20241309实验四《Python程序设计》实验报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2413
姓名：梅良谦
学号：20241309
实验教师：王志强
实验日期：2025年5月14日
必修/选修：公选课

一、实验内容

（1）可选择的实验内容：

Python综合应用：爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。
例如：编写从社交网络爬取数据，实现可视化舆情监控或者情感分析。
例如：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
例如：利用Python库，基于OCR技术实现自动化提取图片中数据，并填入excel中。
例如：爬取天气数据，实现自动化微信提醒
例如：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
例如：编写小游戏：坦克大战、贪吃蛇、扫雷等等

（2）我选择的实验内容：实现12306自动查询余票

迈入大学以后，12306的使用次数逐渐增多，无论是开学、放假抑或是旅游时，脑海中总是会浮现一个问题：有票吗？而无论是手机的铁路12306app还是电脑上的网站，查询起来总是有些许的不方便，而且容易出错，比如本人五一假期时原本打算去找高中同学嗨皮，但是因为错误输入了出发日期导致没有买到票，就很难受，整好想到python的最后一次实验，于是想要用python的爬虫相关知识设计一个12306的自动查询余票的程序。

二、实验过程及结果

（一）、实验前的准备

1.pythoncharm安装requests库用于模拟浏览器向url地址发送请求

2.了解开发者工具的相关知识
3.获取各个城市对应的三字码的json文件，如下图：

4.考虑到用户的使用体验，安装prettytable模块，用于美化输出结果

（二）、实验实现的过程

1.获取车次信息：（爬虫）

通过浏览器抓包分析，车次信息在哪个url里面，通过开发者工具实现抓包，F12打开开发者工具，选择网络

点击网页查询按钮，得到返回的数据结果和标头信息

模拟浏览器对url地址发送请求
导入request模块，确定请求链接，发送请求，代码如下：

#导入数据请求模块
#导入数据请求模块
import requests
#确定请求链接
url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryU?leftTicketDTO.train_date=2025-06-06&leftTicketDTO.from_station=BJP&leftTicketDTO.to_station=HFH&purpose_codes=ADULT'
#模拟伪装
headers = {'Cookie':'_uab_collina=172708454695846491222171; JSESSIONID=164EA4674060E17C470B28D05BC17B5E; _jc_save_wfdc_flag=dc; _jc_save_fromStation=%u5317%u4EAC%2CBJP; _jc_save_toDate=2025-06-06; guidesStatus=off; highContrastMode=defaltMode; cursorStatus=off; route=495c805987d0f5c8c84b14f60212447d; BIGipServerotn=1591279882.50210.0000; BIGipServerpassport=887619850.50215.0000; _jc_save_toStation=%u5408%u80A5%2CHFH; _jc_save_fromDate=2025-06-06',
           'user-agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/137.0.0.0 Safari/537.36 Edg/137.0.0.0'}
#发送请求
response = requests.get(url=url,headers=headers)
print(response)

打印response出现下面情况说明发送请求成功：

response.json()获取响应json字典数据

2.解析获取到的数据，提取想要的车次信息

字典取值，返回车次相关信息，如下图

为了提取到车次，出发时间等我想要得到的数据，决定先用split进行分割，得到列表后通过索引位置获取我们想要的信息，代码和结果如下：

for i in  response.json()['data']['result']:
    #分割，再用列表取值
    print(i)
    index = i.split('|')
    a = 0
    for j in index:
        print(j,a,sep='--')
        a +=1
    print(index)
    break

根据索引位置得到想要的车次的相关信息的代码和结果如下图：

2.实现查询功能

读取json文件得到的是字符串数据，将其转化为字典数据便于根据键值对取值，紧接着输入出发的城市、到达的城市以及耗时，并将这些参数替换到url中，实现查询功能，完整代码和结果截图如下图：

import json
f = open('city.json',encoding='utf-8')
json_data =json.loads(f.read())
chufacity = input('请输入出发城市：')
daodacity = input('请输入到达城市：')
data = input('出发时间：')
import requests
#确定请求链接
url = f'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryU?leftTicketDTO.train_date={data}&leftTicketDTO.from_station={json_data[chufacity]}&leftTicketDTO.to_station={json_data[daodacity]}&purpose_codes=ADULT'
#模拟伪装
headers = {'Cookie':'_uab_collina=172708454695846491222171; JSESSIONID=8BDFA5C38B37A367093477D4BDEE327F; _jc_save_wfdc_flag=dc; _jc_save_fromStation=%u5317%u4EAC%2CBJP; guidesStatus=off; highContrastMode=defaltMode; cursorStatus=off; _jc_save_toStation=%u5408%u80A5%2CHFH; BIGipServerotn=1524171018.24610.0000; BIGipServerpassport=988283146.50215.0000; route=6f50b51faa11b987e576cdb301e545c4; _jc_save_fromDate=2025-06-07; _jc_save_toDate=2025-06-07',
           'user-agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/137.0.0.0 Safari/537.36 Edg/137.0.0.0'}
#发送请求
response = requests.get(url=url,headers=headers)
for i in  response.json()['data']['result']:
    index = i.split('|')
    checi = index[3]
    chufatime1 = index[8]#出发时间
    daodatime2 = index[9]#到达时间
    usetime = index[10]#用时
    tedengzuo = index[32]
    yidengzuo = index[31]
    erdengzuo = index[30]
    yingwo = index[28]
    yingzuo = index[29]
    wuzuo = index[26]
    ruanwo = index[23]
    dit = {'车次': checi,
           '出发时间': chufatime1,
           '到达时间': daodatime2,
           '用时': usetime,
           '特等座': tedengzuo,
           '一等座': yidengzuo,
           '二等座': erdengzuo,
           '软卧': ruanwo,
           '硬卧': yingwo,
           '硬座': yingzuo,
           '无座': wuzuo,
           }
    print(dit)

3.美化输出结果

导入prettytable模块，实例化一个tb对象，最后的代码和输出结果如下：

import json
f = open('city.json',encoding='utf-8')
json_data =json.loads(f.read())
chufacity = input('请输入出发城市：')
daodacity = input('请输入到达城市：')
data = input('出发时间：')
import requests
#确定请求链接
import prettytable as pt#导入prettytable模块，让打印的表格更加美观

url = f'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryU?leftTicketDTO.train_date={data}&leftTicketDTO.from_station={json_data[chufacity]}&leftTicketDTO.to_station={json_data[daodacity]}&purpose_codes=ADULT'
#模拟伪装
headers = {'Cookie':'_uab_collina=172708454695846491222171; JSESSIONID=8BDFA5C38B37A367093477D4BDEE327F; _jc_save_wfdc_flag=dc; _jc_save_fromStation=%u5317%u4EAC%2CBJP; guidesStatus=off; highContrastMode=defaltMode; cursorStatus=off; _jc_save_toStation=%u5408%u80A5%2CHFH; BIGipServerotn=1524171018.24610.0000; BIGipServerpassport=988283146.50215.0000; route=6f50b51faa11b987e576cdb301e545c4; _jc_save_fromDate=2025-06-07; _jc_save_toDate=2025-06-07',
           'user-agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/137.0.0.0 Safari/537.36 Edg/137.0.0.0'}
#发送请求
response = requests.get(url=url,headers=headers)
tb = pt.PrettyTable()
tb.field_names = ['车次',
           '出发时间',
           '到达时间',
           '用时',
           '特等座',
           '一等座',
           '二等座',
           '软卧',
           '硬卧',
           '硬座',
           '无座',]
for i in  response.json()['data']['result']:
    index = i.split('|')
    checi = index[3]
    chufatime1 = index[8]#出发时间
    daodatime2 = index[9]#到达时间
    usetime = index[10]#用时
    tedengzuo = index[32]
    yidengzuo = index[31]
    erdengzuo = index[30]
    yingwo = index[28]
    yingzuo = index[29]
    wuzuo = index[26]
    ruanwo = index[23]
    dit = {'车次': checi,
           '出发时间': chufatime1,
           '到达时间': daodatime2,
           '用时': usetime,
           '特等座': tedengzuo,
           '一等座': yidengzuo,
           '二等座': erdengzuo,
           '软卧': ruanwo,
           '硬卧': yingwo,
           '硬座': yingzuo,
           '无座': wuzuo,
           }
    tb.add_row([checi,chufatime1, daodatime2,usetime, tedengzuo,yidengzuo, erdengzuo, ruanwo, yingwo,yingzuo, wuzuo,])
print(tb)

（三）、程序运行视频

视频录制和程序编写完成不在同一天因为失败太多次导致12306不给我发登录验证码了

三、实验改进

在完成上述的查票程序后，我突然想到12306本身的查票系统已经比较便捷，上述编写的程序可能用处没有想象中那么大，只是减少了打开网页和各个网页点击的步骤，因此我想到能否让程序自动运行浏览器，完成12306的账号登录和车次查询呢，如果可以实现，那么将会避开购票时繁琐的登录和查票环节（比较账号和密码十分容易遗忘），为此我又进行了下面的实验：

（一）、实验前的准备（学习了相关知识，下面只选取了程序中用到的）

1. Selenium 相关库

webdriver：Selenium 的核心模块，用于控制浏览器驱动。
By：提供多种元素定位方式。
WebDriverWait + EC：显式等待模块，用于智能等待页面元素加载或状态变更。
Keys：模拟键盘操作（用于后续的回车操作）。

2.time 库

用于添加固定等待时间，确保网页能够顺利加载完成。

3.显式等待原理

WebDriverWait(driver, timeout, poll_frequency=0.5)：
timeout：最长等待时间（秒）
poll_frequency：检查条件的间隔时间（默认 0.5 秒）
until(method, message='')：持续检查

4.常见等待条件

element_to_be_clickable(locator)：元素可点击。

5.定位器

(By.CSS_SELECTOR, '#J-userName')：使用 CSS 选择器定位元素，#J-userName 表示 ID 为 J-userName 的元素。

（二）、实验过程

1.导入各种库

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.keys import Keys
from selenium.webdriver.common.by import By
from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
import time

2.驱动浏览器并打开12306登录界面

driver = webdriver.Edge()
driver.get('https://kyfw.12306.cn/otn/resources/login.html')

3.利用开发者工具获取元素id实现定位

4.模拟用户进行点击，输入等操作

 try:
    # 打开12306登录页面
    driver.get('https://kyfw.12306.cn/otn/resources/login.html')
    username_input = WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '#J-userName'))
    )
    username_input.send_keys('17355018398')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#J-password').send_keys('mlq061015')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#J-login').click()
    card_input = WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '#id_card'))
    )
    card_input.send_keys('6016')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#verification_code').click()

5.考虑到用户登录12306需要手机验证码，因此要求用户输入验证码，顺便输入出发城市，到达城市和到达日期

yanzhengma = input('输入手机验证码')
    chufacity = input('请输入出发城市：')
    daodacity = input('请输入到达城市：')
    data = input('出发时间：')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#code').send_keys(yanzhengma)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#sureClick').click()
    WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.presence_of_element_located((By.CSS_SELECTOR, '#link_for_ticket'))
    )
    print("登录成功！")
    time.sleep(5)

完成登录

6.点击车票预定，进行选中，清空选择框内的内容，重新输入，回车操作

driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#link_for_ticket').click()
    time.sleep(5)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').send_keys(chufacity)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').send_keys(daodacity)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').send_keys(data)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#query_ticket').click()

实现查询功能

7.设计异常情况处理的代码

except Exception as e:
    print(f"登录失败: {e}")
finally:
    input("按回车键关闭浏览器...")
    driver.quit()

（三）、实现代码和运行视频截图如下：

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.keys import Keys
from selenium.webdriver.common.by import By
from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
import time
driver = webdriver.Edge()
try:
    # 打开12306登录页面
    driver.get('https://kyfw.12306.cn/otn/resources/login.html')
    username_input = WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '#J-userName'))
    )
    username_input.send_keys('17355018398')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#J-password').send_keys('mlq061015')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#J-login').click()
    card_input = WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '#id_card'))
    )
    card_input.send_keys('6016')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#verification_code').click()
    yanzhengma = input('输入手机验证码')
    chufacity = input('请输入出发城市：')
    daodacity = input('请输入到达城市：')
    data = input('出发时间：')
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#code').send_keys(yanzhengma)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#sureClick').click()
    WebDriverWait(driver, 10).until(
        EC.presence_of_element_located((By.CSS_SELECTOR, '#link_for_ticket'))
    )
    print("登录成功！")
    time.sleep(5)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#link_for_ticket').click()
    time.sleep(5)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').send_keys(chufacity)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#fromStationText').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').send_keys(daodacity)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#toStationText').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').click()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').clear()
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').send_keys(data)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#train_date').send_keys(Keys.ENTER)
    driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, '#query_ticket').click()
except Exception as e:
    print(f"登录失败: {e}")
finally:
    input("按回车键关闭浏览器...")
    driver.quit()

视频录制和程序编写完成不在同一天因为失败太多次导致12306不给我发登录验证码了

四、实验中遇到的问题

本次实验的过程真的遇到了很多很多问题，即使提前学习了相关的知识，浏览了相关内容的视频，在真正编写代码的过程中还是漏洞百出，以至于这次实验拖了这么长时间才提交，一方面是因为我的准备时间没有把握好，学习前置的知识用的时间过长，另一方面则是因为编写代码的过程频频出错，甚至现在的这份实验报告只能算是一份残缺版吧，因为本来是打算给第一个查票程序设计一个精美的图形界面的，但是最后运行以后总是无法得到想要的效果，我尝试过用TKinter和pYQt5，但是都没有把图形界面很好的呈现出来，可能是因为功夫还没有学到家吧，我也没有打算随便做一个简陋的图形界面交到实验里，不然这么多天也是白学了，所以还是决定先把图形界面删掉，等暑假的时候再给补上，下面是一些遇到的问题（很多很多，这里只举三例代表一下）：

问题一：获取网站信息时无法成功获取；
解决方案：发现是因为12306网站有反爬，需要模拟用户。
问题二：不知道如何从获取的信息中截取想要的信息；
解决方案：通过观看b站的视频，想到分割得到列表后用索引来提取想要的信息。
问题三：在进行第二个实验时，发现程序运行时浏览器一打开后立马关闭；
解决方案：询问ai后得知是因为程序运行完后自动结束了。

五、实验感想

这次实验是我第一次尝试运用所学的知识去解决生活中的问题，真正的让知识服务于生活，无论是一开始选择实验内容时的迷茫，担心自己能力达不到无法完成，还是实验过程中一次又一次的程序报错和运行结果出错，抑或是最后实验完成程序运行成功的喜悦和激动，我认为都是我这一学期的python课程的一种收获，相信有了这一次的实践，以后我也会多多思考能否用python去解决生活中的各种各样的问题，感觉第一次头一次真正进入了互联网的世界！

六、课程总结

一学期的python课程转眼间就落下了帷幕，依稀记得当初上学期期末选课的时候，在众多的课程中看到了这门python公选课，觉得无论如何也要学一学，不然容易跟不上时代啥的，也希望能学到一些真正实用的知识，在朋友面前装一装也挺好的，就是在这种既可笑又有看可取之处（个人认为）的想法下，我拉着几个人一起选了王老师的这门python课程，事实证明，当初的选择是有几分智慧的，一学期的课程下来我确实学到了很多，不仅是因为王老师幽默轻松的课堂氛围让我有亦师亦友的感觉，更是因为我感觉到python确实是一门很有趣的课程，虽然折磨人的时候也特别折磨人，但是是属于那种打一棒子给个甜枣的类型，不得不说程序运行成功的“甜枣”确实很有吸引力。当然在学习的过程中也十分感谢王老师对我的关心和指导，尤其印象深刻的是这学期的中旬，那时候因为院团学的工作比较多，耽误了课程的学习，中途几次做实验做不明白，去找王老师请教的时候被您当场看出了我操作的生疏，告诫我要好好学习，于是我向您解释了我学习落后的原因，当时的我正在被院团学工作和学习两者之间的关系所困扰，您明确的告诉我要先把学习抓好，大学生的本职任务就是学习。事后我认真思考了老师的话，最终将重心慢慢的偏移到学业上，也逐渐跟上了课程，但是院团学的工作我也没有放下，我发现专注学习后工作的效率也提升了不少，可能是因为学习使得我更加专注，不容易被外界打扰吧，总之我自认为勉强做到了学习与工作的平衡，十分感谢王老师在我迷茫时的指导。如果以后还有王老师的选修课，还是希望能跟王老师再续师生情。最后也是搬上最后一节课的图片，希望自己以后脚踏实地，不断奋斗，未来繁花似锦，也祝愿王老师以后工作顺利，幸福美满。借用我的桌面的一句话，希望日子和我们都一直熠熠生辉

！！！完结撒花！！！

posted @ 2025-06-09 19:14 灯火忽已晚阅读(39) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部

mlq061015

20241309实验四《Python程序设计》实验报告

一、实验内容

（1）可选择的实验内容：

（2）我选择的实验内容：实现12306自动查询余票

二、 实验过程及结果

（一）、实验前的准备

（二）、实验实现的过程

1.获取车次信息：（爬虫）

2.解析获取到的数据，提取想要的车次信息

2.实现查询功能

3.美化输出结果

（三）、程序运行视频

三、实验改进

（一）、实验前的准备（学习了相关知识，下面只选取了程序中用到的）

1. Selenium 相关库

2.time 库

3.显式等待原理

4.常见等待条件

5.定位器

（二）、实验过程

1.导入各种库

2.驱动浏览器并打开12306登录界面

3.利用开发者工具获取元素id实现定位

4.模拟用户进行点击，输入等操作

5.考虑到用户登录12306需要手机验证码，因此要求用户输入验证码，顺便输入出发城市，到达城市和到达日期

6.点击车票预定，进行选中，清空选择框内的内容，重新输入，回车操作

7.设计异常情况处理的代码

（三）、实现代码和运行视频截图如下：

四、实验中遇到的问题

五、实验感想

六、课程总结

！！！完结撒花！！！

公告

二、实验过程及结果