示结果(无论成功还是失败)。
那么我们应该认为什么是“有效的”链接?你在这里有一些选择 各种版本的“到达哲学”推测使用略有不同的规则,但这里有一些选择:
你不必遵循所有这些规则,但我们建议你至少处理括号,斜体以及当前页面的链接。
如果你有足够的信息来起步,请继续。或者你可能想要阅读这些提示:
Node
是TextNode
和Element
。如果你找到一个Element
,你可能需要转换它的类型,来访问标签和其他信息。Element
时,通过向上跟踪父节点链,可以检查是否是斜体。如果父节点链中有一个<i>
或<em>
标签,链接为斜体。如果你从 Java 页面开始,你应该在跟随七个链接之后到达哲学,除非我运行代码后发生了改变。
好的,这就是你所得到的所有帮助。现在全靠你了。玩的开心!
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