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作者：小小明

簡(jiǎn)介：Pandas數(shù)據(jù)處理專(zhuān)家，10余年編碼經(jīng)驗(yàn)，至今已幫助過(guò)百名以上數(shù)據(jù)從業(yè)人員解決工作實(shí)際遇到的問(wèn)題，其中數(shù)據(jù)處理和辦公自動(dòng)化問(wèn)題涉及的行業(yè)包括會(huì)計(jì)、審計(jì)、HR、氣象工作人員、教師、律師、運(yùn)營(yíng)，以及各行業(yè)的數(shù)據(jù)分析師和專(zhuān)做數(shù)據(jù)分析案例的公眾號(hào)號(hào)主。

若你在數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題上遇到什么困難，歡迎與我交流。

目錄

• 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

• Pandas直接保存數(shù)據(jù)

• Pandas的Styler對(duì)表格著色輸出

• Pandas使用xlsxwriter引擎保存數(shù)據(jù)

• xlsxwriter按照指定樣式寫(xiě)出Pandas對(duì)象的數(shù)據(jù)

• Pandas自適應(yīng)列寬保存數(shù)據(jù)

• 相關(guān)資料

• 總結(jié)

準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

結(jié)果：

Pandas直接保存數(shù)據(jù)

對(duì)于這個(gè)pandas對(duì)象，如果我們需要將其保存為excel，有那些操作方式呢？首先，最簡(jiǎn)單的，直接保存：

df.to_excel('demo1.xlsx', sheet_name='Sheet1', index=False)

效果如下：

但如果我們想要給這個(gè)excel在保存時(shí)，同時(shí)指定一些特殊的自定義格式又該怎么做呢？這時(shí)就可以使用ExcelWriter進(jìn)行操作，查看API文檔發(fā)現(xiàn)兩個(gè)重要參數(shù)：

• date_format : str, default None

  Format string for dates written into Excel files (e.g. 'YYYY-MM-DD').

• datetime_format : str, default None

  Format string for datetime objects written into Excel files. (e.g. 'YYYY-MM-DD HH:MM:SS').

這說(shuō)明對(duì)于日期類(lèi)型數(shù)據(jù)，都可以通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)指定特定的顯示格式，那么我們采用以下方式才創(chuàng)建ExcelWriter，并保存結(jié)果：

可以看到excel保存的結(jié)果中，格式已經(jīng)確實(shí)的發(fā)生了改變：

Pandas的Styler對(duì)表格著色輸出

如果我們想對(duì)指定的列的數(shù)據(jù)設(shè)置文字顏色或背景色，可以直接pandas.io.formats.style工具，該工具可以直接對(duì)指定列用指定的規(guī)則著色：

df_style = df.style.applymap(lambda x: 'color:red', subset=['Date and time']) \
    .applymap(lambda x: 'color:green', subset=['Dates only']) \
    .applymap(lambda x: 'background-color:#ADD8E6', subset=['Numbers']) \
    .background_gradient(cmap='PuBu', low=0, high=0.5, subset=['Percentage'])
df_style

顯示效果：

保存效果：

雖然Pandas的Styler樣式還包括設(shè)置顯示格式、條形圖等功能，但寫(xiě)入到excel卻無(wú)效，所以我們只能借助Pandas的Styler實(shí)現(xiàn)作色的功能，而且只能對(duì)數(shù)據(jù)著色，不能對(duì)表頭作色。

Pandas使用xlsxwriter引擎保存數(shù)據(jù)

進(jìn)一步的，我們需要將數(shù)值等其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)也修改一下顯示格式，這時(shí)就需要從ExcelWriter拿出其中的workbook進(jìn)行操作：

writer = pd.ExcelWriter('demo1.xlsx')
workbook = writer.book
workbook

結(jié)果：

從返回的結(jié)果可以看到這是一個(gè)xlsxwriter對(duì)象，說(shuō)明pandas默認(rèn)的excel寫(xiě)出引擎是xlsxwriter，即上面的ExcelWriter創(chuàng)建代碼其實(shí)等價(jià)于：

pd.ExcelWriter('demo1.xlsx', engine='xlsxwriter')

關(guān)于xlsxwriter可以參考官方文檔：https://xlsxwriter.readthedocs.org/

下面的代碼即可給數(shù)值列設(shè)置特定的格式：

效果：

關(guān)于set_column方法：

worksheet.set_column('C:C', 8, format1) 表示將C列的列寬設(shè)置為8個(gè)字符，并采用format1的樣式，當(dāng)然 format1 = workbook.add_format({'num_format': '#,##0.00'}) 就是表示生成一個(gè)指定的格式對(duì)象。

xlsxwriter按照指定樣式寫(xiě)出Pandas對(duì)象的數(shù)據(jù)

假如，我現(xiàn)在希望能夠定制excel表頭的樣式，并給數(shù)據(jù)添加邊框。我翻遍了xlsxwriter的API文檔發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有一個(gè)可以修改指定范圍樣式的API，要修改樣式只能通過(guò)set_column修改列，或者通過(guò)set_row修改行，這種形式的修改都是針對(duì)整行和整列，對(duì)于顯示格式還能滿(mǎn)足條件，但對(duì)于背景色和邊框之類(lèi)的樣式就不行了，這點(diǎn)上確實(shí)不如openpyxl方便，但xlsxwriter還有個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是寫(xiě)出數(shù)據(jù)時(shí)可以直接指定樣式。

下面看看如何直接通過(guò)xlsxwriter保存指定樣式的數(shù)據(jù)吧：

import xlsxwriter

workbook = xlsxwriter.Workbook('demo2.xlsx')
worksheet = workbook.add_worksheet('sheet1')
# 創(chuàng)建列名的樣式
header_format = workbook.add_format({
    'bold': True,
    'text_wrap': True,
    'valign': 'top',
    'fg_color': '#D7E4BC',
    'border': 1})
# 從A1單元格開(kāi)始寫(xiě)出一行數(shù)據(jù)，指定樣式為header_format
worksheet.write_row(0, 0,  df.columns, header_format)
# 創(chuàng)建一批樣式對(duì)象
format1 = workbook.add_format({'border': 1, 'num_format': 'mmm d yyyy hh:mm:ss'})
format2 = workbook.add_format({'border': 1, 'num_format': 'mmmm dd yyyy'})
format3 = workbook.add_format({'border': 1, 'num_format': '#,##0.00'})
format4 = workbook.add_format({'border': 1, 'num_format': '0%'})

# 從第2行（角標(biāo)從0開(kāi)始）開(kāi)始，分別寫(xiě)出每列的數(shù)據(jù)，并指定特定的樣式
worksheet.write_column(1, 0, df.iloc[:, 0], format1)
worksheet.write_column(1, 1, df.iloc[:, 1], format2)
worksheet.write_column(1, 2, df.iloc[:, 2], format3)
worksheet.write_column(1, 3, df.iloc[:, 3], format4)
worksheet.write_column(1, 4, df.iloc[:, 4], format3)

# 設(shè)置對(duì)應(yīng)列的列寬，單位是字符長(zhǎng)度
worksheet.set_column('A:A', 19)
worksheet.set_column('B:B', 17)
worksheet.set_column('C:C', 8)
worksheet.set_column('D:D', 12)
worksheet.set_column('E:E', 6)

workbook.close()

上面的代碼應(yīng)該都比較好理解，header_format和formatN是創(chuàng)建的樣式對(duì)象，write_row用于按行寫(xiě)出數(shù)據(jù)，write_column用于按列寫(xiě)出數(shù)據(jù)，set_column則是用于設(shè)置整列的列寬和樣式（沒(méi)傳入的不設(shè)置）。

運(yùn)行結(jié)果如下：

Pandas使用openpyxl引擎保存數(shù)據(jù)

pandas的默認(rèn)寫(xiě)出引擎是xlsxwriter，那么是不是可以修改為其他引擎呢？答案是可以，下面我們使用 openpyxl 實(shí)現(xiàn)同樣的效果。

關(guān)于openpyxl可參考：https://openpyxl.readthedocs.org/

也可以直接參考黃同學(xué)編寫(xiě)的文檔（中文，相對(duì)也比較全面）：https://blog.csdn.net/weixin_41261833/article/details/106028038

結(jié)果：

<openpyxl.workbook.workbook.Workbook at 0x16c6bb70>

從上述打印結(jié)果可以看到，從engine指定為'openpyxl'后，workbook已經(jīng)是 openpyxl 對(duì)象了。

與 xlsxwriter 不同的是 openpyxl 只能對(duì)逐個(gè)單元格設(shè)置樣式，而xlsxwriter只能指定行或指定列或?qū)懭霐?shù)據(jù)指定樣式。

下面首先修改表頭的樣式：

上述代碼引入的了itertools.chain方便迭代出每個(gè)單元格，而不用寫(xiě)多重for循環(huán)。

下面再修改數(shù)值列的格式：

for cell in itertools.chain(*worksheet['A2:E6']):
    cell.border = border
for cell in itertools.chain(*worksheet['C2:C6'], *worksheet['E2:E6']):
    cell.number_format = '#,##0.00'
for cell in itertools.chain(*worksheet['D2:D6']):
    cell.number_format = '0%'

最后給各列設(shè)置一下列寬：

最后保存即可：

writer.save()

整體完整代碼：

最終效果：

從上述代碼可以看到，openpyxl 修改樣式時(shí)相對(duì)xlsxwriter來(lái)說(shuō)麻煩了太多，特別是修改一個(gè)表頭就需要?jiǎng)?chuàng)建5個(gè)對(duì)象。

openpyxl加載數(shù)據(jù)模板寫(xiě)出Pandas對(duì)象的數(shù)據(jù)

雖然 openpyxl 直接寫(xiě)出數(shù)據(jù)指定樣式相對(duì)xlsxwriter麻煩，但 openpyxl 還有個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)就是可以讀取已有的excel文件，在其基礎(chǔ)上修改。

那我們就完全可以先將模板數(shù)據(jù)寫(xiě)入到一個(gè)excel，然后加載這個(gè)模板文件進(jìn)行修改，所以上面那個(gè)固定不變的表頭，我們就可以事先創(chuàng)建好：

然后加載模板，再寫(xiě)入：

（經(jīng)測(cè)試ExcelWriter無(wú)法對(duì)已經(jīng)存在的工作表進(jìn)行操作，會(huì)創(chuàng)建新的工作表，所以這里直接使用openpyxl自己的API）

from openpyxl import load_workbook
workbook = load_workbook('template.xlsx')
worksheet = workbook['Sheet1']
# 添加數(shù)據(jù)列，i表示當(dāng)前的行號(hào)，用于后續(xù)格式設(shè)置
for i, row in enumerate(df.values, 2):
    worksheet.append(row.tolist())

# 批量修改給寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的單元格范圍加邊框
side = Side(style='thin')
border = Border(left=side, right=side, top=side, bottom=side)
for cell in itertools.chain(*worksheet[f'A2:E{i}']):
    cell.border = border
    
# 批量給各列設(shè)置指定的自定義格式
for cell in itertools.chain(*worksheet[f'A2:A{i}']):
    cell.number_format = 'mmm d yyyy hh:mm:ss'
for cell in itertools.chain(*worksheet[f'B2:B{i}']):
    cell.number_format = 'mmmm dd yyyy'
for cell in itertools.chain(*worksheet[f'C2:C{i}'], *worksheet[f'E2:E{i}']):
    cell.number_format = '#,##0.00'
for cell in itertools.chain(*worksheet[f'D2:D{i}']):
    cell.number_format = '0%'

workbook.save(filename='demo4.xlsx')

最終效果：

可以明顯的看到openpyxl在加載模板后，可以省掉表頭設(shè)置和列寬設(shè)置的代碼。

Pandas自適應(yīng)列寬保存數(shù)據(jù)

大多數(shù)時(shí)候我們并不需要設(shè)置自定義樣式，也不需要寫(xiě)出公式字符串，而是直接寫(xiě)出最終的結(jié)果文本，這時(shí)我們就可以使用pandas計(jì)算一下各列的列寬再保存excel數(shù)據(jù)。

例如我們有如下數(shù)據(jù)：

df = pd.DataFrame({
    'Region': ['East', 'East', 'South', 'North', 'West', 'South', 'North', 'West', 'West', 'South', 'West', 'South'],
    'Item': ['Apple', 'Apple', 'Orange', 'Apple', 'Apple', 'Pear', 'Pear', 'Orange', 'Grape', 'Pear', 'Grape',
             'Orange'],
    'Volume': [9000, 5000, 9000, 2000, 9000, 7000, 9000, 1000, 1000, 10000, 6000, 3000],
    'Month': ['July', 'July', 'September', 'November', 'November', 'October', 'August', 'December', 'November', 'April',
              'January', 'May']
})
df


結(jié)果：

	Region	Item	Volume	Month
0	East	Apple	9000	July
1	East	Apple	5000	July
2	South	Orange	9000	September
3	North	Apple	2000	November
4	West	Apple	9000	November
5	South	Pear	7000	October
6	North	Pear	9000	August
7	West	Orange	1000	December
8	West	Grape	1000	November
9	South	Pear	10000	April
10	West	Grape	6000	January
11	South	Orange	3000	May

使用pandas來(lái)進(jìn)行計(jì)算各列列寬，思路是計(jì)算出每列的字符串gbk編碼（Windows下的Excel軟件默認(rèn)使用gbk編碼）后的最大字節(jié)長(zhǎng)度：

#  計(jì)算表頭的字符寬度
column_widths = (
    df.columns.to_series()
    .apply(lambda x: len(x.encode('gbk'))).values
)
#  計(jì)算每列的最大字符寬度
max_widths = (
    df.astype(str)
    .applymap(lambda x: len(x.encode('gbk')))
    .agg(max).values
)
# 計(jì)算整體最大寬度
widths = np.max([column_widths, max_widths], axis=0)
widths

結(jié)果：

array([6, 6, 6, 9], dtype=int64)


下面將改造一下前面的代碼。

首先，使用xlsxwriter引擎自適應(yīng)列寬保存數(shù)據(jù)：

writer = pd.ExcelWriter('auto_column_width1.xlsx', engine='xlsxwriter')
df.to_excel(writer, sheet_name='Sheet1', index=False)
worksheet = writer.sheets['Sheet1']

for i, width in enumerate(widths):
    worksheet.set_column(i, i, width)

writer.save()

然后，使用openpyxl引擎自適應(yīng)列寬保存數(shù)據(jù)(openpyxl引擎設(shè)置字符寬度時(shí)會(huì)縮水0.5左右個(gè)字符，所以干脆+1)：

from openpyxl.utils import get_column_letter

writer = pd.ExcelWriter('auto_column_width2.xlsx', engine='openpyxl')
df.to_excel(writer, sheet_name='Sheet1', index=False)
worksheet = writer.sheets['Sheet1']

for i, width in enumerate(widths, 1):
    worksheet.column_dimensions[get_column_letter(i)].width = width+1

writer.save()


結(jié)果：

可以看到列寬設(shè)置的都比較準(zhǔn)確。

相關(guān)資料

1. python讀寫(xiě)Excel文件的那些庫(kù)

來(lái)源：http://www.python-excel.org/

• openpyxl

讀取和寫(xiě)入EXCEL2010文件的包(即.xlsx)

文檔：https://openpyxl.readthedocs.org/

• xlsxwriter

擁有豐富的特性，支持圖片/表格/圖表/篩選/格式/公式等，功能與openpyxl相似，優(yōu)點(diǎn)是相比 openpyxl 還支持 VBA 文件導(dǎo)入，迷你圖等功能，缺點(diǎn)是不能打開(kāi)/修改已有文件，意味著使用 xlsxwriter 需要從零開(kāi)始。支持EXCEL2010文件(即.xlsx) 文檔：https://xlsxwriter.readthedocs.org/GitHub：https://github.com/jmcnamara/XlsxWriter

• pyxlsb

專(zhuān)門(mén)用于讀取 xlsb格式的excel文件 GitHub：https://github.com/willtrnr/pyxlsb

• pylightxl

用于讀取xlsx 和xlsm格式的excel文件，或?qū)懭?/span>xlsx格式的excel文件 文檔：https://pylightxl.readthedocs.io/en/latest/GitHub：https://github.com/PydPiper/pylightxl

• xlrd

用于讀取xls格式的excel文件的庫(kù) 文檔：http://xlrd.readthedocs.io/en/latest/GitHub：https://github.com/python-excel/xlrd

• xlwt

用于寫(xiě)入xls格式的excel文件的庫(kù) 文檔：http://xlwt.readthedocs.io/en/latest/Examples：https://github.com/python-excel/xlwt/tree/master/examplesGitHub：https://github.com/python-excel/xlwt

• xlutils

用于配合xlrd和xlwt的工具庫(kù)，包括樣式的復(fù)制 文檔：http://xlutils.readthedocs.io/en/latest/GitHub：https://github.com/python-excel/xlutils

必須安裝 Microsoft Excel應(yīng)用程序后才能使用的庫(kù)：

• xlwings

xlwings是開(kāi)源，用Python替代VBA自動(dòng)化操作Excel，同時(shí)支持Windows和MacOS。在Windows平臺(tái)下，通過(guò)xlwings在Python中編寫(xiě)UDF可以實(shí)現(xiàn)在Excel中調(diào)用Python。xlwings PRO是一個(gè)具有附加功能的商業(yè)插件。

主頁(yè)：https://www.xlwings.org/文檔：https://docs.xlwings.org/en/stable/GitHub：https://github.com/xlwings/xlwings

2. Excel單元格自定義格式參數(shù)含義

一、代碼結(jié)構(gòu)組

代碼結(jié)構(gòu)組成分為四個(gè)部分，中間用';'號(hào)分隔，具體如下：正數(shù)格式；負(fù)數(shù)格式；零格式；文本格式

二、各個(gè)參數(shù)的含義

1、'G/通用格式'：以常規(guī)的數(shù)字顯示，相當(dāng)于'分類(lèi)'列表中的'常規(guī)'選項(xiàng)。

G/通用格式

10顯示為10；10.1顯示為10.1。

2、'0'：數(shù)字占位符。如果單元格的內(nèi)容大于占位符，則顯示實(shí)際數(shù)字，如果小于點(diǎn)位符的數(shù)量，則用0補(bǔ)足。

1234567顯示為1234567；123顯示為00123

00.000

100.14顯示為100.140；1.1顯示為01.100

20050512顯示為2005-05-12

3、'#'：數(shù)字占位符。只顯有意義的零而不顯示無(wú)意義的零。小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字如大于'#'的數(shù)量，則按'#'的位數(shù)四舍五入。

###.##

12.1顯示為12.10；12.1263顯示為12.13

4、'？'：數(shù)字占位符。在小數(shù)點(diǎn)兩邊為無(wú)意義的零添加空格，對(duì)齊結(jié)果為以小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，另外還用于對(duì)不等到長(zhǎng)數(shù)字的分?jǐn)?shù)。

結(jié)果自動(dòng)以小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊：

#??/??

原數(shù)據(jù)：

展示效果：

 5/4 
45/2 
175/4 
65/1 

5、'.'：小數(shù)點(diǎn)。如果外加雙引號(hào)則為字符。

11.23顯示為11.2

6、'%'：百分比。

#%

0.1顯示為10%

7、','：千位分隔符。數(shù)字使用千位分隔符。如在代碼中','后空，則把原來(lái)的數(shù)字縮小1000倍。

'10000'顯示為'10,000'

#,

'10000'顯示為'10'

'1000000'顯示為'1'

8、'@'：文本占位符。如果只使用單個(gè)@，作用是引用原始文本，要在輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之前自動(dòng)添加文本，使用自定義格式為：'文本內(nèi)容'@；要在輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之后自動(dòng)添加文本，使用自定義格式為：@'文本內(nèi)容'。@符號(hào)的位置決定了Excel輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)于添加文本的位置。如果使用多個(gè)@，則可以重復(fù)文本。

'集團(tuán)'@'部'

財(cái)務(wù) 顯示為：集團(tuán)財(cái)務(wù)部

財(cái)務(wù) 顯示為：財(cái)務(wù)財(cái)務(wù)財(cái)務(wù)

9、*：重復(fù)下一次字符，直到充滿(mǎn)列寬。

@*-

'ABC'顯示為'ABC-------------------'(僅在office中生效，wps中無(wú)效果)

10、[顏色]：用指定的顏色顯示字符?？捎邪朔N顏色可選：紅色、黑色、黃色，綠色、白色、蘭色、青色和洋紅。

顯示結(jié)果為正數(shù)為青色，負(fù)數(shù)顯示紅色，零顯示黃色，文本則顯示為蘭色

11、[顏色N]：是調(diào)用調(diào)色板中顏色，N是0~56之間的整數(shù)。

[顏色3]

單元格顯示的顏色為調(diào)色板上第3種顏色。

12、[條件]：可以單元格內(nèi)容判斷后再設(shè)置格式。條件格式化只限于使用三個(gè)條件，其中兩個(gè)條件是明確的，另個(gè)是'所有的其他'。條件要放到方括號(hào)中。必須進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。

13、'!'：顯示'''。由于引號(hào)是代碼常用的符號(hào)。在單元格中是無(wú)法用'''來(lái)顯示出來(lái)'''。要想顯示出來(lái)，須在前加入'!'

#!'

'10'顯示'10''

'10'顯示'10'''

14、時(shí)間和日期代碼

• 'YYYY'或'YY'：按四位（1900~9999）或兩位（00~99）顯示年；

• 'MM'或'M'：以?xún)晌唬?1~12）或一位（1~12）表示月；

• 'DD'或'D'：以?xún)晌唬?1~31）或一位（1-31）來(lái)表示天；

• 'YYYY-MM-DD'。2005年1月10日顯示為：'2005-01-10'；

• 'YY-M-D'。2005年10月10日顯示為：'05-1-10'；

• 'AAAA'：日期顯示為星期；

• 'H'或'HH'：以一位（0~23）或兩位（01~23）顯示小時(shí)；

• 'M'或'MM'：以一位（0~59）或兩位（01~59）顯示分鐘；

• 'S'或'SS'：以一位（0~59）或兩位（01~59）顯示秒；

• 'HH:MM:SS'：'23:1:15'顯示為'23:01:15'；

總結(jié)

經(jīng)過(guò)上面的演示，大家應(yīng)該對(duì)openpyxl和xlsxwriter都有了一個(gè)比較直觀的認(rèn)知，這兩個(gè)庫(kù)大家覺(jué)得到底哪個(gè)更方便呢？

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介紹一本書(shū)

介紹一本??：《Python科學(xué)計(jì)算入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)》

第1簡(jiǎn)單公式的程序化，圍繞如何使用Python實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算中簡(jiǎn)單公司的程序化；第2復(fù)雜公式程序化，重點(diǎn)介紹Python中的程序控制，將復(fù)雜的公式程序化；第3公式對(duì)象化，主要介紹Python中面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)；第4公式向量化，全方位介紹Python*的科學(xué)計(jì)算庫(kù)NumPy的功能，并結(jié)合數(shù)組的可視化，讓讀者更輕松地理解和使用NumPy；第5公式可視化，介紹Python的高質(zhì)量二維繪圖庫(kù)Matplotlib的功能；第6公式中的隨機(jī)數(shù)，介紹Python中如何生成并靈活使用隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)數(shù)數(shù)組，并結(jié)合大量實(shí)例綜合應(yīng)用本書(shū)講解的內(nèi)容。本書(shū)適合Python科學(xué)計(jì)算的入門(mén)讀者和高校理工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。

感謝機(jī)械工業(yè)出版社的支持！