Python中用OpenPyXL處理Excel表格

潘高發表於2019-04-10

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前言

Python 處理Excel表格的幾個常規庫:

  • xlrd 用來讀
  • xlwt 用來寫
  • xlutils 用於做複製、篩選等針對文件檔案的操作

這些庫都不如 OpenPyXL 強大,OpenPyXL 即可以讀也可以寫 Excel 2010+xlsx xlsm xltx xltm 檔案。不過, OpenPyXL 庫也是比較吃記憶體的,大約是原始檔案的5倍左右。例如,一個50M大小的Excel檔案,需要2.5G大小的記憶體執行。關於以上幾個庫的效能比對,請移步 OpenPyXL效能測試

安裝

在終端中輸入命令,如下:

pip install openpyxl
複製程式碼

openpyxl 在儲存Excel表格時候會丟失原檔案的圖片和圖表。如果要操作圖片,則需要 pillow 庫,安裝如下:

pip install pillow
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由於最近軍運會要在天朝舉行,因此必須翻-牆才能安裝。

使用方法

新建Excel表格

新建Excel表格,預設有一個名為 Sheet 的表格,如下:

from openpyxl import Workbook

wb = Workbook() #建立檔案物件
ws = wb.active  #獲取預設sheet

wb.save("sample.xlsx")
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開啟已有的Excel表格

對已有的Excel表格進行操作,如下:

from openpyxl import Workbook, load_workbook

wb = load_workbook('sample.xlsx')

wb.save("sample.xlsx")
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新建/獲取Sheet表格

使用 Workbook.create_sheet() 方法新建Sheet表格。第一個引數是sheet名稱,若不填,則預設以 Sheet1 Sheet2 Sheet3 ...方式命名;第二個引數是插入Sheet表格的位置,以 0 為第一個位置,若不填,則置於最後。如下:

ws1 = wb.create_sheet("Mysheet") #預設在最後插入

ws2 = wb.create_sheet("Mysheet", 0) #在第一個位置插入
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也可以後期隨時修改sheet的名字,如下:

ws.title = "New Title"
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修改sheet標籤顏色,如下:

ws.sheet_properties.tabColor = "1072BA"
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若知道sheet的名字,可以用如下方式獲取sheet :

ws = wb.get_sheet_by_name("New Title")


ws = wb["New Title"]
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也可獲取全部sheet的名字,遍歷sheet名字,如下:

sheets = wb.sheetnames
for sheet in sheets:
   print(sheets)


for sheet in wb:
   print sheet.title
   
   
['Sheet1', 'New Title', 'Sheet2']
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複製Sheet表格

僅能複製 單元格的值 樣式 超連結 註釋塊 等,而 圖片表格 等是無法複製的,如下:

source = wb.active
target = wb.copy_worksheet(source)
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操作單元格

worksheet 獲取單元格,或直接給單元格賦值,如下:

cell = ws['A4'] #獲取第4行第A列的單元格

ws['A4'] = 4 #給第4行第A列的單元格賦值為4

ws.cell(row=4, column=2, value=10) #給第4行第2列的單元格賦值為10
ws.cell(4, 2, 10) #同上
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獲取區域內的單元格,如下:

cell_range = ws['A1':'C2']  #獲取A1-C2內的區域

colC = ws['C']  #獲取第C列
col_range = ws['C:D']  #獲取第C-D列
row10 = ws[10]  #獲取第10列
row_range = ws[5:10]  #獲取第5-10列
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一行行的獲取資料,如下:

>>> for row in ws.iter_rows(min_row=1, max_col=3, max_row=2):
...    for cell in row:
...        print(cell)

<Cell Sheet1.A1>
<Cell Sheet1.B1>
<Cell Sheet1.C1>
<Cell Sheet1.A2>
<Cell Sheet1.B2>
<Cell Sheet1.C2>
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一列列的獲取資料,如下:

>>> for col in ws.iter_cols(min_row=1, max_col=3, max_row=2):
...     for cell in col:
...         print(cell)
<Cell Sheet1.A1>
<Cell Sheet1.A2>
<Cell Sheet1.B1>
<Cell Sheet1.B2>
<Cell Sheet1.C1>
<Cell Sheet1.C2>
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因為效能的原因, Worksheet.iter_cols() 方法不能在只讀模式下使用。

獲取所有的列或行,如下:

rows = ws.rows

columns = ws.columns
複製程式碼

因為效能的原因, Worksheet.columns 方法不能在只讀模式下使用。

如果只想從worksheet中獲取值,可以使用 Worksheet.values 屬性,如下:

for row in ws.values:
   for value in row:
     print(value)
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Worksheet.iter_rows()Worksheet.iter_cols() 方法都可以新增 values_only 引數來達到僅獲取值的目的,如下:

for row in ws.iter_rows(min_row=1, max_col=3, max_row=2, values_only=True):
    print(row)
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如果得到單元格,可以給賦值,如下:

cell.value = 'hello, world'
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儲存檔案

使用 Workbook.save() 方法儲存workbook,這個方法會不加提示的覆蓋原檔案,如下:

wb = Workbook()
wb.save('balances.xlsx')
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獲取單元格型別

from openpyxl import Workbook, load_workbook
import datetime

wb = load_workbook('sample.xlsx')

ws=wb.active
wb.guess_types = True   #開啟獲取單元格型別

ws["A1"]=datetime.datetime(2010, 7, 21)
print ws["A1"].number_format

ws["A2"]="12%"
print ws["A2"].number_format

ws["A3"]= 1.1
print ws["A4"].number_format

ws["A4"]= "中國"
print ws["A5"].number_format

wb.save("sample.xlsx")

# 執行結果:
# yyyy-mm-dd h:mm:ss
# 0%
# General
# General
# 如果是常規,顯示general,如果是數字,顯示'0.00_ ',如果是百分數顯示0%
# 數字需要在Excel中設定數字型別,直接寫入的數字是常規型別
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使用公式

from openpyxl import Workbook, load_workbook

wb = load_workbook('sample.xlsx')
ws1=wb.active

ws1["A1"]=1
ws1["A2"]=2
ws1["A3"]=3

ws1["A4"] = "=SUM(1, 1)"
ws1["A5"] = "=SUM(A1:A3)"

print ws1["A4"].value  #列印的是公式內容,不是公式計算後的值,程式無法取到計算後的值
print ws1["A5"].value  #列印的是公式內容,不是公式計算後的值,程式無法取到計算後的值

wb.save("sample.xlsx")
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合併單元格

from openpyxl import Workbook, load_workbook

wb = load_workbook('sample.xlsx')
ws1=wb.active

ws.merge_cells('A2:D2')
ws.unmerge_cells('A2:D2')  #合併後的單元格,指令碼單獨執行拆分操作會報錯,需要重新執行合併操作再拆分

# or equivalently
ws.merge_cells(start_row=2,start_column=1,end_row=2,end_column=4)
ws.unmerge_cells(start_row=2,start_column=1,end_row=2,end_column=4)

wb.save("sample.xlsx")
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插入一個圖片

需要 pillow 庫,安裝如下:

pip install pillow
複製程式碼
from openpyxl import load_workbook
from openpyxl.drawing.image import Image

wb = load_workbook('sample.xlsx')
ws1=wb.active

img = Image('1.png')
ws1.add_image(img, 'A1')

wb.save("sample.xlsx")
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隱藏單元格

from openpyxl import load_workbook

wb = load_workbook('sample.xlsx')
ws = wb.active

ws.column_dimensions.group('A', 'D', hidden=True)    # 隱藏A到D列

ws.row_dimensions.group(1, 10, hidden=True)    # 隱藏1到10行

wb.save("sample.xlsx")
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優化模式

在處理非常大的 XLSX 檔案時,openpyxl 的常規模式無法處理這種負載。幸運的是,有兩種模式可以在(幾乎)恆定記憶體消耗的情況下讀寫無限量的資料。

只讀模式

from openpyxl import load_workbook
wb = load_workbook(filename='large_file.xlsx', read_only=True)
ws = wb['big_data']

for row in ws.rows:
    for cell in row:
        print(cell.value)
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只寫模式

from openpyxl import Workbook
wb = Workbook(write_only=True)
ws = wb.create_sheet()

# now we'll fill it with 100 rows x 200 columns

for irow in range(100):
...  ws.append(['%d' % i for i in range(200)])
# save the file
wb.save('new_big_file.xlsx') # doctest: +SKIP
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  • 與普通工作簿不同,新建立的只寫工作簿不包含任何工作表;必須使用 create_sheet() 方法專門建立工作表。
  • 在只寫的工作簿中,只能使用 append() 新增行。使用 cell()iter_rows() 在任意位置寫(或讀)單元格是不可能的。
  • 它能夠匯出無限數量的資料(甚至比Excel實際能夠處理的更多),同時將記憶體使用量保持在10Mb以下。

插入/刪除行/列,移動區域單元格

插入行/列

在第7行之上插入一行,如下:

ws.insert_rows(7)
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在第7列的左邊插入一列,如下:

ws.insert_cols(7)
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刪除行/列

從第6列開始,刪除3列,即刪除6、7、8列,如下:

ws.delete_cols(6, 3)
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移動區域單元格

D4:F10 區域向上移動一行向右移動2列,如下:

ws.move_range("D4:F10", rows=-1, cols=2)
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如果區域內包含 公式 ,則如下方法可以連同公式一起挪動:

ws.move_range("G4:H10", rows=1, cols=1, translate=True)
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使用 Pandas 和 NumPy

詳情請移步 Working with Pandas and NumPy

圖表

圖表由至少一個系列的一個或多個單元格區域資料點組成。更多內容請移步 圖表介紹

註釋

openpyxl 可讀/寫註釋,但格式資訊會被丟失。在 只讀模式 下不支援操作註釋。註釋必須包括 內容作者

讀註釋,如下:

comment = ws["A1"].comment
comment.text # 註釋內容
comment.author # 註釋作者
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寫註釋,如下:

comment = Comment("Text", "Author")
comment.width = 300 # 設定寬度
comment.height = 50 # 設定高度
ws["A1"].comment = comment
ws["B2"].comment = comment
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表格樣式

字型樣式

字型名稱、字型大小、字型顏色、加粗、斜體、縱向對齊方式(有三種:baselinesuperscriptsubscript)、下劃線、刪除線,如下:

from openpyxl.styles import Font

font = Font(name='Calibri',
            size=11,
            color='FF000000',
            bold=False,
            italic=False,
            vertAlign=None,
            underline='none',
            strike=False)

ws['A1'].font = font
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字型顏色可以用 RGBaRGB ,如下:

font = Font(color="FFBB00")

font = Font(color="FFFFBB00")
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繼承並重寫樣式,如下:

ft1 = Font(name='Arial', size=14)
ft2 = copy(ft1)
ft2.name = "Tahoma"
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填充樣式

詳情請移步 填充樣式

from openpyxl.styles import PatternFill

fill = PatternFill(fill_type=None,
                    start_color='FFFFFFFF',
                    end_color='FF000000')
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邊框樣式

詳情請移步 邊框樣式

from openpyxl.styles import Border, Side

border = Border(left=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                right=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                top=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                bottom=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                diagonal=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                diagonal_direction=0,
                outline=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                vertical=Side(border_style=None, color='FF000000'),
                horizontal=Side(border_style=None, color='FF000000')
)
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對齊樣式

horizontal 的值有:distributed, justify, center, left, fill, centerContinuous, right, general
vertical 的值有:bottom, distributed, justify, center, top

from openpyxl.styles import Alignment

alignment=Alignment(horizontal='general',
                    vertical='bottom',
                    text_rotation=0,
                    wrap_text=False,
                    shrink_to_fit=False,
                    indent=0)
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保護樣式

鎖定、隱藏

from openpyxl.styles import Protection

protection = Protection(locked=True, hidden=False)
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整行或整列應用樣式

col = ws.column_dimensions['A']
col.font = Font(bold=True)
row = ws.row_dimensions[1]
row.font = Font(underline="single")
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更改合併的單元格樣式

合併的單元格可以想想成為左上角的那個單元格來操作。

篩選和排序

from openpyxl import Workbook

wb = Workbook()
ws = wb.active

data = [
    ["Fruit", "Quantity"],
    ["Kiwi", 3],
    ["Grape", 15],
    ["Apple", 3],
    ["Peach", 3],
    ["Pomegranate", 3],
    ["Pear", 3],
    ["Tangerine", 3],
    ["Blueberry", 3],
    ["Mango", 3],
    ["Watermelon", 3],
    ["Blackberry", 3],
    ["Orange", 3],
    ["Raspberry", 3],
    ["Banana", 3]
]

for r in data:
    ws.append(r)

ws.auto_filter.ref = "A1:B15"
ws.auto_filter.add_filter_column(0, ["Kiwi", "Apple", "Mango"])
ws.auto_filter.add_sort_condition("B2:B15")

wb.save("filtered.xlsx")
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生成的Excel表格,有篩選排序的操作,但是沒有實際表現出效果,如下圖:

image

需要手動點選 重寫應用 才能顯示出效果,如下圖:

image

image

密碼保護

該功能僅能提供一個很基礎的密碼保護,沒有進行加密處理,網上普通的破解軟體都可以破解密碼。不過,日常使用還是可以的。

該功能僅可用於新建excel表格,不能用於已存在的excel表格。

workbook工作薄保護

防止檢視隱藏sheet,避免增加、移動、刪除、隱藏或重新命名sheet等操作,可以保護workbook的結構,如下:

wb.security.workbookPassword = '...'
wb.security.lockStructure = True
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worksheet保護

worksheet保護不需要密碼,如下:

ws = wb.active
wb.protection.sheet = True
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openpyxl包檔案

更多詳情請移步 openpyxl package


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