Python操作Excel

一、Excel简介

​ Excel是Microsoft（微软）为使用Windows和macOS操作系统开发的一款电子表格软件。Excel凭借其直观的界面、出色的计算功能和图表工具，再加上成功的市场营销，一直以来都是最为流行的个人计算机数据处理软件。当然，Excel也有很多竞品，例如Google Sheets、LibreOffice Calc、Numbers等，这些竞品基本上也能够兼容Excel，至少能够读写较新版本的Excel文件，当然这些不是我们讨论的重点。掌握用Python程序操作Excel文件，可以让日常办公自动化的工作更加轻松愉快，而且在很多商业项目中，导入导出Excel文件都是特别常见的功能。

​ Python操作Excel需要三方库的支持，如果要兼容Excel 2007以前的版本，也就是xls格式的Excel文件，可以使用三方库xlrd和xlwt，前者用于读Excel文件，后者用于写Excel文件。

​ 如果使用较新版本的Excel，即操作xlsx格式的Excel文件，可以使用openpyxl库，当然这个库不仅仅可以操作Excel，还可以操作其他基于Office Open XML的电子表格文件。

​ openpyxl并不支持操作Office 2007以前版本的Excel文件。

1.1 xls和xlsx和csv有什么区别

• 文件格式不同
  • xls是一个特有的二进制格式，其核心结构是复合文档类型的结构，而xlsx的核心结构是XML类型的结构，采用的是基于XML的压缩方式，使其占用的空间更小。xlsx中最后一个x的意义就在于此。
• 版本不同
  • xls是Excel 2007及以前版本生成的文件格式。
  • xlsx是Excel 2007及以后版本生成的文件格式。
• 兼容性不同
  • xlsx格式是向下兼容的，可兼容xls格式。
• csv是文本文件，用记事本就能打开。

1.2 安装第三方库

1.2.1 库的分类

• 系统模块

  • 是Python自带的模块，无需安装可以直接导入使用，如：math,random,csv,json,pickle,string…

• 自定义模块

  • 自定义的py文件就是一个模块，需要先创建文件，再导入

• 第三方模块

  • 需要先安装，然后再去使用，如:xlwt,xlrd,openpyxl…

1.2.2 Pycharm中安装

• 按住Ctrl+Shift+S，打开菜单，然后再左侧的菜单中选择 Project：xxx，然后选择Project Interpreter，再点击右侧的+，在新窗口中输入要安装的库名，并选择，最后点击Install Package，然后OK

1.2.3 命令行安装

打开cmd窗口，输入pip install xxx，安装，该方式默认安装最新版，

制定版本安装：pip install xxx==1.4.1

二、操作xls格式的Excel文件

做了解

2.1 读取Excel文件

例：在当前工程的data文件夹下有一个名为阿里巴巴2020年股票数据.xls的Excel文件，如果想读取并显示该文件的内容，可以通过如下所示的代码来完成。

• 导入xlrd包

import xlrd

• 打开Excel文件，得到一个工作簿对象

wb = xlrd.open_workbook(r"data/阿里巴巴2020年股票数据.xls")
print(wb)  # <xlrd.book.Book object at 0x0000024CBAEE5190>

打印结果是一个工作簿对象

• 获取工作簿中的工作表名

sheet_names = wb.sheet_names()
print(sheet_names)  # ['股票数据', 'test1', 'test2']

• 获取工作表对象

  • 方法一：根据工作表名称获取对象

  sheet1 = wb.sheet_by_name("股票数据")
  print(sheet1)  # Sheet  0:<股票数据>
  print(type(sheet1))  # <class 'xlrd.sheet.Sheet'>,类型为工作表对象
  

  • 方法二：根据索引获取对象

  sheet2 = wb.sheet_by_index(0)
  print(sheet2)  # Sheet  0:<股票数据>
  

• 获取单元格对象

  • xlrd和xlwt的操作中：
    • row（行），在Excel中，索引为1、2、3、4。。。；对应Python中索引为0、1、2、3。。。
    • col（列），在Excel中，索引为A、B、C、D。。。；对应Python中索引为0、1、2、3。。。
    • 语法：sheet.cell(row,col)

cell1 = sheet1.cell(0, 0)  # 对应单元格A1
print(cell1)  # text:'Date'
print(type(cell1))  # <class 'xlrd.sheet.Cell'>,类型为单元格对象

• 获取单元格的值

  • 方式一：先获取单元格对象，在通过Value属性访问单元格的值

  cell = sheet1.cell(0, 0)
  v1 = cell.value
  print(v1)  # Date
  print(type(v1))  # <class 'str'>
  

  • 方式二：直接调用cell_value(row,col)方法取值

  v2 = sheet1.cell_value(0, 0)
  print(v2)  # Date
  print(type(v2))  # <class 'str'>
  

• 获取某行的某几列的数据

  • 方法一：调用row_values(row,col1,col2)方法，获取row行的col1到col2的数据，左闭右开，返回结果是一个列表，其中的元素是字符串

  result1 = sheet1.row_values(0, 0, 2)
  print(result1)  # ['Date', 'High']
  print(type(result1))  # <class 'list'>
  

  • 参数col1和col2可以省略，即结果为返回某行的数据

  result2 = sheet1.row_values(0)
  print(result2)  # ['Date', 'High', 'Low', 'Open', 'Close', 'Volume', 'Adj Close']
  

  • 方法二：调用row_slice(row,col1,col2)方法，获取row行的col1到col2的数据，左闭右开，返回结果是一个列表，其中的元素是单元格对象

  result3 = sheet1.row_slice(0, 0, 2)
  print(result3)  # [text:'Date', text:'High']
  print(type(result3))  # <class 'list'>
  

  • 同理，参数col1和col2可以省略，即结果为返回某行的数据

  result4 = sheet1.row_slice(0)
  

2.2 写入Excel文件

​ 写入Excel文件可以通过xlwt 模块的Workbook类创建工作簿对象，通过工作簿对象的add_sheet方法可以添加工作表，通过工作表对象的write方法可以向指定单元格中写入数据，最后通过工作簿对象的save方法将工作簿写入到指定的文件或内存中。

• 导入xlwt包

import  xlwt

• 创建一个新的空的工作簿对象

wb = xlwt.Workbook()

• 向工作簿中添加一张工作表，返回工作表对象

sheet = wb.add_sheet("学生信息表")

• 向工作表中写入数据

  • 写法一：直接写入；语法：sheet.write(row,col,value)

  sheet.write(0, 0, "name")
  sheet.write(0, 1, "age")
  sheet.write(0, 2, "score")
  

  • 写法二：for循环写入

  title_list = ["name", "age", "score"]
  for i in range(len(title_list)):
      sheet.write(1, i, title_list[i])
  

• 保存工作簿

wb.save(r"data/Student.xls")

三、操作xlsx格式的Excel文件

​ openpyxl库用于操作2007年之后的office软件。主要指用于操作.xlsx文件

​ 安装命令：

pip install openpyxl

​ openpyxl的优点在于，当我们打开一个Excel文件后，既可以对它进行读操作，又可以对它进行写操作，而且在操作的便捷性上是优于xlwt和xlrd的。此外，如果要进行样式编辑和公式计算，使用openpyxl也远比上一个章节我们讲解的方式更为简单，而且openpyxl还支持数据透视和插入图表等操作，功能非常强大。

注意：有一点需要再次强调，openpyxl并不支持操作Office 2007以前版本的Excel文件。

3.1 概念简述

• 对象

对象名	说明
Workbook	代表一个Excel工作薄，即文件
Worksheet	代表一个Excel工作薄中的一页（sheet），即工作表
Cell	代表最简单的一个单元格

• Workbook对象涉及属性

Workbook对象的属性	说明
active	获取当前活跃的Worksheet，即工作簿关闭前的那一个工作表
worksheets worksheets[index]	以列表的形式返回所有Worksheet 以列表的形式返回制定索引的Worksheet
read_only	判断是否以read_only模式打开excel文档
encoding	获取文档的字符集编码
properties	获取文档的元数据，如标题、创建者、创建日期等

• Workbook对象涉及方法

Workbook 对象的方法	说明
get_sheet_names	获取所有工作表的名称(该方法已经被废弃，推荐使用:通过Workbook 的sheetnames 属性即可获取)
get_sheet_by_name	通过工作表名称获取WorkSheet对象(该方法已经被废弃，推荐使用:通过Worksheet[‘表名’]获取)
get_active_sheet	获取活跃的工作表
remove_sheet	删除一个工作表
create_sheet	创建一个工作表
copy_worksheet	在Workbook 内复制工作表

• Worksheet对象涉及属性

Worksheet 对象的属性	说明
title	工作表的标题
dimensions	表示工作表的大小，这里的大小是指数据的工作表大小，即，左上角的坐标和右下角的坐标
max_row	工作表最大行数
min_row	工作表最小行数
max_column	工作表最大列数
min_column	工作表最小列数
rows	按行获取单元格
columns	按列获取单元格
freeze_panes	冻结窗口
values	按行获取工作表内容

• Worksheet对象涉及相关方法

Worksheet 对象的相关方法	说明
iter_rows	按行获取所有单元格，内置属性有:min_row、max_row、min_col和max_col
iter_columns	按列获取所有单元格
append	在工作表末尾添加数据
merged_cells	合并多个单元格
unmerged_cells	移除合并的单元格

• Cell对象涉及属性和方法

Cell 对象的属性	说明
row	单元格所在的行
column	单元格所在的列
value	单元格的值
coordinate	单元格的坐标

• openpyxl中cell方法的行索引和列索引

  • 需要提醒大家一点，openpyxl获取指定的单元格有两种方式，一种是通过**cell方法**，需要注意，该方法的行索引和列索引都是从1开始的，这是为了照顾用惯了Excel的人的习惯；另一种是通过索引运算，通过指定单元格的坐标，例如C3、G255，也可以取得对应的单元格，再通过单元格对象的value属性，就可以获取到单元格的值。通过上面的代码，相信大家还注意到了，可以通过类似sheet['A2:C5']或sheet['A2':'C5']这样的切片操作获取多个单元格，该操作将返回嵌套的元组，相当于获取到了多行多列。

  • openpyxl中cell方法的行索引和列索引都是从1开始的；区别于xlrd和xlwt中是从0开始的

    • xlrd和xlwt中

       row:
           Excel: 1 2 3 4 .....
           Python:0 1 2 3 ....
       col:
           Excel:A B C D....
           Python:0 1 2 3....
      

    • openpyxl

       row:
           Excel: 1 2 3 4 .....
           Python:1 2 3 4 .....
       col:
           Excel:A B C D....
           Python:1 2 3 4 .....
      

3.2 读取Excel文件

例：在当前工程的data文件夹下有一个名为阿里巴巴2020年股票数据.xlsx的Excel文件，如果想读取并显示该文件的内容，可以通过如下所示的代码来完成。

• 导入openpyxl包

import  openpyxl

• 获取左右工作表名称

sheet_list = wb.sheetnames
print(sheet_list)  # ['股票数据']

• 获取找工作表对象

  • 方法一：获取指定索引处的工作表对象
    • wb.worksheets：获取一个列表，其中的元素是工作表对象

  sheet1 = wb.worksheets[0]
  print(sheet1)  # <Worksheet "股票数据">
  

  • 方法二：active获取工作簿中活跃的工作表对象、

  sheet2 = wb.active
  print(sheet2)  # <Worksheet "股票数据">
  

  • 方法四：wb[工作表的名称]

  sheet3 = wb["股票数据"]
  print(sheet3)  # <Worksheet "股票数据">
  

• 获取工作表的行数和列数（范围）

  • 获取工作表的最大行数和最大列数

  max_row = sheet1.max_row
  max_column = sheet1.max_column
  print(max_row, max_column)  # 255 7
  

  • 获取工作表的大小，这里的大小是指数据的工作表大小，即，左上角的坐标和右下角的坐标

  dimensions = sheet1.dimensions
  print(dimensions)  # A1:G255
  

• 获取单元格对象

  • 方法一：索引获取

  cell1 = sheet1["A1"]
  print(cell1)  # <Cell '股票数据'.A1>
  

  • 方法二：cell(row,col)获取

  cell2 = sheet1.cell(1, 1)
  print(cell2)  # <Cell '股票数据'.A1>
  

• 获取单元格的值

print(cell1.value)  # Date

• 获取指定行

  • 获取第一行

  row = sheet1[1]
  print(row)  
  

  结果为元组类型，其中的元素为单元格对象

  • 获取单元格中的值

  for i in row:
      print(i.value)
  

• 获取指定列

  获取行和列的方式一样

  • 获取“A”列数据

  col = sheet1["A"]
  print(col)
  

  结果为元组类型，其中的元素为单元格对象

  • 获取单元格中的值

  for i in col:
      print(i.value)
  

• 获取多行多列

  • 获取A2到C8的数据

  cells = sheet1["A2:C8"]
  print(cells)
  

  结果为元组类型，二维元组

  • 遍历获取单元格中的值

  for row in cells:  # 获取每行
      for cell in row:  # 获取每行中的列
          print(cell.value)
  

3.3 写入Excel文件

注意：当写入数据的时候，一定要保证目标文件处于关闭状态，否则会报权限被拒绝错误

• 导入openpyxl包

import openpyxl

• 创建工作簿

  • 当创建一个工作簿时，会默认自动创建一张工作表

  wb = openpyxl.Workbook()
  print(wb.sheetnames)  # ['Sheet']
  

  • 修改工作表名

  sheet = wb["Sheet"]
  sheet.title = "学生表"
  print(wb.sheetnames)  # ['学生表']
  

• 工作表的修改

  • 创建工作表

  wb.create_sheet()
  wb.create_sheet()
  print(wb.sheetnames)  # ['学生表', 'Sheet', 'Sheet1']
  

  • 复制表

  sheet2 = wb["学生表"]
  wb.copy_worksheet(sheet2)
  print(wb.sheetnames)  # ['学生表', 'Sheet', 'Sheet1', '学生表 Copy']
  

  • 删除表

  sheet23 = wb["Sheet"]
  wb.remove(sheet23)
  print(wb.sheetnames)  # ['学生表', 'Sheet1', '学生表 Copy']
  

• 单元格的修改

  • 以学生表为例

  sheet3 = wb["学生表"]
  

  • 给单元格添加数据

    • 方式一：索引的方式

    sheet3["A1"] = "姓名"
    sheet3["B1"] = "性别"
    sheet3["C1"] = "成绩"
    

    • 方式二：sheet.cell(row,col,value)方法

    sheet3.cell(1, 4, "爱好")
    

  • 追加一行数据

  sheet3.append(["张三", "male", 100, "唱歌"])
  

  • 追加多行

  studentslist = [
      ['张三', 'male', 100, '唱歌'],
      ['小李', 'male', 75, '跳舞'],
      ['张三1', 'female', 88, '弹琴'],
      ['小明', 'female', 99, '打球'],
      ['小花', 'male', 60, '跳绳'],
      ['张三2', 'female', 66, '唱歌']
  ]
  for stu in studentslist:
      sheet.append(stu)
  

• 保存工作簿

wb.save(r"data/test01.xlsx")

3.4 练习

3.4.1 练习一

获取student-score.xlsx中"成绩表"中有哪些小学，总共有几个小学

# 导入包
import openpyxl

wb = openpyxl.load_workbook(r"data/student-score.xlsx")
sheet = wb["成绩表"]
c_col = sheet["C"][2:]
print(c_col)
school_name = set([cell.value for cell in c_col])
print(sorted(school_name))
print(len(school_name))

分析：导入包，调用load_workbook方法打开文件，然后通过wb["成绩表"]获取工作表，通过sheet["C"]获取单元格对象，因为实际数据从第三行开始，所以使用切片，选取第三列及几下的数据。因获取的元素为单元格对象，所以通过列表推导式，获取单元格中的元素，在利用元组中元素不允许相同的特性，进行筛选，最后打印输出

3.4.2 练习二

有一个文件练习数据.xlsx，其中的数据如下

现在需要将其单元格中的数据进行拆分，拆分后的结果如下：

# 导入包
import openpyxl

# 打开文件并处理
wb = openpyxl.load_workbook(r"data/练习数据.xlsx")
# 选择工作表
sheet = wb.active
col = sheet["A"]
# print(col)

data_list = []
for item in col:
    # print(item.value)
    list1 = item.value.split(";")
    for i in list1:
        data = i.strip().split(":")
        data_list.append(data)

# 写入到一个新的工作簿中
wb2 = openpyxl.Workbook()
sheet2 = wb2.active
sheet2.title = "处理结果"
sheet2.append(["时间", "成交量"])
for item in data_list:
    sheet2.append(item)

wb2.save(r"data/练习数据-处理结果.xlsx")