R语言网页抓取：从HTML文档中提取内嵌JSON数据-html教程-PHP中文网

R语言网页抓取：从HTML文档中提取内嵌JSON数据

心靈之曲

发布： 2025-10-02 10:51:01

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R语言网页抓取：从HTML文档中提取内嵌JSON数据

本教程详细阐述了如何使用R语言从看似HTML但实际包含JSON字符串的网页中高效提取数据。核心步骤包括利用rvest库获取页面文本内容，然后结合jsonlite库将提取到的JSON字符串解析为R数据结构，最终实现对嵌套数据的精准抽取与整理，特别适用于处理API响应或动态加载的数据。

1. 引言：理解问题与挑战

在进行网页数据抓取（web scraping）时，我们通常会遇到各种数据格式。一种常见但容易令人困惑的情况是，网页的源代码（html）中并没有清晰的html标签来组织我们所需的数据，而是将完整的json格式数据直接嵌入到某个html元素（如<body>或<p>）的文本内容中。

例如，一个网页的HTML结构可能看起来像这样：

<html>
<body>
<p>[
  {
    "title1": "abc 123",
    "title2": "bca 321",
    "title3": "cba 213",
    "title4": {"title5": "title6", "title7": [ -17662.3456, 987621.7654]}
  },
  ...
]</p>
</body>
</html>

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在这种情况下，如果我们尝试使用rvest库的html_nodes()函数去查找像title4这样的"标签"，将会一无所获，因为title4并非HTML标签，而是JSON对象中的一个键。正确的做法是识别出内嵌的JSON字符串，并将其作为纯文本提取出来，再进行JSON解析。

2. 所需R包

为了解决这个问题，我们需要以下两个R包：

rvest: 用于从网页读取HTML内容并提取文本。
jsonlite: 用于解析JSON格式的字符串数据。

如果尚未安装，请使用以下命令安装它们：

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install.packages(c("rvest", "jsonlite"))

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3. 抓取并初步检查网页内容

首先，我们需要使用rvest库来加载目标网页。read_html()函数会读取URL并将其解析为一个HTML文档对象。

library(rvest)
library(jsonlite) # 提前加载jsonlite

# 示例URL，请替换为您的实际URL
# 注意：本示例使用了一个假设的URL，实际操作中请替换为包含JSON的真实网页
url <- "https://mywebsite.com/data.json" # 假设这是一个直接返回JSON的URL，或包含JSON的HTML页面
page <- read_html(url)

# 检查页面对象
print(page)
# 预期输出可能类似：
# {html_document}
# <html>
# [1] <body><p>[\n{\n"title1" : "abc 123",\n"title2" : "bca 321", ...

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从print(page)的输出中，我们可以看到JSON数据被包裹在HTML标签（如<body><p>）中。str(page)则会显示这是一个xml_document或html_document对象，而不是一个可以直接操作的JSON结构。

4. 提取原始JSON字符串

这是解决问题的关键一步。由于JSON数据是作为HTML元素（例如<p>标签）的文本内容存在的，我们需要使用html_text()函数来提取这些文本。如果JSON数据是整个页面的主要内容，直接对整个page对象使用html_text()即可。如果JSON数据位于某个特定的HTML标签内，则需要先定位到该标签，再提取其文本。

在本例中，假设JSON数据是页面主体内容，直接提取整个页面的文本通常是有效的：

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# 提取整个HTML文档的纯文本内容
json_string <- html_text(page)

# 打印前几行查看提取到的字符串
cat(substr(json_string, 1, 500)) # 打印前500个字符

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此时，json_string变量中存储的就是我们需要的完整JSON格式字符串。

5. 解析JSON数据

有了纯净的JSON字符串后，我们就可以使用jsonlite库的parse_json()函数来将其解析为R中的数据结构。

parse_json()函数会将JSON字符串转换为R的列表（list）结构。一个非常有用的参数是simplifyDataFrame = TRUE，它会尝试将嵌套的JSON对象和数组自动转换为R的数据框（data.frame），从而大大简化了后续的数据操作。

# 使用jsonlite解析JSON字符串
parsed_data <- parse_json(json_string, simplifyDataFrame = TRUE)

# 检查解析后的数据结构
str(parsed_data)

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通过str(parsed_data)的输出，我们可以清晰地看到JSON数据已经被成功转换为R中的列表和数据框的组合。例如，它可能显示parsed_data是一个包含多个观测值的列表，每个观测值又是一个包含title1、title2、title3和title4的数据框。而title4本身又是一个数据框，其中包含title5和title7。title7则是一个列表，每个元素是包含两个数值的向量。

6. 访问和整理目标数据

根据str(parsed_data)的输出，我们可以通过$符号逐级访问到我们感兴趣的数据。我们的目标是提取所有“块”中的title7数据，并将其整理成一个包含id、title7_1和title7_2列的数据框。

# 访问目标数据：parsed_data$title4$title7
# 此时parsed_data$title4$title7是一个列表，每个元素是一个包含两个数值的向量

# 将列表转换为矩阵
extracted_title7_matrix <- do.call(rbind, parsed_data$title4$title7)

# 将矩阵转换为数据框
final_df <- as.data.frame(extracted_title7_matrix)

# 为数据框的列命名
colnames(final_df) <- c("title7_1", "title7_2")

# 添加id列
final_df$id <- 1:nrow(final_df)

# 调整列的顺序以符合预期输出
final_df <- final_df[, c("id", "title7_1", "title7_2")]

# 打印最终结果
print(final_df)

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最终的final_df数据框将包含id、title7_1和title7_2三列，满足了我们对数据提取和整理的要求。

7. 注意事项与最佳实践

URL的准确性: 确保您提供的URL确实是包含目标JSON数据的页面。有时JSON数据是通过JavaScript动态加载的，直接抓取HTML可能无法获取到。在这种情况下，您可能需要检查浏览器的开发者工具（Network标签页）来找到实际加载JSON数据的API请求。
JSON结构的理解: 在解析之前，通过浏览器开发者工具或在线JSON格式化工具检查JSON的实际结构非常重要。这将帮助您理解数据的嵌套层级，从而正确地使用$符号进行访问。
错误处理: 在实际应用中，网页抓取容易遇到各种问题，例如网络连接失败、页面结构变化、JSON格式错误等。建议使用tryCatch或其他错误处理机制来提高代码的健壮性。
parse_json() vs fromJSON(): jsonlite包提供了parse_json()和fromJSON()两个函数。parse_json()更底层，返回R列表；fromJSON()则更高级，可以直接读取文件或URL，并尝试将JSON数据直接转换为数据框。对于复杂或嵌套结构，parse_json()结合simplifyDataFrame = TRUE通常更灵活，能更好地控制解析过程。
数据类型转换: jsonlite在解析时会尝试推断数据类型。如果JSON中的数值是字符串形式，或者存在混合类型，可能需要手动进行类型转换。
性能考虑: 对于非常大的JSON文件或频繁的抓取，考虑缓存数据或优化解析逻辑。