【悪用厳禁】Pythonのurllibライブラリの基本|実例付き

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(最終更新日:2023年6月)

✔このような方へ向けて書かれた記事となります

「Pythonのurllibってどんな機能があるのだろうか?」
「urllibを使ったPythonのコードの書き方が知りたい」
「urllibを活用した実際の実例を見てみたい」

✔当記事を通じてお伝えすること

  • Pythonのurllibの概要
  • urllibを使ったコードの書き方とその応用例
  • 具体的なurllibを用いた実践例

この記事では、Pythonのurllibの基本概念から、そのオプションを駆使した応用例まで、具体的な実例に基づいて丁寧に解説していきます。

最後までお読みいただくことで、urllibを効果的に活用できるようになることでしょう。

筆者プロフィール

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【現職】プロジェクトマネージャー/SE(元外資系金融機関営業)

【副業】ブログ(月間15万PV)/YouTube/Web・アプリ制作

コミュニケーション × ビジネススキル × 文章力 × プログラミングスキルを活かし、30後半からのIT系職へシフト。当サイトでは、実際に手を動かせるWebアプリの開発を通じて、プログラミングはもちろん、IT職に必要な情報を提供していきます。

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urllibの基本と使用方法

こちらでは、Pythonの標準ライブラリである「urllib」の基本についてお伝えしていきます。

urllibを利用することで、WebページやAPIとの通信が容易になります。

  • urllibとは?
  • urllibの主な機能
  • urllib.requestの利用
  • urllibの各機能における実例

urllibとは?

urllibはPythonの標準ライブラリの一部で、URLを扱うためのモジュールです。

このライブラリを使用することで、以下がおこなえます。

  • Webサーバーとの通信
  • Webページの情報取得
  • ファイルのダウンロード

urllibの機能と主な用途

urllibには、以下の機能が含まれています。

  • Webサーバーへのリクエスト送信
  • レスポンスの受け取り
  • URLの解析
  • エラーハンドリング

これらを利用することで、WebスクレイピングやAPIとのデータのやり取りが可能となります。

urllib.requestの利用

urllibライブラリ内のrequestモジュールにより、各機能が実装できます。

URLを開き、Webサーバーからデータを読み込むモジュールです。

以下のようにインポートして使いましょう。

import urllib.request

urllibの各機能における実例

urllibを使用したそれぞれの機能の例を示します。

  • Webサーバーへのリクエスト送信
  • レスポンスの受け取り
  • URLの解析
  • エラーハンドリング

Webサーバーへのリクエスト送信(urlopen)

import urllib.request

# URLを指定してリクエストを送信し、レスポンスを受け取る
response = urllib.request.urlopen("https://www.example.com")

# レスポンスの内容を表示する
print(response.read().decode())

レスポンスの受け取り

import urllib.request

# URLを指定してリクエストを送信し、レスポンスを受け取る
response = urllib.request.urlopen("https://www.example.com")

# レスポンスのステータスコードを表示する
print("ステータスコード:", response.status)

# レスポンスヘッダーを表示する
print("ヘッダー:", response.headers)

# レスポンスの内容を表示する
print("内容:", response.read().decode())

URLの解析(urlparse)

import urllib.parse

# URLを解析して、構成要素を取得する
url = "https://www.example.com/path/to/page?param1=value1&param2=value2"
parsed_url = urllib.parse.urlparse(url)

# 各要素を表示する
print("スキーム:", parsed_url.scheme)
print("ホスト:", parsed_url.netloc)
print("パス:", parsed_url.path)
print("クエリ:", parsed_url.query)
print("フラグメント:", parsed_url.fragment)

エラーハンドリング

import urllib.error

try:
    # 存在しないページにアクセスする
    response = urllib.request.urlopen("https://www.example.com/404")
except urllib.error.HTTPError as e:
    # HTTPエラーが発生した場合の処理
    print("HTTPエラーが発生しました:", e.code)
except urllib.error.URLError as e:
    # URLに関するエラーが発生した場合の処理
    print("URLエラーが発生しました:", e.reason)

URLから情報を取得する方法

こちらでは、URLからWebページの情報を取得する基本的な手法について解説します。

  • urllib.request.urlopen関数の基本
  • さまざまなオプションでURLをオープンする

urllib.request.urlopen関数の基本

urlopen関数は、指定されたURLを開き、データを読み込むために使用されます。

この関数を利用することで、HTTPまたはFTPのURLからデータを取得することができます。

import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('http://example.com')
html = response.read().decode('utf-8')
print(html)

さまざまなオプションでURLをオープンする

urlopen関数は、さまざまなオプションを指定して、URLをカスタマイズして開くことができます。

たとえば、リクエストヘッダーをカスタマイズしたり、タイムアウトを設定したりすることができます。

import urllib.request

url = 'http://example.com'
headers = {'User-Agent': 'My User Agent'}
request = urllib.request.Request(url, headers=headers)

# タイムアウトを5秒に設定
response = urllib.request.urlopen(request, timeout=5)
html = response.read().decode('utf-8')
print(html)

GETとPOSTの違いと使い方

こちらでは、HTTPメソッドのGETとPOSTの違いと、それぞれの使い方を解説します。

  • GETリクエストの送信
  • POSTリクエストの送信

GETリクエストの送信

GETリクエストは、Webサーバーから情報を取得するために使用されます。

Webページにアクセスする際などは、GETメソッドが使われています。

GETは、URLにアクセスするだけでなく、パラメータを付加してリクエストを送ることも可能です。

import urllib.request

url = "http://example.com?param1=value1&param2=value2"
response = urllib.request.urlopen(url)
html = response.read().decode('utf-8')
print(html)

POSTリクエストの送信

POSTリクエストは、データをWebサーバーに送信するために使用されます。

Webページ上のフォームを送るときなどに使われるのがPOSTリクエストです。

データはHTTPリクエストの本文内に含まれる仕組みです。

import urllib.request
import urllib.parse

url = "http://example.com"
data = {'param1': 'value1', 'param2': 'value2'}
encoded_data = urllib.parse.urlencode(data).encode('utf-8')

request = urllib.request.Request(url, data=encoded_data, method='POST')
response = urllib.request.urlopen(request)
html = response.read().decode('utf-8')
print(html)

Webページの情報取得と解析

こちらでは、Webページの情報を取得し、解析する方法について解説します。

  • HTMLファイルのダウンロード方法
  • Webページ内テキストやリンクの取得

HTMLファイルのダウンロード方法

HTMLファイルをダウンロードするには、urllibを使用してページの内容を取得し、ファイルに保存します。

import urllib.request

url = "http://example.com"
response = urllib.request.urlopen(url)
html = response.read().decode('utf-8')

with open("example.html", "w") as file:
    file.write(html)

Webページ内テキストやリンクの取得

Webページ内のテキストやリンクを抽出するために、HTML解析ライブラリ(例: BeautifulSoup)と組み合わせることが一般的です。

import urllib.request
from bs4 import BeautifulSoup

url = "http://example.com"
response = urllib.request.urlopen(url)
html = response.read().decode('utf-8')

soup = BeautifulSoup(html, 'html.parser')

# テキストの抽出
print(soup.get_text())

# リンクの抽出
for link in soup.find_all('a'):
    print(link.get('href'))

以下の手順で解析をしています。

  • urllibを使ってWebページのHTMLを取得
  • BeautifulSoupを使ってそのHTMLを解析

テキストやリンクを抽出する方法を示しています。

ファイルのダウンロードと保存

こちらでは、画像や音声などのファイルのダウンロードと、ダウンロードしたファイルを保存する方法について解説します。

  • 画像や音声などのファイルダウンロード方法
  • ダウンロードしたファイルを保存する方法

画像や音声などのファイルダウンロード方法

urllibを使用して、画像や音声などのメディアファイルのダウンロードが可能です。

import urllib.request

url = "http://example.com/image.jpg"
urllib.request.urlretrieve(url, "local_image.jpg")

ダウンロードしたファイルを保存する方法

上記の例ではurlretrieve関数を使用してファイルをダウンロードし、ローカルに保存しています。

この関数はURLと保存先のファイルパスを引数として取ります。

実践的なWebスクレイピング例

こちらでは、実際のWebサイトからデータを取得し、解析する具体的な流れと、よくあるエラーとその対処法について解説します。

  • 実際のWebサイトからデータを取得・解析する流れ
  • よくあるエラーと対処法

実際のWebサイトからデータを取得・解析する流れ

Webスクレイピングの実践的な例をご紹介します。

ニュースサイトから記事のタイトルを取得してみましょう。

import urllib.request
from bs4 import BeautifulSoup

url = "http://news.example.com"
response = urllib.request.urlopen(url)
html = response.read().decode('utf-8')

soup = BeautifulSoup(html, 'html.parser')

# 記事のタイトルを抽出
for article in soup.find_all('h2', class_='article-title'):
print(article.get_text())

記事のタイトルが<h2>タグ内にあると仮定して、それを抽出して出力しています。

よくあるエラーと対処法

Webスクレイピングではさまざまなエラーが発生する可能性があります。

ここでは、よくあるエラーとその対処法をいくつか紹介します。

  • HTTPエラー
  • 403 Forbiddenエラー
  • コンテンツの抽出に失敗

HTTPエラー

Webサイトにアクセスした際、404 Not Foundや503 Service UnavailableなどのHTTPエラーが発生することがあります。

これは、ページが存在しない、またはサーバーが一時的に利用できない場合などです。

対処法としては以下をおこないましょう。

  • URLが正しいか確認する
  • 一時的な問題の場合は、後ほど再試行する

403 Forbiddenエラー

サイトがWebスクレイピングをブロックしている場合、403 Forbiddenエラーが返されることがあります。

対処法はこちら。

  • User-Agentを設定して、通常のブラウザからのアクセスのように見せかける
  • サイトの利用規約を確認し、スクレイピングが許可されているか確認する

サイト作成者の意図に反しての、スクレイピングは禁止です。

社会通念上、問題のない範囲での使用に留めましょう。

コンテンツの抽出に失敗

HTML構造が予想と異なっているか、動的にコンテンツがロードされている場合、対象のデータを抽出できないことがあります。

対処法は以下のとおり。

  • ページのHTMLを確認し、適切なセレクタを使用する
  • 動的なコンテンツの場合は、Seleniumなどのブラウザ自動化ツールを検討する

まとめ

urllibはPythonの標準ライブラリであり、WebページやAPIとの通信を行うための強力なツールです。

Webスクレイピングは様々な情報を効率的に取得するための有用な技術ですが、使用する際は必ず、サイトの利用規約や法律を遵守するように注意しましょう。

とくに気を付けるべき点としては以下のとおりです。

  • Webスクレイピングには、倫理的な側面も考慮する
  • Webサイトのデータを取得する際、そのデータの所有権やプライバシーに十分注意する
  • サイトに負荷をかけないよう、適切な間隔を空けてアクセスする

urllibを使ってPythonでWebスクレイピングを行う際には、技術的なスキルだけでなく、これらの倫理的な観点も考慮しながら、責任を持って活用してください。

Pythonのurllibは初心者でも扱いやすいライブラリのひとつですが、より高度なスクレイピングを行いたい場合には、BeautifulSoupやScrapyなどの専用ライブラリを学ぶと良いでしょう。

引き続き、Pythonを使ってさらに多くのデータ分析や情報収集の技術を磨いていきましょう。

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