2025年Python爬虫技术培训试卷：Scrapy框架深度解析与实战

2025年Python爬虫技术培训试卷：Scrapy框架深度解析与实战考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.Scrapy框架中，负责从Scheduler中获取请求并交由Downloader下载网页内容的组件是？A.SpidersB.ItemPipelineC.DownloaderD.Settings2.在Scrapy中，用于定义爬虫爬取起始URL列表和初步解析规则的组件是？A.ItemPipelineB.DownloaderMiddlewareC.SpidersD.Scheduler3.下列哪个Scrapy核心组件主要用于处理下载完成后的网页内容，提取数据并生成新的请求？A.SchedulerB.SpidersC.DownloaderD.ItemPipeline4.Scrapy中的`Item`通常使用什么数据结构来定义，以便于存储爬取到的数据？A.ListB.TupleC.DictionaryD.Set5.下列哪个配置项（`settings.py`）用于控制Scrapy下载器同时处理的请求数量？A.`DOWNLOAD_DELAY`B.`CONCURRENT_REQUESTS`C.`ROBOTSTXT_OBEY`D.`USER_AGENT`6.在Scrapy项目中，如果需要自定义数据存储逻辑，通常需要在哪个文件中编写代码？A.`settings.py`B.`items.py`C.`pipelines.py`D.`spiders/__init__.py`7.Scrapy的`Middleware`系统主要扮演什么角色？A.定义爬取数据结构B.负责下载网页C.在请求发送前和响应接收后处理请求和响应D.存储爬取数据8.下列哪个库是Scrapy内置的异步事件驱动网络库，Scrapy的核心运行机制依赖于它？A.RequestsB.BeautifulSoupC.TwistedD.lxml9.当Scrapy项目需要处理登录验证时，通常需要在哪个组件中实现登录逻辑？A.ItemPipelineB.DownloaderMiddlewareC.SpidersD.RequestMiddleware10.Scrapy的`ROBOTSTXT_OBEY`设置为`True`时，Scrapy的行为是？A.忽略`robots.txt`文件，自由爬取B.优先遵守`robots.txt`文件中的规则进行爬取C.报错，无法启动项目D.仅遵守`User-agent:*`的规则二、填空题（每空1分，共15分）1.Scrapy框架中，负责管理和调度所有待抓取请求的组件是________。2.在编写Spider时，用于向Scheduler提交初始请求的方法是________。3.ItemPipeline中，`process_item`方法的默认返回值，表示是否继续将Item传递给下一个Pipeline是________。4.如果希望Scrapy爬虫每次请求之间有固定的延迟，可以使用配置项________来设置。5.中间件（Middleware）分为两种，在请求发出前处理的是________Middleware，在响应返回后处理的是________Middleware。6.Scrapy默认使用________作为项目的主入口文件。7.当Scrapy遇到网络连接错误等异常时，可以通过________系统来记录详细的日志信息。8.若要使用Scrapy爬取需要JavaScript动态加载内容的页面，常见的做法是使用________或________库。9.在分布式Scrapy项目中，`Scrapy-Redis`扩展主要用于实现________和________功能。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述Scrapy框架中，一个请求从发出到数据被添加到ItemPipeline的典型处理流程。2.解释Scrapy中的“异步”特性指的是什么，并简述其与非异步爬虫框架（如基于Requests+BeautifulSoup）的主要区别。3.说明在Scrapy项目中编写自定义Middleware时，通常需要重写哪些方法，并简述其中一个方法的作用。4.描述ScrapyItemPipeline的主要职责，并列举至少三种常见的Pipeline处理任务。四、代码编写题（第1题10分，第2题15分，共25分）1.编写一个ScrapySpider，用于爬取某个商品列表页（假设URL为`/list.html`）。该页面包含多个商品项，每个商品项有标题（`<divclass="title">商品标题</div>`）和价格（`<spanclass="price">￥99.00</span>`）。Spider需要提取所有商品标题和价格，并将它们作为Item返回。请定义必要的Item结构，并编写Spider的`__init__`和`parse`方法代码。2.编写一个ScrapyItemPipeline，要求实现以下功能：*清理Item中商品价格的货币符号（￥）和小数点后的两位，只保留数字。*如果Item中的商品标题为空字符串，则丢弃该Item。*将清洗后的Item存储到CSV文件中，文件名为`products.csv`。请编写完整的`pipelines.py`文件内容。试卷答案一、选择题1.C解析：Downloader是Scrapy架构中负责执行实际网络请求的组件，它从Scheduler获取请求并下载页面内容。2.C解析：Spiders是Scrapy中用于定义爬虫逻辑的核心，负责生成初始请求、解析响应内容并发现新的请求。3.B解析：Spiders组件的主要职责就是解析Downloader返回的网页内容，提取数据，并生成需要继续抓取的请求发送给Scheduler。4.C解析：Scrapy的Item通常使用Python内置的字典（Dictionary）结构来定义，键为字段名，值为字段值，方便存储结构化数据。5.B解析：`CONCURRENT_REQUESTS`是Scrapy`settings.py`中的一个配置项，用于控制同时发出的请求数量，直接影响并发性能。6.C解析：ItemPipeline（`pipelines.py`）是Scrapy处理下载好的数据、进行数据清洗、验证、存储等操作的组件，是自定义数据处理的主要场所。7.C解析：Middleware（中间件）系统位于Scrapy请求处理流程的关键节点，可以在请求发送前和响应返回后对请求和响应对象进行拦截和处理。8.C解析：Twisted是Scrapy依赖的异步事件驱动网络库，Scrapy利用Twisted的异步I/O能力实现了高效的并发网络爬取。9.C解析：处理登录等业务逻辑通常在Spider中完成，因为需要在解析响应时判断是否登录成功，并提取后续需要用到的Cookie或Token。10.B解析：`ROBOTSTXT_OBEY=True`是Scrapy的默认设置，表示Scrapy会遵守目标网站`robots.txt`文件中的爬取规则。二、填空题1.Scheduler解析：Scheduler是Scrapy框架的核心组件之一，它负责接收Spider发出的请求，并对这些请求进行管理和调度，决定下一个要交给Downloader下载的请求。2.start_requests()解析：`start_requests()`是Spider类中的一个特殊方法，Spider实例化后会自动调用它，它负责生成初始请求对象并提交给Scheduler。3.None解析：ItemPipeline的`process_item`方法的默认实现返回`None`，表示Item处理完毕后继续传递给下一个Pipeline。4.DOWNLOAD_DELAY解析：`DOWNLOAD_DELAY`是Scrapy`settings.py`中的配置项，用于设置下载器每次请求之间的固定延迟时间（秒），有助于降低被目标网站反爬虫的风险。5.Downloader;Spider解析：Scrapy的中间件分为两种：DownloaderMiddleware在请求发送前处理，SpiderMiddleware在请求返回后（即Spider的parse方法被调用后）处理。6.scrapyproject解析：Scrapy创建的新项目默认主入口文件名为`scrapyproject`（Scrapy命令本身），包含了项目设置和爬虫入口点。7.Logsystem解析：Scrapy内置了日志系统，可以通过配置`LOG_LEVEL`等设置来记录运行过程中的各种信息，包括调试、信息、警告、错误等，便于排查问题。8.Selenium;Playwright解析：对于需要处理JavaScript动态加载内容的页面，Scrapy本身不能直接执行JavaScript，通常需要借助Selenium或Playwright这类可以控制浏览器的库来实现。9.负载均衡;数据存储解析：`Scrapy-Redis`扩展主要用于实现分布式Scrapy项目的负载均衡（通过Redis调度请求）和任务队列管理（通过Redis存储爬取任务）。三、简答题1.解析思路：描述Scrapy请求处理的流程，需要按时间顺序或逻辑顺序涵盖关键组件。回答要点：1.Spider的`start_requests()`方法生成初始请求，提交给Scheduler。2.Scheduler根据配置将请求放入内存队列中，并根据优先级选择下一个请求。3.Scheduler将选定的请求交给DownloaderMiddleware处理。4.DownloaderMiddleware可能会修改请求（如通过Middleware），然后由Downloader执行网络请求，获取响应。5.下载完成的响应被传递给SpiderMiddleware处理（如果有的话）。6.最后，响应传递给Spider的解析方法（如`parse`），Spider从中提取数据并生成新的请求，这些新请求再次交给Scheduler处理。7.提取出的数据封装成Item，传递给ItemPipeline。8.ItemPipeline按顺序调用各个`process_item`方法处理Item（如清洗、验证、存储），处理完后返回`None`表示传递给下一个Pipeline，或返回其他值表示停止处理。2.解析思路：解释Scrapy的异步概念，并与同步方式进行对比。回答要点：Scrapy的“异步”特性主要指其利用Twisted库实现的事件驱动、非阻塞I/O模型。在Scrapy中，Downloader在等待网络响应时不会阻塞主事件循环，而是可以同时处理其他任务（如处理其他请求或执行Spider逻辑）。这与基于Requests+BeautifulSoup等库的同步爬虫不同，同步爬虫在等待网络响应时会阻塞整个程序的执行，必须等一个请求完全下载并处理完毕才能进行下一个请求。Scrapy的异步模型带来了更高的并发能力和更快的响应速度。3.解析思路：说明Middleware的结构和核心功能，强调可重写的方法。回答要点：Scrapy的Middleware是一个包含多个组件的类，这些组件在请求处理流程中特定的时间点被调用。编写自定义Middleware时，通常需要定义一个继承自`scrapy.middlewares.BaseMiddleware`的类，并重写其中的某些方法。最常用的可重写方法包括：*`process_request(self,request,spider)`:在请求发送前被调用，可以修改请求或直接返回`None`（表示放弃该请求）。*`process_response(self,request,response,spider)`:在Downloader返回响应后、传递给Spider前被调用，可以处理响应（如修改、丢弃或返回新的响应）。*`process_exception(self,request,exception,spider)`:当处理请求或响应时发生异常时被调用，可以处理异常（如记录日志、重试请求）。这些方法提供了在请求生命周期中不同阶段插入自定义逻辑的钩子。4.解析思路：描述Pipeline的核心职责，并列举具体任务。回答要点：ScrapyItemPipeline是处理爬取数据的最后一个环节，其主要职责是接收Spider传递过来的Item，进行后续的数据处理工作，然后输出或存储数据。常见的Pipeline处理任务包括：*数据清洗：去除HTML标签、去除空白字符、统一日期格式、处理特殊字符等。*数据验证：检查Item中关键字段是否存在、是否符合预期格式或范围。*数据存储：将清洗和验证后的数据保存到数据库（如MySQL,PostgreSQL,MongoDB）、写入文件（如CSV,JSON）、上传到API等。*数据去重：检查Item是否重复，避免存储重复数据。*错误处理：记录处理过程中的错误或异常情况。四、代码编写题1.代码示例：```pythonimportscrapyclassProductListSpider(scrapy.Spider):name='product_list'allowed_domains=['']start_urls=['/list.html']defparse(self,response):products=response.xpath('//div[@class="product-item"]')#假设商品项在一个class为product-item的div里forproductinproducts:title=product.xpath('.//div[@class="title"]/text()').get().strip()ifproduct.xpath('.//div[@class="title"]')else''price=product.xpath('.//span[@class="price"]/text()').get().strip()ifproduct.xpath('.//span[@class="price"]')else''iftitle:#确保标题不为空yield{'title':title,'price':price}```解析思路：分析需求，确定Item结构，编写Spider。先定义Spider基本信息，然后在`parse`方法中，使用XPath解析页面，找到每个商品项，提取标题和价格，封装成字典（符合Item结构），使用`yield`返回给Pipeline。注意处理可能存在的空值，并在返回前检查标题是否为空。2.代码示例：```pythonimportcsvfromitemadapterimportItemAdapterclassCleanPricePipeline:defopen_spider(self,spider):self.file=open('products.csv','w',newline='',encoding='utf-8')self.writer=csv.DictWriter(self.file,fieldnames=['title','price'])self.writer.writeheader()defclose_spider(self,spider):self.file.close()de