【愚公系列】2023年07月 Python自动化办公之xlwings操作excel

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前言

python中能操作Excel的库主要有以下9种：

本文主要针对xlwings 读取 写入 修改 操作Excel进行详细介绍

一、xlwings 读取 写入 修改 操作Excel

1.xlwings的基本介绍

xlwings比起xlrd、xlwt和xlutils，xlwings可豪华多了，它具备以下特点：

• xlwings能够非常方便的读写Excel文件中的数据，并且能够进行单元格格式的修改

• 可以和matplotlib以及pandas无缝连接，支持读写numpy、pandas数据类型，将matplotlib可视化图表导入到excel中。

• 可以调用Excel文件中VBA写好的程序，也可以让VBA调用用Python写的程序。

• 开源免费，一直在更新

官网地址：https://www.xlwings.org/

官方文档：https://docs.xlwings.org/en/latest/

2.xlwings的简单使用

xlwings是一个用于在Excel中与Python交互的库。它允许您使用Python编写Excel VBA宏和自定义函数，并在Excel中无缝运行它们。

使用xlwings，您可以从Python中控制Excel工作簿、工作表、单元格和图表，还可以使用Pandas库和NumPy库来处理和分析数据。

下面是一个简单的使用xlwings的示例：

1. 安装xlwings库

pip install xlwings

2. 在Python中导入xlwings库

import xlwings as xw

3. 打开Excel工作簿

workbook = xw.Book('my_excel_file.xlsx')

4. 获取工作表

worksheet = workbook.sheets['Sheet1']

5. 读取和写入单元格

# 读取单元格
value = worksheet.cells(1, 1).value# 写入单元格
worksheet.cells(1, 1).value = 'Hello, World!'

6. 使用Pandas进行数据分析

import pandas as pd# 读取Excel文件中的数据
data = pd.read_excel('my_excel_file.xlsx')# 处理数据
data = data.groupby('column_name').sum()# 将处理后的数据写回到Excel文件中
worksheet.range('A1').value = data

7. 使用自定义函数

@xw.func
def my_custom_function(x):return x * 2

在Excel中可以像使用内置函数一样使用这个自定义函数。

以上是xlwings的简单用法示例，当然还有更多高级用法，如创建图表、使用异步操作等。

二、xlwings功能详解

1.xlwings基本操作excel

1.1 打开已存在的Excel文档

# 导入xlwings模块
import xlwings as xw# 打开Excel程序，默认设置：程序可见，只打开不新建工作薄，屏幕更新关闭
app=xw.App(visible=True,add_book=False)
app.display_alerts=False
app.screen_updating=False# 文件位置：filepath，打开test文档，然后保存，关闭，结束程序
filepath=r'g:\Python Scripts\test.xlsx'
wb=app.books.open(filepath)
wb.save()
wb.close()
app.quit()

1.2 新建Excel文档

import xlwings as xwapp=xw.App(visible=True,add_book=False)
wb=app.books.add()
wb.save(r'd:\test.xlsx')
wb.close()
app.quit()

1.3 在单元格输入值

新建test.xlsx，在sheet1的第一个单元格输入 “人生” ，然后保存关闭，退出Excel程序。

import xlwings as xwapp=xw.App(visible=True,add_book=False)
wb=app.books.add()# wb就是新建的工作簿(workbook)，下面则对wb的sheet1的A1单元格赋值
wb.sheets['sheet1'].range('A1').value='人生'
wb.save(r'd:\test.xlsx')
wb.close()
app.quit()

打开已保存的test.xlsx，在sheet2的第二个单元格输入“苦短”，然后保存关闭，退出Excel程序

import xlwings as xwapp=xw.App(visible=True,add_book=False)
wb=app.books.open(r'd:\test.xlsx')# wb就是新建的工作簿(workbook)，下面则对wb的sheet1的A1单元格赋值
wb.sheets['sheet1'].range('A1').value='苦短'
wb.save()
wb.close()
app.quit()

2.xlwings引用工作薄、工作表和单元格

（1）按名字引用工作簿，注意工作簿应该首先被打开

wb=xw.books['工作簿的名字‘]

（2）引用活动的工作薄

wb=xw.books.active

（3）引用工作簿中的sheet

sht=xw.books['工作簿的名字‘].sheets['sheet的名字']
# 或者
wb=xw.books['工作簿的名字']
sht=wb.sheets[sheet的名字]

（4）引用活动sheet

sht=xw.sheets.active

（5）引用A1单元格

rng=xw.books['工作簿的名字‘].sheets['sheet的名字']
# 或者
sht=xw.books['工作簿的名字‘].sheets['sheet的名字']
rng=sht.range('A1')

（6）引用活动sheet上的单元格

# 注意Range首字母大写
rng=xw.Range('A1')#其中需要注意的是单元格的完全引用路径是：
# 第一个Excel程序的第一个工作薄的第一张sheet的第一个单元格
xw.apps[0].books[0].sheets[0].range('A1')
迅速引用单元格的方式是
sht=xw.books['名字'].sheets['名字']# A1单元格
rng=sht[’A1']# A1:B5单元格
rng=sht['A1:B5']# 在第i+1行，第j+1列的单元格
# B1单元格
rng=sht[0,1]# A1:J10
rng=sht[:10,:10]#PS： 对于单元格也可以用表示行列的tuple进行引用
# A1单元格的引用
xw.Range(1,1)#A1:C3单元格的引用
xw.Range((1,1),(3,3))

引用单元格：

rng = sht.range('a1')
#rng = sht['a1']
#rng = sht[0,0] 第一行的第一列即a1,相当于pandas的切片

引用区域：

rng = sht.range('a1:a5')
#rng = sht['a1:a5']
#rng = sht[:5,0]

3.写入&读取数据

3.1 写入数据

（1）选择起始单元格A1,写入字符串‘Hello’

sht.range('a1').value = 'Hello'

（2）写入列表

# 行存储：将列表[1,2,3]储存在A1：C1中
sht.range('A1').value=[1,2,3]
# 列存储：将列表[1,2,3]储存在A1:A3中
sht.range('A1').options(transpose=True).value=[1,2,3]
# 将2x2表格，即二维数组，储存在A1:B2中，如第一行1，2，第二行3，4
sht.range('A1').options(expand='table')=[[1,2],[3,4]]

默认按行插入：A1:D1分别写入1,2,3,4

sht.range('a1').value = [1,2,3,4]

等同于

sht.range('a1:d1').value = [1,2,3,4]

按列插入：A2:A5分别写入5,6,7,8

你可能会想：

sht.range('a2:a5').value = [5,6,7,8]

但是你会发现xlwings还是会按行处理的，上面一行等同于：

sht.range('a2').value = [5,6,7,8]

正确语法:

sht.range('a2').options(transpose=True).value = [5,6,7,8]

既然默认的是按行写入，我们就把它倒过来嘛（transpose），单词要打对，如果你打错单词，它不会报错，而会按默认的行来写入（别问我怎么知道的）

多行输入就要用二维列表了：

sht.range('a6').expand('table').value = [['a','b','c'],['d','e','f'],['g','h','i']]

3.2 读取数据

（1）读取单个值

# 将A1的值，读取到a变量中
a=sht.range('A1').value

（2）将值读取到列表中

#将A1到A2的值，读取到a列表中
a=sht.range('A1:A2').value
# 将第一行和第二行的数据按二维数组的方式读取
a=sht.range('A1:B2').value

选取一列的数据

先计算单元格的行数(前提是连续的单元格)

rng = sht.range('a1').expand('table')
nrows = rng.rows.count

接着就可以按准确范围读取了

a = sht.range(f'a1:a{nrows}').value

选取一行的数据

ncols = rng.columns.count
#用切片
fst_col = sht[0,:ncols].value

4.常用函数和方法

4.1 Book工作薄常用的api

# 引用Excel程序中，当前的工作簿
wb=xw.books.acitve
# 返回工作簿的绝对路径
x=wb.fullname
# 返回工作簿的名称
x=wb.name
# 保存工作簿，默认路径为工作簿原路径，若未保存则为脚本所在的路径
x=wb.save(path=None)
# 关闭工作簿
x=wb.close()

4.2 sheet常用的api

# 引用某指定sheet
sht=xw.books['工作簿名称'].sheets['sheet的名称']
# 激活sheet为活动工作表
sht.activate()
# 清除sheet的内容和格式
sht.clear()
# 清除sheet的内容
sht.contents()
# 获取sheet的名称
sht.name
# 删除sheet
sht.delete

4.3 range常用的api

# 引用当前活动工作表的单元格
rng=xw.Range('A1')
# 加入超链接
# rng.add_hyperlink(r'www.baidu.com','百度',‘提示：点击即链接到百度')
# 取得当前range的地址
rng.address
rng.get_address()
# 清除range的内容
rng.clear_contents()
# 清除格式和内容
rng.clear()
# 取得range的背景色,以元组形式返回RGB值
rng.color
# 设置range的颜色
rng.color=(255,255,255)
# 清除range的背景色
rng.color=None
# 获得range的第一列列标
rng.column
# 返回range中单元格的数据
rng.count
# 返回current_region
rng.current_region
# 返回ctrl + 方向
rng.end('down')
# 获取公式或者输入公式
rng.formula='=SUM(B1:B5)'
# 数组公式
rng.formula_array
# 获得单元格的绝对地址
rng.get_address(row_absolute=True, column_absolute=True,include_sheetname=False, external=False)
# 获得列宽
rng.column_width
# 返回range的总宽度
rng.width
# 获得range的超链接
rng.hyperlink
# 获得range中右下角最后一个单元格
rng.last_cell
# range平移
rng.offset(row_offset=0,column_offset=0)
#range进行resize改变range的大小
rng.resize(row_size=None,column_size=None)
# range的第一行行标
rng.row
# 行的高度，所有行一样高返回行高，不一样返回None
rng.row_height
# 返回range的总高度
rng.height
# 返回range的行数和列数
rng.shape
# 返回range所在的sheet
rng.sheet
#返回range的所有行
rng.rows
# range的第一行
rng.rows[0]
# range的总行数
rng.rows.count
# 返回range的所有列
rng.columns
# 返回range的第一列
rng.columns[0]
# 返回range的列数
rng.columns.count
# 所有range的大小自适应
rng.autofit()
# 所有列宽度自适应
rng.columns.autofit()
# 所有行宽度自适应
rng.rows.autofit()

4.4 books 工作簿集合的api

# 新建工作簿
xw.books.add()
# 引用当前活动工作簿
xw.books.active

4.5 sheets 工作表的集合

# 新建工作表
xw.sheets.add(name=None,before=None,after=None)
# 引用当前活动sheet
xw.sheets.active

5.数据结构

5.1 一维数据

python的列表，可以和Excel中的行列进行数据交换，python中的一维列表，在Excel中默认为一行数据。

import xlwings as xwsht=xw.sheets.active# 将1，2，3分别写入了A1，B1，C1单元格中
sht.range('A1').value=[1,2,3]# 将A1，B1，C1单元格的值存入list1列表中
list1=sht.range('A1:C1').value# 将1，2，3分别写入了A1，A2，A3单元格中
sht.range('A1').options(transpose=True).value=[1,2,3]# 将A1，A2，A3单元格中值存入list1列表中
list1=sht.range('A1:A3').value

5.2 二维数据

python的二维列表，可以转换为Excel中的行列。二维列表，即列表中的元素还是列表。在Excel中，二维列表中的列表元素，代表Excel表格中的一列。例如：

# 将a1,a2,a3输入第一列，b1,b2,b3输入第二列
list1=[[‘a1’,'a2','a3'],['b1','b2','b3']]
sht.range('A1').value=list1

# 将a,b,c输入第一行
sht.range('a6').expand('table').value = [['a','b','c'],['d','e','f'],['g','h','i']]

# 将A1：B3的值赋给二维列表list1
list1=sht.range('A1:B3').value

5.3 Excel中区域的选取表格

# 选取第一列
rng=sht. range('A1').expand('down')
rng.value=['a1','a2','a3']

# 选取第一行
rng=sht.range('A1').expand('right')
rng=['a1','b1']

# 选取表格
rng.sht.range('A1').expand('table')
rng.value=[[‘a1’,'a2','a3'],['b1','b2','b3']]

6.xlwings生成图表

生成图表的方法。

import xlwings as xw
app = xw.App()
wb = app.books.active
sht = wb.sheets.activechart = sht.charts.add(100, 10)  # 100, 10 为图表放置的位置坐标。以像素为单位。
chart.set_source_data(sht.range('A1').expand())  # 参数为表格中的数据区域。
# chart.chart_type = i               # 用来设置图表类型，具体参数件下面详细说明。
chart.api[1].ChartTitle.Text = i          # 用来设置图表的标题。

示例代码：

import xlwings as xw
app = xw.App()
wb = app.books.active
sht = wb.sheets.active
# 生成图表的数据
sht.range('A1').value = [['时间', '数量'], ['1日', 2], ['2日', 1], ['3日', 3], ['4日', 4], ['5日', 5], ['6日', 6]]
"""图表类型参数，被注释的那几个，无法生成对应的图表"""
dic = {'3d_area': -4098,'3d_area_stacked': 78,'3d_area_stacked_100': 79,'3d_bar_clustered': 60,'3d_bar_stacked': 61,'3d_bar_stacked_100': 62,'3d_column': -4100,'3d_column_clustered': 54,'3d_column_stacked': 55,'3d_column_stacked_100': 56,'3d_line': -4101,'3d_pie': -4102,'3d_pie_exploded': 70,'area': 1,'area_stacked': 76,'area_stacked_100': 77,'bar_clustered': 57,'bar_of_pie': 71,'bar_stacked': 58,'bar_stacked_100': 59,'bubble': 15,'bubble_3d_effect': 87,'column_clustered': 51,'column_stacked': 52,'column_stacked_100': 53,'cone_bar_clustered': 102,'cone_bar_stacked': 103,'cone_bar_stacked_100': 104,'cone_col': 105,'cone_col_clustered': 99,'cone_col_stacked': 100,'cone_col_stacked_100': 101,'cylinder_bar_clustered': 95,'cylinder_bar_stacked': 96,'cylinder_bar_stacked_100': 97,'cylinder_col': 98,'cylinder_col_clustered': 92,'cylinder_col_stacked': 93,'cylinder_col_stacked_100': 94,'doughnut': -4120,'doughnut_exploded': 80,'line': 4,'line_markers': 65,'line_markers_stacked': 66,'line_markers_stacked_100': 67,'line_stacked': 63,'line_stacked_100': 64,'pie': 5,'pie_exploded': 69,'pie_of_pie': 68,'pyramid_bar_clustered': 109,'pyramid_bar_stacked': 110,'pyramid_bar_stacked_100': 111,'pyramid_col': 112,'pyramid_col_clustered': 106,'pyramid_col_stacked': 107,'pyramid_col_stacked_100': 108,'radar': -4151,'radar_filled': 82,'radar_markers': 81,# 'stock_hlc': 88,# 'stock_ohlc': 89,# 'stock_vhlc': 90,# 'stock_vohlc': 91,# 'surface': 83,# 'surface_top_view': 85,# 'surface_top_view_wireframe': 86,# 'surface_wireframe': 84,'xy_scatter': -4169,'xy_scatter_lines': 74,'xy_scatter_lines_no_markers': 75,'xy_scatter_smooth': 72,'xy_scatter_smooth_no_markers': 73
}
w = 385
h = 241
n = 0
x = 100
y = 10
for i in dic.keys():xx = x + n % 3*w  # 用来生成图表放置的x坐标。yy = y + n//3*h   # 用来生成图表放置的y坐标。chart = sht.charts.add(xx, yy)chart.set_source_data(sht.range('A1').expand())chart.chart_type = ichart.api[1].ChartTitle.Text = in += 1
wb.save('chart_图表')
wb.close()
app.quit()

三、实战训练

1.xlwings 新建 Excel 文档

def fun3_4_2():"""visibleTure：可见excelFalse：不可见exceladd_bookTrue:打开excel并且新建工作簿False：不新建工作簿"""app = xw.App(visible=True, add_book=False)# 新建工作簿 (如果不接下一条代码的话，Excel只会一闪而过，卖个萌就走了）wb = app.books.add()# 保存工作簿wb.save('example.xlsx')# 退出工作簿wb.close()# 退出Excelapp.quit()

2.xlwings 打开已存在的 Excel 文档

def fun3_4_3():# 新建Excle 默认设置：程序可见，只打开不新建工作薄，屏幕更新关闭app = xw.App(visible=True, add_book=False)app.display_alerts = Falseapp.screen_updating = False# 打开已存在的Excel文件wb=app.books.open('example.xlsx')# 保存工作簿wb.save('example_2.xlsx')# 退出工作簿wb.close()# 退出Excelapp.quit()

3.xlwings 读写 Excel

程序示例：

def fun3_4_4():# 新建Excle 默认设置：程序可见，只打开不新建工作薄，屏幕更新关闭app = xw.App(visible=True, add_book=False)app.display_alerts = Falseapp.screen_updating = False# 打开已存在的Excel文件wb=app.books.open('example_2.xlsx')# 获取sheet对象print(wb.sheets)sheet = wb.sheets[0]# sheet = wb.sheets["sheet1"]# 读取Excel信息cellB1_value = sheet.range('B1').valueprint("单元格B1内容为：",cellB1_value)# 清除单元格内容和格式sheet.range('A1').clear()# 写入单元格sheet.range('A1').value = "xlwings写入"# 保存工作簿wb.save('example_3.xlsx')# 退出工作簿wb.close()# 退出Excelapp.quit()