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## 第25课：用Python读写Excel文件-2
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### Excel简介
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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。
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本章我们继续讲解基于另一个三方库`openpyxl`如何进行Excel文件操作，首先需要先安装它。
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```Bash
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pip install openpyxl
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```
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`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。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。
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### 读取Excel文件
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例如在当前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。
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```Python
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import datetime
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import openpyxl
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# 加载一个工作簿 ---> Workbook
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wb = openpyxl.load_workbook('阿里巴巴2020年股票数据.xlsx')
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# 获取工作表的名字
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print(wb.sheetnames)
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# 获取工作表 ---> Worksheet
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sheet = wb.worksheets[0]
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# 获得单元格的范围
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print(sheet.dimensions)
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# 获得行数和列数
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print(sheet.max_row, sheet.max_column)
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# 获取指定单元格的值
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print(sheet.cell(3, 3).value)
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print(sheet['C3'].value)
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print(sheet['G255'].value)
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# 获取多个单元格（嵌套元组）
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print(sheet['A2:C5'])
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# 读取所有单元格的数据
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for row_ch in range(2, sheet.max_row + 1):
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for col_ch in 'ABCDEFG':
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value = sheet[f'{col_ch}{row_ch}'].value
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if type(value) == datetime.datetime:
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print(value.strftime('%Y年%m月%d日'), end='\t')
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elif type(value) == int:
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print(f'{value:<10d}', end='\t')
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elif type(value) == float:
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print(f'{value:.4f}', end='\t')
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else:
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print(value, end='\t')
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print()
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```
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> **提示**：上面代码中使用的Excel文件“阿里巴巴2020年股票数据.xlsx”可以通过后面的百度云盘地址进行获取。链接:https://pan.baidu.com/s/1rQujl5RQn9R7PadB2Z5g_g 提取码:e7b4。
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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。
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### 写Excel文件
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下面我们使用`openpyxl`来进行写Excel操作。
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```Python
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import random
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import openpyxl
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# 第一步：创建工作簿（Workbook）
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wb = openpyxl.Workbook()
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# 第二步：添加工作表（Worksheet）
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sheet = wb.active
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sheet.title = '期末成绩'
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titles = ('姓名', '语文', '数学', '英语')
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for col_index, title in enumerate(titles):
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sheet.cell(1, col_index + 1, title)
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names = ('关羽', '张飞', '赵云', '马超', '黄忠')
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for row_index, name in enumerate(names):
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sheet.cell(row_index + 2, 1, name)
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for col_index in range(2, 5):
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sheet.cell(row_index + 2, col_index, random.randrange(50, 101))
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# 第四步：保存工作簿
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wb.save('考试成绩表.xlsx')
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```
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#### 调整样式和公式计算
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在使用`openpyxl`操作Excel时，如果要调整单元格的样式，可以直接通过单元格对象（`Cell`对象）的属性进行操作。单元格对象的属性包括字体（`font`）、对齐（`alignment`）、边框（`border`）等，具体的可以参考`openpyxl`的[官方文档](https://openpyxl.readthedocs.io/en/stable/index.html)。在使用`openpyxl`时，如果需要做公式计算，可以完全按照Excel中的操作方式来进行，具体的代码如下所示。
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```Python
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import openpyxl
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from openpyxl.styles import Font, Alignment, Border, Side
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# 对齐方式
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alignment = Alignment(horizontal='center', vertical='center')
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# 边框线条
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side = Side(color='ff7f50', style='mediumDashed')
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wb = openpyxl.load_workbook('考试成绩表.xlsx')
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sheet = wb.worksheets[0]
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# 调整行高和列宽
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sheet.row_dimensions[1].height = 30
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sheet.column_dimensions['E'].width = 120
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sheet['E1'] = '平均分'
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# 设置字体
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sheet.cell(1, 5).font = Font(size=18, bold=True, color='ff1493', name='华文楷体')
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# 设置对齐方式
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sheet.cell(1, 5).alignment = alignment
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# 设置单元格边框
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sheet.cell(1, 5).border = Border(left=side, top=side, right=side, bottom=side)
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for i in range(2, 7):
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# 公式计算每个学生的平均分
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sheet[f'E{i}'] = f'=average(B{i}:D{i})'
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sheet.cell(i, 5).font = Font(size=12, color='4169e1', italic=True)
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sheet.cell(i, 5).alignment = alignment
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wb.save('考试成绩表.xlsx')
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```
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### 生成统计图表
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通过`openpyxl`库，可以直接向Excel中插入统计图表，具体的做法跟在Excel中插入图表大体一致。我们可以创建指定类型的图表对象，然后通过该对象的属性对图表进行设置。当然，最为重要的是为图表绑定数据，即横轴代表什么，纵轴代表什么，具体的数值是多少。最后，可以将图表对象添加到表单中，具体的代码如下所示。
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```Python
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from openpyxl import Workbook
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from openpyxl.chart import BarChart, Reference
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wb = Workbook(write_only=True)
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sheet = wb.create_sheet()
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rows = [
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('类别', '销售A组', '销售B组'),
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('手机', 40, 30),
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('平板', 50, 60),
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('笔记本', 80, 70),
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('外围设备', 20, 10),
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]
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# 向表单中添加行
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for row in rows:
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sheet.append(row)
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# 创建图表对象
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chart = BarChart()
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chart.type = 'col'
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chart.style = 10
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# 设置图表的标题
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chart.title = '销售统计图'
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# 设置图表纵轴的标题
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chart.y_axis.title = '销量'
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# 设置图表横轴的标题
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chart.x_axis.title = '商品类别'
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# 设置数据的范围
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data = Reference(sheet, min_col=2, min_row=1, max_row=5, max_col=3)
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# 设置分类的范围
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cats = Reference(sheet, min_col=1, min_row=2, max_row=5)
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# 给图表添加数据
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chart.add_data(data, titles_from_data=True)
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# 给图表设置分类
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chart.set_categories(cats)
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chart.shape = 4
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# 将图表添加到表单指定的单元格中
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sheet.add_chart(chart, 'A10')
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wb.save('demo.xlsx')
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```
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运行上面的代码，打开生成的Excel文件，效果如下图所示。
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<img src="https://gitee.com/jackfrued/mypic/raw/master/20210819235009.png" alt="image-20210819235009026" width="75%">
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### 简单的总结
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掌握了Python程序操作Excel的方法，可以解决日常办公中很多繁琐的处理Excel电子表格工作，最常见就是将多个数据格式相同的Excel文件合并到一个文件以及从多个Excel文件或表单中提取指定的数据。如果数据体量较大或者处理数据的方式比较复杂，我们还是推荐大家使用Python数据分析神器之一的`pandas`库。
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