Python版与Java版城市天气信息爬取对比分析

Python版与Java版城市天气信息爬取对比分析

摘要： 本研究通过Python版与Java版爬取城市天气信息对比分析，旨在激发学生学习兴趣，深入理解数据采集、清洗、分析到可视化的完整流程。同时，通过对比分析两种语言的实现，促使学生更好地理解与掌握Python与Java的异同。研究结果表明，本课程设计有效地激发了学生的兴趣，并得到了学生的认可。

关键词： Python, Java, 爬取, 解析, JSON, 折线图

一、引言

大数据专业学生在动态网站设计与开发课程学习中，已经能够利用JSP知识开发基于后台数据库操作的动态网站。然而，本课程旨在通过实际案例激发学生的兴趣，引导他们更深入地理解与掌握数据处理流程。通过Python与Java两种语言的对比，提升学生对编程语言异同的理解，培养综合编程能力。

二、课程引入

课程以手机上的城市天气查询与趋势预报为切入点，引导学生思考是否能够通过编写程序自行查询城市天气信息，并绘制未来最高与最低气温的折线图。通过学生的积极响应，引导他们逐步学习Python与Java两种语言的实现，并最终对比分析两者的优劣。

三、解决思路

1. Python实现：

   • 通过城市名获取城市代码，利用requests库爬取指定网页内容。
   • 利用城市代码访问国家气象局提供的接口，获取城市天气信息。

2. Java实现：

   • 利用HttpURLConnection类爬取网页内容。
   • 利用json库解析json字符串，获取城市天气信息。

四、Python版查询城市天气信息程序

# 省略部分代码...

# 绘制未来气温折线图
def drawTemperatureLineChart(cityCode):
    temperatures = getTemperatures(cityCode)
    if len(temperatures.keys()) > 0:
        dates = []
        highs = []
        lows = []
        for key in temperatures:
            dates.append(key)
            highs.append(temperatures[key][0])
            lows.append(temperatures[key][1])
        fig = plt.figure(dpi=81, figsize=(5,4))
        plt.xlabel('Date (YYYY-MM-DD)', fontsize = 10)
        plt.ylabel("Temperature (℃)", fontsize=10)
        fig.autofmt_xdate()
        plt.plot(dates, highs, c='red', alpha=0.5)
        plt.plot(dates, lows, c='blue', alpha=0.5)    

# 省略部分代码...

cityName = input('输入城市名：')
cityCode = getCityCode(cityName)
printWeatherInfo(getWeatherInfo(cityCode))
printTemperatures(getTemperatures(cityCode))
drawTemperatureLineChart(cityCode)

五、Java Web版查询城市天气信息程序

<!--省略部分代码...-->

<%!
    // 省略部分代码...
%>

<%
    // 设置请求对象字符编码
    request.setCharacterEncoding("utf-8");
    // 获取表单提交的数据（城市名）
    String cityName = request.getParameter("city_name");
    // 输出天气信息
    HashMap<String, String> weather = getWeatherInfo(cityName);
    for (String key: weather.keySet()) {
        out.print(key + weather.get(key) + "<br/>");
    }
%>

六、对比分析

通过对比分析Python与Java两种实现方式，发现Python相较于Java更简洁、直观。Python在爬取网页内容和处理json时更为便利，尤其对于初学者更易上手。Python在数据科学、Web开发等领域的广泛应用也使其成为热门编程语言。

七、结论与展望

本研究设计的课程成功地激发了学生的学习兴趣，通过实际案例深入理解了数据处理流程。对Python与Java两种语言的异同进行对比分析，促使学生更好地理解与掌握两者。未来，可以进一步拓展课程内容，引入更多实际案例，培养学生的实际问题解决能力。