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R语言中从HTML页面提取并解析内嵌JSON数据

DDD

发布： 2025-10-02 11:09:00

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R语言中从HTML页面提取并解析内嵌JSON数据

本文详细阐述了在R语言中如何处理HTML页面内嵌的JSON数据。通过结合rvest包获取页面文本内容，并利用jsonlite包解析JSON字符串，可以高效地从非标准HTML结构中提取所需的嵌套数据，尤其适用于那些将JSON作为纯文本内容嵌入到HTML中的场景，最终将复杂数据转换为R中的数据框或矩阵以便进一步分析。

引言：R语言中处理HTML内嵌JSON数据的挑战

在进行网络数据抓取时，我们经常会遇到数据以json格式存在，但却被嵌入到html页面中的情况。传统的rvest包的html_nodes()函数主要用于选择html标签和属性，对于直接以纯文本形式存在于html结构中的json数据则束手无策。例如，当一个网页的源代码看起来像一个json数组，但被read_html()加载后，它被视为html文档中的一个文本节点，而不是可供html_nodes()直接查询的结构。此时，理解如何正确地提取并解析这些内嵌的json数据，是r语言网络爬虫的关键技能。

准备工作：所需R包

为了完成这项任务，我们需要用到以下两个R包：

rvest: 用于从网页读取HTML内容。
jsonlite: 用于解析JSON格式的字符串。

如果尚未安装，可以通过以下命令进行安装：

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

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第一步：获取HTML页面内容

首先，我们需要使用rvest包中的read_html()函数来加载目标网页。即使页面内容看起来像是纯JSON，read_html()也会尝试将其解析为HTML文档结构。

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

# 假设目标URL是包含JSON数据的页面
# 请替换为实际的URL
url <- "https://mywebsite.com/data.json" # 示例URL，实际可能指向一个包含JSON的HTML页面
page_content <- read_html(url)

# 此时的page_content是一个html_document对象
# 它的内部可能包含一个<body>或<p>标签，其中包含了JSON字符串
print(page_content)

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通过print(page_content)，你可能会看到类似<body><p>[{"title1":"abc 123", ...}]</p></body>的输出，这表明JSON数据被当作HTML中的普通文本内容。

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第二步：提取原始JSON字符串

由于JSON数据被视为HTML文档中的文本内容，我们不能直接使用html_nodes()来选择它。相反，我们需要使用html_text()函数来提取整个HTML文档的文本内容。这个函数会返回一个包含HTML文档中所有可见文本的字符串，其中就包括了我们想要的JSON字符串。

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

# 打印部分字符串以确认是否包含JSON数据
head(json_string, 500) # 打印前500个字符

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这一步的关键在于，html_text()能够获取到包含JSON数据的完整字符串。如果HTML页面中包含其他不相关的文本，你可能需要进一步处理json_string，例如使用正则表达式grep或gsub来精确提取JSON部分。但在许多情况下，如果页面主体就是JSON，直接提取即可。

第三步：解析JSON数据

获得了原始的JSON字符串后，下一步就是使用jsonlite包的parse_json()函数将其解析为R中的数据结构。parse_json()函数可以将JSON字符串转换为R的列表（list）或数据框（data frame）等对象。

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一个非常有用的参数是simplifyDataFrame = TRUE。当JSON结构允许时，它会尝试将嵌套的JSON对象自动简化为数据框，这大大方便了后续的数据处理。

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

# 查看解析后的数据结构
str(parsed_data)

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此时，parsed_data通常会是一个列表或数据框，其结构与原始JSON的层级结构相对应。例如，如果JSON是一个数组，parsed_data可能是一个数据框或一个包含多个列表元素的列表。

第四步：提取并整理特定嵌套数据

根据原始JSON的结构，我们现在可以访问和提取所需的特定数据。以问题中提到的"title7"为例，它是一个嵌套在"title4"中的列表，每个元素又是一个包含两个数值的向量。

# 访问嵌套的title4和title7数据
title7_list <- parsed_data$title4$title7

# title7_list现在是一个列表，每个元素是一个数值向量
# 我们可以使用do.call(rbind, ...)将其转换为一个矩阵
final_result <- do.call(rbind, title7_list)

# 将矩阵转换为数据框，并添加ID列和有意义的列名
final_df <- as.data.frame(final_result)
colnames(final_df) <- c("title7_1", "title7_2")
final_df$id <- 1:nrow(final_df) # 添加一个ID列
final_df <- final_df[, c("id", "title7_1", "title7_2")] # 重新排序列

# 打印最终结果
print(final_df)

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这段代码首先通过parsed_data$title4$title7访问到包含所有title7数据的列表。然后，do.call(rbind, ...)是一个非常方便的技巧，可以将一个由向量组成的列表绑定成一个矩阵，从而将嵌套的数值数据扁平化。最后，将矩阵转换为数据框并进行列名和ID的整理，使其符合最终期望的输出格式。

完整示例代码

下面是整合上述所有步骤的完整示例代码：

library(rvest)
library(jsonlite)
library(dplyr) # 用于数据框操作，如select、mutate等

# 1. 模拟一个包含JSON的HTML页面（实际操作中替换为真实URL）
# 注意：这里为了演示，我直接创建了一个包含JSON字符串的HTML内容
# 实际URL可能直接返回JSON，但read_html仍可能将其包装在HTML标签内
# 假设我们访问的URL内容如下：
# [
#   {
#     "title1" : "abc 123",
#     "title2" : "bca 321",
#     "title3" : "cba 213",
#     "title4" : {"title5": "title6", "title7": [ -17662.3456, 987621.7654]}
#   },
#   {
#     "title1" : "aec 183",
#     "title2" : "bga 351",
#     "title3" : "cha 293",
#     "title4" : {"title5": "title6", "title7": [ -1621626123.23234, 652238322.122]}
#   }
# ]
# 为了模拟read_html的行为，我们假设它被包装在<p>标签内
mock_html_content <- '<html><body><p>[\n{\n"title1" : "abc 123",\n"title2" : "bca 321",\n"title3" : "cba 213",\n"title4" : {"title5": "title6", "title7": [ -17662.3456, 987621.7654]}\n},\n{\n"title1" : "aec 183",\n"title2" : "bga 351",\n"title3" : "cha 293",\n"title4" : {"title5": "title6", "title7": [ -1621626123.23234, 652238322.122]}\n}\n]</p></body></html>'

# 使用read_html加载（如果是真实URL，直接 read_html(url) 即可）
# 对于模拟内容，可以使用read_html(charToRaw(mock_html_content)) 或 read_html(paste0("data:text/html,", URLencode(mock_html_content)))
# 更直接的方式是利用rvest的html_parse功能
page_content <- read_html(mock_html_content)

# 2. 提取原始JSON字符串
json_string <- html_text(page_content)

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

# 4. 提取并整理特定嵌套数据
# 访问title4下的title7列表
title7_list <- parsed_data$title4$title7

# 将列表中的向量绑定为矩阵
final_matrix <- do.call(rbind, title7_list)

# 转换为数据框，并添加id和有意义的列名
final_df <- as.data.frame(final_matrix) %>%
  rename(title7_1 = V1, title7_2 = V2) %>%
  mutate(id = row_number()) %>%
  select(id, title7_1, title7_2) # 调整列顺序

# 打印最终结果
print(final_df)

# 期望输出：
#   id      title7_1    title7_2
# 1  1 -1.766235e+04    987621.8
# 2  2 -1.621626e+09 652238322.1

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注意事项与总结

数据源的识别：在开始爬取之前，最好通过浏览器的开发者工具（F12）查看页面的“网络”或“源代码”选项卡，确认目标数据是以纯JSON形式存在还是作为HTML元素的一部分。如果直接返回的是application/json类型的响应，jsonlite::fromJSON(url)可能更直接。但如果JSON被包裹在HTML标签内，则本文的方法是正确的选择。
错误处理：在实际的网络爬虫中，需要考虑网络连接失败、页面结构变化、JSON格式错误等情况。可以加入tryCatch语句来增强代码的健壮性。
simplifyDataFrame的局限性：simplifyDataFrame = TRUE在许多情况下非常方便，但对于过于复杂或不规则的JSON结构，它可能无法完全扁平化所有数据。此时，你可能需要手动遍历列表，逐步提取和整理数据。
数据清洗：提取到的数据可能仍需进一步清洗和转换，例如日期格式转换、缺失值处理等。
效率考量：对于大规模数据，考虑使用data.table包进行高效的数据操作，或者优化JSON解析逻辑以提高性能。