正则表达式虽然可以处理包含了诸如 HTML 或 XML 内容的字符串，但只能根据文本的
特征匹配字符串，而忽略字符串所包含的内容的真实格式。为了解决这个问题，Python 引入
XPath 以及支持 XPath 的第三方库 lxml，专门对 XML 或 HTML 格式的数据进行解析。接下来，
本节将针对 XPath 和 lxml 的相关内容进行详细介绍。
一、XPath 简介
XPath 即 XML 路径查询语言（XML Path Language），是一种用于确定 XML 文档中部分
节点位置的语言。它起初只支持搜索 XML 文档，更新后能支持搜索 HTML 文档。截至完稿
时，XPath 的最新版本为 XPath3.1。
那么 XPath 是如何搜索 XML 或 HTML 文档呢？其实 XPath 基于 XML 或 HTML 的节点
树，沿着节点树的节点关系定位到目标节点所在的位置，并选取节点或节点集。为了形象地
描述出搜索节点的路径，XPath 提供了简洁明了的路径表达式，通过路径表达式可以快速地定
位与选取 XML 或 HTML 文档中的一个节点或者一组节点集。
与正则表达式相比，路径表达式的搜索方式大不相同。在这里，我们借用一个形象的例
子进行比较。假如我们把选取目标节点比作找金燕龙办公楼。如果我们通过正则表达式查找，
则正则表达式会告诉我们办公楼有哪些特征，办公楼的左边有哪些建筑、右边有哪些建筑。
这样的描述限定的查找范围比较宽泛，查找起来比较烦琐。如果我们通过路径表达式查找，
则路径表达式会直接告诉我们办公楼的具体位置，即中国北京市昌平区建材城西路金燕龙办
公楼。这样的描述更加精准、更易查找。
路径表达式描述了从一个节点到另一个节点或一组节点的路径。这些路径与在常规的计算
机文件系统中见到的路径非常相似。例如，“/学生名单/班级/学生/籍贯”就是一个路径表达式，
该路径表达式也是用“/”字符进行分隔的，只不过它分隔的是节点，而不是目录。接下来，通
过一张示意图来描述 XML 文档、XML 节点树与路径表达式的关系，具体如图 4-1 所示。
在图 4-1 中，从左到右、从上到下依次为 XML 文档、XML 节点树和路径表达式。其中，
路径表达式为“/bookstore/book/price”，它对应的路径为 XML 节点树中加粗的线条，用于选
取节点<price>对应的文本 39.95。
二、XPath 语法
我们如果要编写一个路径表达式，则要先了解 XPath 的语法，如此才能使用路径表达式
正确地选取节点。路径表达式会从某个节点开始沿着节点树查找节点，直至找到目标节点。
由于节点的多样性，为了帮助开发人员快速选取目标节点，XPath 提供了一套语法规则。下面
从选取节点、谓语、选取未知节点、选取若干路径这 4 个方面介绍 XPath 的语法。
1．选取节点
选取节点是最基础的操作之一。节点所在的路径既可以从根节点开始，也可以从任意位
置开始。选取节点的表达式如表 4-3 所示。
接下来，以 XML 文档 bookstore.xml 为例，为大家演示如何使用表 4-3 中的表达式选取
XML 文档中的节点。bookstore.xml 的具体内容如下。
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<bookstore>
<book>
<title lang="eng">Harry Potter</title>
<price>29.99</price>
</book>
<book>
<title lang="eng">Learning XML</title>
<price>39.95</price>
</book>
</bookstore>选取节点的示例代码如下。
1 bookstore # 选取 bookstore 的所有子节点
2 /bookstore # 选取根节点 bookstore
3 bookstore/book # 从根节点 bookstore 开始，向下选取名为 book 的所有子节点
4 //book # 从任意节点开始，选取名为 book 的所有子节点
5 bookstore//book # 从 bookstore 的后代节点中，选取名为 book 的所有子节点
6 //@lang # 选取所有名为 lang 的属性节点
在上述代码中，第 3 行、第 4 行的路径表达式具有相同的功能，都可以选取节点 book 的所
有子节点。前者是从根节点开始沿着路径向下选取的，后者是从节点树的任意位置开始选取的。
2．谓语
谓语是为路径表达式附加的条件，主要用于筛选当前被处理的节点集，选取出满足某个
特定条件的节点，或者包含了指定属性或值的节点。谓语会嵌入方括号中，位于要补充说明
的节点后面。带谓语的路径表达式的语法格式如下：
节点[谓语]
在上述格式中，方括号中的谓语可以是整数、属性、函数，也可以是整数、属性、函数
与运算符组合的表达式。如果谓语是整数（从 1 开始），则这个数值将作为位置，用于从节点
集中选取与该位置对应的节点；如果是属性，则会从节点集中选取包含该属性的节点；如果
是函数，则会将该函数的返回值作为条件，从节点集中选取满足条件的节点。常用的 XPath
函数如表 4-4 所示。
接下来，以前面的 bookstore.xml 为例，为大家演示带谓语的路径表达式的用法，具体代
码如下。
/bookstore/book[1] # 选取属于 bookstore 子节点的第 1 个 book 节点
/bookstore/book[last()] # 选取属于 bookstore 子节点的最后一个 book 节点
/bookstore/book[last()-1] # 选取属于 bookstore 子节点的倒数第 2 个 book 节点
/bookstore/book[position()<3] # 选取属于 bookstore 子节点的前两个 book 节点
//title[@lang] # 选取所有的属性名称为 lang 的 title 节点
//title[@lang= 'eng'] # 选取所有的属性名称为 lang 且属性值为 eng 的 title 节点
# 选取子节点 price 的值大于 35.00，且父节点为 bookstore 的所有 book 节点
/bookstore/book[price>35.00]
# 选取属于 book 的所有子节点 title，且节点 book 的子节点 price 的值必须大于 35.00
/bookstore/book[price>35.00]/title3．选取未知节点
| 通配符/函数 | 说明 |
| * |
匹配任何元素节点
|
| @* |
匹配任何属性节点
|
| node() |
匹配任何类型的节点
|
XPath 提供了选取未知节点的通配符和函数，关于它们的说明如表 4-5 所示。
以前面的 XML 文档为例，演示表 4-5 中通配符和函数的用法，具体代码如下。
/bookstore/* # 选取属于 bookstore 的所有子节点
//* # 选取文档中的所有节点
//title[@*] # 选取所有带有属性的节点 title4．选取若干路径
在 XPath 中，我们可以使用“|”运算符连接多个路径表达式，根据多个路径选取对应的
节点。以前面的 XML 文档为例，演示“|”运算符的用法，具体代码如下。
//book/title | //book/price # 选取属于 book 的子节点 title 和 price
//title | //price # 选取所有 title 节点和 price 节点
# 选取属于/bookstore/book/的所有 title 节点和文档中的所有 price 节点
/bookstore/book/title | //price
