Python中處理Excel數(shù)據(jù)的方法對比(pandas和openpyxl)
前言
雖然我的編程母語是 javascript,但是經(jīng)常會使用python來處理各種格式的數(shù)據(jù)文件(如.txt、.json、.xlsx .csv、.sav等等)。當(dāng)然處理得最多的還是Excel文件。為啥用python?好用??!有各種開箱即用的工具庫,如 pandas 和 openpyxl 這倆個好哥們都是我的碼中??汀?/p>
pandas 和 openpyxl 哪家強(qiáng)?
openpyxl 和 pandas 各有優(yōu)勢,選擇需結(jié)合具體場景(如數(shù)據(jù)規(guī)模、操作類型、性能需求)。下面我們先從核心功能、性能、適用場景展等幾個不同的維度做個對比。
一、openpyxl 與 pandas 核心對比
| 維度 | openpyxl | pandas |
|---|---|---|
| 核心定位 | Excel 文件底層操作(格式、樣式、公式、圖表) | 數(shù)據(jù)分析與批量處理(清洗、聚合、透視表) |
| 數(shù)據(jù)處理能力 | 基礎(chǔ)讀寫,無內(nèi)置分析函數(shù) | 強(qiáng)大(篩選、聚合、時間序列分析等) |
| 性能表現(xiàn) | 小文件讀取更快;增量模式(read_only=True)節(jié)省內(nèi)存 | 大數(shù)據(jù)分析快(向量化計(jì)算);全加載內(nèi)存,大文件易崩潰 |
| 格式支持 | 僅支持 .xlsx/.xlsm 等新格式 | 支持 Excel、CSV、JSON 等 |
| 樣式/圖表 | 精細(xì)控制(字體、顏色、圖表、條件格式) | 需依賴 openpyxl 引擎輔助實(shí)現(xiàn) |
性能測試數(shù)據(jù)(10,000行數(shù)據(jù)集):
- 數(shù)據(jù)篩選:pandas 快 10 倍以上(0.02秒 vs 0.25秒)
- 數(shù)據(jù)聚合:pandas 快 50 倍(0.01秒 vs 0.5秒)
- 大文件讀取:openpyxl 增量模式內(nèi)存占用低 60%
二、其他 Excel 處理工具推薦
除 openpyxl 和 pandas 外,以下工具可以滿足其他不同場景的需求:
| 工具 | 核心優(yōu)勢 | 適用場景 |
|---|---|---|
| xlwings | 雙向交互 Excel VBA,實(shí)時更新數(shù)據(jù) | 自動化報(bào)表(Python 計(jì)算 → Excel 動態(tài)展示) |
| xlsxwriter | 專注寫入,支持高級格式(圖表、條件格式、加密) | 生成復(fù)雜格式報(bào)告(如帶動態(tài)圖表的儀表盤) |
| xlrd/xlwt | 兼容舊版 .xls 格式 (xlrd 讀取,xlwt 寫入) | 處理 Excel 2003 及更早版本文件 |
| Tablib | 輕量級多格式轉(zhuǎn)換(Excel/CSV/JSON 互轉(zhuǎn)) | 快速導(dǎo)出數(shù)據(jù),無需復(fù)雜分析 |
三、如何選擇工具
可根據(jù)下圖決策:

四、混合使用策略(推薦場景)
結(jié)合兩者優(yōu)勢可讓效率最大化:
# 示例:openpyxl讀取 → pandas處理 → openpyxl美化輸出
from openpyxl import load_workbook
import pandas as pd
# 1. openpyxl增量讀取大文件
wb = load_workbook("large_file.xlsx", read_only=True)
data = [row for row in wb.active.values][1:] # 跳過標(biāo)題
wb.close()
# 2. pandas處理數(shù)據(jù)
df = pd.DataFrame(data, columns=["Name", "Age"])
df_filtered = df[df["Age"] > 30].groupby("Name").mean()
# 3. openpyxl輸出帶樣式
with pd.ExcelWriter("output.xlsx", engine="openpyxl") as writer:
df_filtered.to_excel(writer, sheet_name="Summary")
workbook = writer.book
worksheet = writer.sheets["Summary"]
# 設(shè)置標(biāo)題樣式
for cell in worksheet[1]:
cell.font = Font(bold=True, color="FFFFFF")
cell.fill = PatternFill(start_color="366092", fill_type="solid")
方法補(bǔ)充
Python操作Excel的多種方式Pandas+openpyxl+xlrd
Pandas
pip install pandas
使用pandas操作Excel文件主要涉及讀取(read_excel)和寫入(to_excel)兩個主要操作。
讀取Excel文件(read_excel)
pandas的read_excel函數(shù)用于讀取Excel文件(.xls或.xlsx),并將其內(nèi)容加載到DataFrame對象中。
語法參數(shù)
io: 文件路徑或文件對象。sheet_name: 指定要讀取的工作表名稱或索引??梢允亲址?、整數(shù)、字符串列表或None。如果是None,則返回字典,其中包含所有工作表。header: 指定作為列名的行,默認(rèn)為0(第一行)。如果文件沒有列標(biāo)題,可以設(shè)置為None。names: 用于結(jié)果的列名的列表,如果文件不包含列標(biāo)題行,應(yīng)該明確指定此參數(shù)。index_col: 用作行索引的列編號或列名,可以是整數(shù)、字符串、整數(shù)列表、字符串列表或False(默認(rèn))。usecols: 返回列的列號或列名列表。dtype: 數(shù)據(jù)或字典,用于強(qiáng)制指定某些列的數(shù)據(jù)類型。engine: 用于讀取Excel文件的引擎。None將嘗試使用io的擴(kuò)展名來選擇引擎。如果安裝了xlrd,則.xls文件將使用它;否則,將使用openpyxl或odfpy(對于.ods文件)。
案例:
import pandas as pd
# 讀取Excel文件
df = pd.read_excel('example.xlsx', sheet_name='Sheet1', header=0, index_col=None, usecols=None, dtype=None)
# 顯示前幾行數(shù)據(jù)
print(df.head())
# 如果文件沒有列標(biāo)題
df_no_header = pd.read_excel('example_no_header.xlsx', header=None, names=['Column1', 'Column2', 'Column3'])
print(df_no_header.head())
# 讀取多個工作表
xls = pd.ExcelFile('example.xlsx')
df1 = pd.read_excel(xls, 'Sheet1')
df2 = pd.read_excel(xls, 'Sheet2')
# 或者
dfs = pd.read_excel(xls, sheet_name=None) # 返回一個字典,鍵為工作表名,值為DataFrame進(jìn)階案例:讀取特定單元格范圍
雖然read_excel沒有直接讀取特定單元格范圍的參數(shù),但你可以通過usecols和行切片來實(shí)現(xiàn)類似的效果。
# 假設(shè)我們只想讀取'A'列和'C'列的前兩行
df = pd.read_excel('example.xlsx', usecols=['A', 'C']).head(2)寫入Excel文件(to_excel)
DataFrame的to_excel方法用于將DataFrame寫入Excel文件。
語法參數(shù)
excel_writer: 文件路徑或ExcelWriter對象。sheet_name: 字符串,默認(rèn)為'Sheet1'。columns: 要寫入的列名列表。header: 是否寫入列名作為Excel文件的第一行,默認(rèn)為True。index: 是否將行索引寫入Excel文件,默認(rèn)為True。startrow和startcol: 左上角單元格的行號和列號,用于開始寫入,默認(rèn)為0。engine: 用于寫入Excel文件的引擎,默認(rèn)為None(將嘗試使用openpyxl或xlsxwriter)。
案例
# 創(chuàng)建一個簡單的DataFrame
df = pd.DataFrame({
'A': [1, 2, 3, 4],
'B': ['foo', 'bar', 'baz', 'qux'],
'C': [1.0, 2.1, 3.2, 4.3]
})
# 寫入Excel文件
df.to_excel('output.xlsx', sheet_name='Sheet1', index=False, header=True)
# 如果要寫入多個工作表
with pd.ExcelWriter('output_multiple_sheets.xlsx') as writer:
df.to_excel(writer, sheet_name='Sheet1', index=False)
df.to_excel(writer, sheet_name='Sheet2', index=False, startrow=10) # 從第11行開始寫入進(jìn)階案例:寫入帶有樣式的Excel
為了寫入帶有樣式的Excel文件,你需要使用ExcelWriter和xlsxwriter或openpyxl引擎(取決于你的需求)。
# 使用xlsxwriter引擎寫入帶有樣式的Excel
with pd.ExcelWriter('styled_output.xlsx', engine='xlsxwriter') as writer:
df.to_excel(writer, sheet_name='Sheet1', index=False)
workbook = writer.book
worksheet = writer.sheets['Sheet1']
# 創(chuàng)建一個格式對象
format = workbook.add_format({'bold': True, 'font_color': 'red'})
# 應(yīng)用格式到特定單元格
worksheet.write('A1', 'Styled Cell', format)注意:xlsxwriter引擎在寫入時不支持直接修改已存在的DataFrame內(nèi)容(如通過DataFrame.style),它主要用于在寫入時添加額外的樣式或格式。如果你需要復(fù)雜的樣式處理,可能需要結(jié)合使用pandas和openpyxl(或xlsxwriter)的高級功能。
openpyxl
openpyxl 是一個用于讀寫 Excel 2010 xlsx/xlsm/xltx/xltm 文件的 Python 庫。它提供了豐富的接口來操作 Excel 文件,包括讀取、修改和寫入數(shù)據(jù),以及設(shè)置樣式等。下面我將詳細(xì)解釋如何使用 openpyxl 操作 Excel,并給出案例代碼和進(jìn)階案例。
安裝 openpyxl
首先,確保你已經(jīng)安裝了 openpyxl。如果還沒有安裝,可以通過 pip 安裝:
pip install openpyxl
基本操作
1.加載工作簿
使用 openpyxl.load_workbook() 函數(shù)加載一個現(xiàn)有的 Excel 文件。
from openpyxl import load_workbook wb = load_workbook(filename='example.xlsx')
2.激活工作表
通過工作簿對象獲取工作表。你可以通過工作表名稱或索引來訪問特定的工作表。
# 通過名稱 ws = wb['Sheet1'] # 或者通過索引(索引從0開始) ws = wb.worksheets[0] # 也可以使用 active 屬性獲取當(dāng)前活動的工作表 ws = wb.active
3.讀取數(shù)據(jù)
你可以通過單元格的坐標(biāo)來讀取數(shù)據(jù)。
# 讀取單元格的值
cell_value = ws['A1'].value
print(cell_value)
# 遍歷行
for row in ws.iter_rows(values_only=True):
print(row)
# 遍歷列
for col in ws.iter_cols(values_only=True):
for value in col:
print(value)4.寫入數(shù)據(jù)
你可以直接給單元格賦值來寫入數(shù)據(jù)。
# 寫入數(shù)據(jù)
ws['B2'] = 'Hello, openpyxl!'
# 保存修改
wb.save('modified_example.xlsx')語法參數(shù)詳解
由于 openpyxl 的功能非常廣泛,這里只列舉一些常用函數(shù)和方法的參數(shù)。
load_workbook(filename, read_only=False, data_only=False, keep_vba=True, ...)filename: Excel 文件路徑。read_only: 是否以只讀模式打開文件。data_only: 是否只讀取單元格的值,忽略公式(默認(rèn)為 False)。keep_vba: 是否保留 VBA 內(nèi)容(默認(rèn)為 True)。
Worksheet.iter_rows(min_row=None, max_row=None, min_col=None, max_col=None, values_only=False, ...)min_row,max_row,min_col,max_col: 指定迭代的行或列的范圍。values_only: 是否只迭代單元格的值(默認(rèn)為 False,迭代單元格對象)。
Worksheet.iter_cols(...)與iter_rows類似,但用于列迭代。
案例代碼
讀取并修改 Excel
from openpyxl import load_workbook
# 加載工作簿
wb = load_workbook('example.xlsx')
# 激活工作表
ws = wb.active
# 讀取單元格數(shù)據(jù)
print(ws['A1'].value)
# 修改單元格數(shù)據(jù)
ws['B2'] = 'New Value'
# 保存修改后的工作簿
wb.save('modified_example.xlsx')進(jìn)階案例
設(shè)置樣式
from openpyxl import Workbook
from openpyxl.styles import Font, Color, Alignment, Border, Side
# 創(chuàng)建一個新的工作簿和工作表
wb = Workbook()
ws = wb.active
# 創(chuàng)建一個字體對象
font = Font(name='Calibri', size=11, bold=True, italic=False, vertAlign=None,
underline='none', strike=False, color='FF0000')
# 創(chuàng)建一個對齊對象
alignment = Alignment(horizontal='general', vertical='bottom',
text_rotation=0, wrap_text=False,
shrink_to_fit=False, indent=0)
# 創(chuàng)建一個邊框?qū)ο?
thin = Side(border_style="thin", color="000000")
border = Border(top=thin, left=thin, right=thin, bottom=thin)
# 應(yīng)用樣式到單元格
ws['A1'].font = font
ws['A1'].alignment = alignment
ws['A1'].border = border
ws['A1'] = 'Styled Cell'
# 保存工作簿
wb.save('styled_workbook.xlsx')在進(jìn)階案例中,我們展示了如何創(chuàng)建字體、對齊和邊框樣式,并將它們應(yīng)用到單元格上。openpyxl 提供了豐富的樣式選項(xiàng),可以滿足大多數(shù) Excel 樣式設(shè)置的需求。
xlrd
xlrd 是一個用于讀取 Excel 文件(主要是 .xls 和 .xlsx 格式,盡管對 .xlsx 的支持可能不如 openpyxl 全面)的 Python 庫。然而,需要注意的是,從版本 2.0.0 開始,xlrd 僅支持 .xls 格式的文件,不再支持 .xlsx。對于 .xlsx 文件,推薦使用 openpyxl 或 pandas(后者底層可以調(diào)用 openpyxl)。
安裝 xlrd
首先,確保你已經(jīng)安裝了 xlrd。如果還沒有安裝,可以通過 pip 安裝:
pip install xlrd==1.2.0 # 最好選擇一個支持.xlsx的舊版本
基本操作
加載工作簿
使用 xlrd.open_workbook() 函數(shù)加載 Excel 文件。
import xlrd
# 加載工作簿
workbook = xlrd.open_workbook('example.xls')訪問工作表
通過索引或名稱訪問工作表。
# 通過索引訪問(索引從0開始)
sheet = workbook.sheet_by_index(0)
# 或者通過名稱訪問
sheet = workbook.sheet_by_name('Sheet1')讀取數(shù)據(jù)
使用行號(從0開始)和列號(也從0開始)或單元格名稱(如 'A1')來讀取數(shù)據(jù)。
# 通過行號和列號讀取 cell_value = sheet.cell_value(0, 0) # 讀取第一行第一列的數(shù)據(jù) print(cell_value) # 或者使用 cell 方法(返回單元格對象,然后可以調(diào)用 value 屬性) cell = sheet.cell(0, 0) print(cell.value) # 通過單元格名稱讀?。ㄐ枰惭bxlutils或類似庫來轉(zhuǎn)換A1表示法) # 注意:xlrd本身不直接支持A1表示法,這里僅作為說明 # 通常,你會通過計(jì)算行號和列號來訪問單元格
語法參數(shù)詳解
由于 xlrd 的 API 相對簡單,這里主要關(guān)注 open_workbook() 和 sheet_by_...() 方法的參數(shù)。
xlrd.open_workbook(filename=None, ...)filename: Excel 文件路徑。- 其他參數(shù)(如
on_demand、formatting_info等)在較新版本的xlrd中可能不再支持或用途有限,特別是針對.xlsx文件的處理。
workbook.sheet_by_index(sheetx)和workbook.sheet_by_name(sheet_name)sheetx: 工作表的索引(整數(shù))。sheet_name: 工作表的名稱(字符串)。
案例代碼
讀取 Excel 文件中的數(shù)據(jù)
import xlrd
# 加載工作簿
workbook = xlrd.open_workbook('example.xls')
# 通過名稱訪問工作表
sheet = workbook.sheet_by_name('Sheet1')
# 讀取并打印第一行和第一列的數(shù)據(jù)
print(sheet.cell_value(0, 0))
# 遍歷所有行和列
for row_idx in range(sheet.nrows):
for col_idx in range(sheet.ncols):
print(sheet.cell_value(row_idx, col_idx), end='\t')
print() # 換行總結(jié)建議
- 選 openpyxl:精確控制格式/公式/圖表(如財(cái)務(wù)報(bào)表模板)。
- 選 pandas:需數(shù)據(jù)清洗、統(tǒng)計(jì)或跨格式分析(如銷售數(shù)據(jù)透視)。
- 選其他工具:
- 交互式報(bào)表 → xlwings
- 舊版文件 → xlrd/xlwt
- 高級寫入 → xlsxwriter
- 混合方案:大文件或“分析+美化”場景的首選。
最終決策應(yīng)結(jié)合數(shù)據(jù)規(guī)模、操作類型及輸出需求。靈活組合工具可最大化效率 。
以上就是Python中處理Excel數(shù)據(jù)的方法對比(pandas和openpyxl)的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Python處理Excel數(shù)據(jù)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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