Узнайте, как читать и импортировать файлы Excel в Python, как записывать данные в эти таблицы и какие библиотеки лучше всего подходят для этого.
Известный вам инструмент для организации, анализа и хранения ваших данных в таблицах — Excel — применяется и в data science. В какой-то момент вам придется иметь дело с этими таблицами, но работать именно с ними вы будете не всегда. Вот почему разработчики Python реализовали способы чтения, записи и управления не только этими файлами, но и многими другими типами файлов.
Из этого учебника узнаете, как можете работать с Excel и Python. Внутри найдете обзор библиотек, которые вы можете использовать для загрузки и записи этих таблиц в файлы с помощью Python. Вы узнаете, как работать с такими библиотеками, как pandas, openpyxl, xlrd, xlutils и pyexcel.
Данные как ваша отправная точка
Когда вы начинаете проект по data science, вам придется работать с данными, которые вы собрали по всему интернету, и с наборами данных, которые вы загрузили из других мест — Kaggle, Quandl и тд
Но чаще всего вы также найдете данные в Google или в репозиториях, которые используются другими пользователями. Эти данные могут быть в файле Excel или сохранены в файл с расширением .csv … Возможности могут иногда казаться бесконечными, но когда у вас есть данные, в первую очередь вы должны убедиться, что они качественные.
В случае с электронной таблицей вы можете не только проверить, могут ли эти данные ответить на вопрос исследования, который вы имеете в виду, но также и можете ли вы доверять данным, которые хранятся в электронной таблице.
Проверяем качество таблицы
- Представляет ли электронная таблица статические данные?
- Смешивает ли она данные, расчеты и отчетность?
- Являются ли данные в вашей электронной таблице полными и последовательными?
- Имеет ли ваша таблица систематизированную структуру рабочего листа?
- Проверяли ли вы действительные формулы в электронной таблице?
Этот список вопросов поможет убедиться, что ваша таблица не грешит против лучших практик, принятых в отрасли. Конечно, этот список не исчерпывающий, но позволит провести базовую проверку таблицы.
Лучшие практики для данных электронных таблиц
Прежде чем приступить к чтению вашей электронной таблицы на Python, вы также должны подумать о том, чтобы настроить свой файл в соответствии с некоторыми основными принципами, такими как:
- Первая строка таблицы обычно зарезервирована для заголовка, а первый столбец используется для идентификации единицы выборки;
- Избегайте имен, значений или полей с пробелами. В противном случае каждое слово будет интерпретироваться как отдельная переменная, что приведет к ошибкам, связанным с количеством элементов на строку в вашем наборе данных. По возможности, используйте:
- подчеркивания,
- тире,
- горбатый регистр, где первая буква каждого слова пишется с большой буквы
- объединяющие слова
- Короткие имена предпочтительнее длинных имен;
- старайтесь не использовать имена, которые содержат символы ?, $,%, ^, &, *, (,), -, #,? ,,, <,>, /, |, , [,], {, и };
- Удалите все комментарии, которые вы сделали в вашем файле, чтобы избежать добавления в ваш файл лишних столбцов или NA;
- Убедитесь, что все пропущенные значения в вашем наборе данных обозначены как NA.
Затем, после того, как вы внесли необходимые изменения или тщательно изучили свои данные, убедитесь, что вы сохранили внесенные изменения. Сделав это, вы можете вернуться к данным позже, чтобы отредактировать их, добавить дополнительные данные или изменить их, сохранив формулы, которые вы, возможно, использовали для расчета данных и т.д.
Если вы работаете с Microsoft Excel, вы можете сохранить файл в разных форматах: помимо расширения по умолчанию .xls или .xlsx, вы можете перейти на вкладку «Файл», нажать «Сохранить как» и выбрать одно из расширений, которые указаны в качестве параметров «Сохранить как тип». Наиболее часто используемые расширения для сохранения наборов данных в data science — это .csv и .txt (в виде текстового файла с разделителями табуляции). В зависимости от выбранного варианта сохранения поля вашего набора данных разделяются вкладками или запятыми, которые образуют символы-разделители полей вашего набора данных.
Теперь, когда вы проверили и сохранили ваши данные, вы можете начать с подготовки вашего рабочего окружения.
Готовим рабочее окружение
Как убедиться, что вы все делаете хорошо? Проверить рабочее окружение!
Когда вы работаете в терминале, вы можете сначала перейти в каталог, в котором находится ваш файл, а затем запустить Python. Убедитесь, что файл лежит именно в том каталоге, к которому вы обратились.
Возможно, вы уже начали сеанс Python и у вас нет подсказок о каталоге, в котором вы работаете. Тогда можно выполнить следующие команды:
# Import `os`
import os
# Retrieve current working directory (`cwd`)
cwd = os.getcwd()
cwd
# Change directory
os.chdir("/path/to/your/folder")
# List all files and directories in current directory
os.listdir('.')
Круто, да?
Вы увидите, что эти команды очень важны не только для загрузки ваших данных, но и для дальнейшего анализа. А пока давайте продолжим: вы прошли все проверки, вы сохранили свои данные и подготовили рабочее окружение.
Можете ли вы начать с чтения данных в Python?
Установите библиотеки для чтения и записи файлов Excel
Даже если вы еще не знаете, какие библиотеки вам понадобятся для импорта ваших данных, вы должны убедиться, что у вас есть все, что нужно для установки этих библиотек, когда придет время.
Подготовка к дополнительной рабочей области: pip
Вот почему вам нужно установить pip и setuptools. Если у вас установлен Python2 ⩾ 2.7.9 или Python3 ⩾ 3.4, то можно не беспокоиться — просто убедитесь, что вы обновились до последней версии.
Для этого выполните следующую команду в своем терминале:
# Для Linux/OS X
pip install -U pip setuptools
# Для Windows
python -m pip install -U pip setuptools
Если вы еще не установили pip, запустите скрипт python get-pip.py, который вы можете найти здесь. Следуйте инструкциям по установке.
Установка Anaconda
Другой вариант для работы в data science — установить дистрибутив Anaconda Python. Сделав это, вы получите простой и быстрый способ начать заниматься data science, потому что вам не нужно беспокоиться об установке отдельных библиотек, необходимых для работы.
Это особенно удобно, если вы новичок, но даже для более опытных разработчиков это способ быстро протестировать некоторые вещи без необходимости устанавливать каждую библиотеку отдельно.
Anaconda включает в себя 100 самых популярных библиотек Python, R и Scala для науки о данных и несколько сред разработки с открытым исходным кодом, таких как Jupyter и Spyder.
Установить Anaconda можно здесь. Следуйте инструкциям по установке, и вы готовы начать!
Загрузить файлы Excel в виде фреймов Pandas
Все, среда настроена, вы готовы начать импорт ваших файлов.
Один из способов, который вы часто используете для импорта ваших файлов для обработки данных, — с помощью библиотеки Pandas. Она основана на NumPy и предоставляет простые в использовании структуры данных и инструменты анализа данных Python.
Эта мощная и гибкая библиотека очень часто используется дата-инженерами для передачи своих данных в структуры данных, очень выразительных для их анализа.
Если у вас уже есть Pandas, доступные через Anaconda, вы можете просто загрузить свои файлы в Pandas DataFrames с помощью pd.Excelfile():
# импорт библиотеки pandas
import pandas as pd
# Загружаем ваш файл в переменную `file` / вместо 'example' укажите название свого файла из текущей директории
file = 'example.xlsx'
# Загружаем spreadsheet в объект pandas
xl = pd.ExcelFile(file)
# Печатаем название листов в данном файле
print(xl.sheet_names)
# Загрузить лист в DataFrame по его имени: df1
df1 = xl.parse('Sheet1')
Если вы не установили Anaconda, просто выполните pip install pandas, чтобы установить библиотеку Pandas в вашей среде, а затем выполните команды, которые включены в фрагмент кода выше.
Проще простого, да?
Для чтения в файлах .csv у вас есть аналогичная функция для загрузки данных в DataFrame: read_csv(). Вот пример того, как вы можете использовать эту функцию:
# Импорт библиотеки pandas
import pandas as pd
# Загрузить csv файл
df = pd.read_csv("example.csv")
Разделитель, который будет учитывать эта функция, по умолчанию является запятой, но вы можете указать альтернативный разделитель, если хотите. Перейдите к документации, чтобы узнать, какие другие аргументы вы можете указать для успешного импорта!
Обратите внимание, что есть также функции read_table() и read_fwf() для чтения файлов и таблиц с фиксированной шириной в формате DataFrames с общим разделителем. Для первой функции разделителем по умолчанию является вкладка, но вы можете снова переопределить это, а также указать альтернативный символ-разделитель. Более того, есть и другие функции, которые вы можете использовать для получения данных в DataFrames: вы можете найти их здесь.
Как записать Pandas DataFrames в файлы Excel
Допустим, что после анализа данных вы хотите записать данные обратно в новый файл. Есть также способ записать ваши Pandas DataFrames обратно в файлы с помощью функции to_excel().
Но, прежде чем использовать эту функцию, убедитесь, что у вас установлен XlsxWriter, если вы хотите записать свои данные в несколько листов в файле .xlsx:
# Установим `XlsxWriter`
pip install XlsxWriter
# Указать writer библиотеки
writer = pd.ExcelWriter('example.xlsx', engine='xlsxwriter')
# Записать ваш DataFrame в файл
yourData.to_excel(writer, 'Sheet1')
# Сохраним результат
writer.save()
Обратите внимание, что в приведенном выше фрагменте кода вы используете объект ExcelWriter для вывода DataFrame.
Иными словами, вы передаете переменную Writer в функцию to_excel() и также указываете имя листа. Таким образом, вы добавляете лист с данными в существующую рабочую книгу: вы можете использовать ExcelWriter для сохранения нескольких (немного) разных DataFrames в одной рабочей книге.
Все это означает, что если вы просто хотите сохранить один DataFrame в файл, вы также можете обойтись без установки пакета XlsxWriter. Затем вы просто не указываете аргумент движка, который вы передаете в функцию pd.ExcelWriter(). Остальные шаги остаются прежними.
Аналогично функциям, которые вы использовали для чтения в файлах .csv, у вас также есть функция to_csv() для записи результатов обратно в файл, разделенный запятыми. Он снова работает так же, как когда вы использовали его для чтения в файле:
# Запишите DataFrame в csv
df.to_csv("example.csv")
Если вы хотите иметь файл, разделенный табуляцией, вы также можете передать t аргументу sep. Обратите внимание, что есть другие функции, которые вы можете использовать для вывода ваших файлов. Вы можете найти их все здесь.
Пакеты для разбора файлов Excel и обратной записи с помощью Python
Помимо библиотеки Pandas, который вы будете использовать очень часто для загрузки своих данных, вы также можете использовать другие библиотеки для получения ваших данных в Python. Наш обзор основан на этой странице со списком доступных библиотек, которые вы можете использовать для работы с файлами Excel в Python.
Далее вы увидите, как использовать эти библиотеки с помощью некоторых реальных, но упрощенных примеров.
Использование виртуальных сред
Общий совет для установки — делать это в Python virtualenv без системных пакетов. Вы можете использовать virtualenv для создания изолированных сред Python: он создает папку, содержащую все необходимые исполняемые файлы для использования пакетов, которые потребуются проекту Python.
Чтобы начать работать с virtualenv, вам сначала нужно установить его. Затем перейдите в каталог, в который вы хотите поместить свой проект. Создайте virtualenv в этой папке и загрузите в определенную версию Python, если вам это нужно. Затем вы активируете виртуальную среду. После этого вы можете начать загрузку в другие библиотеки, начать работать с ними и т. д.
Совет: не забудьте деактивировать среду, когда закончите!
# Install virtualenv
$ pip install virtualenv
# Go to the folder of your project
$ cd my_folder
# Create a virtual environment `venv`
$ virtualenv venv
# Indicate the Python interpreter to use for `venv`
$ virtualenv -p /usr/bin/python2.7 venv
# Activate `venv`
$ source venv/bin/activate
# Deactivate `venv`
$ deactivate
Обратите внимание, что виртуальная среда может показаться немного проблемной на первый взгляд, когда вы только начинаете работать с данными с Python. И, особенно если у вас есть только один проект, вы можете не понять, зачем вам вообще нужна виртуальная среда.
С ней будет гораздо легче, когда у вас одновременно запущено несколько проектов, и вы не хотите, чтобы они использовали одну и ту же установку Python. Или когда ваши проекты имеют противоречащие друг другу требования, виртуальная среда пригодится!
Теперь вы можете, наконец, начать установку и импорт библиотек, о которых вы читали, и загрузить их в таблицу.
Как читать и записывать файлы Excel с openpyxl
Этот пакет обычно рекомендуется, если вы хотите читать и записывать файлы .xlsx, xlsm, xltx и xltm.
Установите openpyxl с помощью pip: вы видели, как это сделать в предыдущем разделе.
Общий совет для установки этой библиотеки — делать это в виртуальной среде Python без системных библиотек. Вы можете использовать виртуальную среду для создания изолированных сред Python: она создает папку, которая содержит все необходимые исполняемые файлы для использования библиотек, которые потребуются проекту Python.
Перейдите в каталог, в котором находится ваш проект, и повторно активируйте виртуальную среду venv. Затем продолжите установку openpyxl с pip, чтобы убедиться, что вы можете читать и записывать файлы с ним:
# Активируйте virtualenv
$ source activate venv
# Установим `openpyxl` в `venv`
$ pip install openpyxl
Теперь, когда вы установили openpyxl, вы можете загружать данные. Но что это за данные?
Доспутим Excel с данными, которые вы пытаетесь загрузить в Python, содержит следующие листы:
Функция load_workbook() принимает имя файла в качестве аргумента и возвращает объект рабочей книги, который представляет файл. Вы можете проверить это, запустив type (wb). Убедитесь, что вы находитесь в том каталоге, где находится ваша таблица, иначе вы получите error при импорте.
# Import `load_workbook` module from `openpyxl`
from openpyxl import load_workbook
# Load in the workbook
wb = load_workbook('./test.xlsx')
# Get sheet names
print(wb.get_sheet_names())
Помните, что вы можете изменить рабочий каталог с помощью os.chdir().
Вы видите, что фрагмент кода выше возвращает имена листов книги, загруженной в Python.Можете использовать эту информацию, чтобы также получить отдельные листы рабочей книги.
Вы также можете проверить, какой лист в настоящее время активен с wb.active. Как видно из кода ниже, вы можете использовать его для загрузки другого листа из вашей книги:
# Get a sheet by name
sheet = wb.get_sheet_by_name('Sheet3')
# Print the sheet title
sheet.title
# Get currently active sheet
anotherSheet = wb.active
# Check `anotherSheet`
anotherSheet
На первый взгляд, с этими объектами рабочего листа вы не сможете многое сделать.. Однако вы можете извлечь значения из определенных ячеек на листе вашей книги, используя квадратные скобки [], в которые вы передаете точную ячейку, из которой вы хотите получить значение.
Обратите внимание, что это похоже на выбор, получение и индексирование массивов NumPy и Pandas DataFrames, но это не все, что вам нужно сделать, чтобы получить значение. Вам нужно добавить атрибут value:
# Retrieve the value of a certain cell
sheet['A1'].value
# Select element 'B2' of your sheet
c = sheet['B2']
# Retrieve the row number of your element
c.row
# Retrieve the column letter of your element
c.column
# Retrieve the coordinates of the cell
c.coordinate
Как вы можете видеть, помимо значения, есть и другие атрибуты, которые вы можете использовать для проверки вашей ячейки, а именно: row, column и coordinate.
Атрибут row вернет 2;
Добавление атрибута column к c даст вам ‘B’
coordinate вернет ‘B2’.
Вы также можете получить значения ячеек с помощью функции cell(). Передайте row и column, добавьте к этим аргументам значения, соответствующие значениям ячейки, которую вы хотите получить, и, конечно же, не забудьте добавить атрибут value:
# Retrieve cell value
sheet.cell(row=1, column=2).value
# Print out values in column 2
for i in range(1, 4):
print(i, sheet.cell(row=i, column=2).value)
Обратите внимание, что если вы не укажете атрибут value, вы получите <Cell Sheet3.B1>, который ничего не говорит о значении, которое содержится в этой конкретной ячейке.
Вы видите, что вы используете цикл for с помощью функции range(), чтобы помочь вам распечатать значения строк, имеющих значения в столбце 2. Если эти конкретные ячейки пусты, вы просто вернете None. Если вы хотите узнать больше о циклах for, пройдите наш курс Intermediate Python для Data Science.
Есть специальные функции, которые вы можете вызывать для получения некоторых других значений, например, get_column_letter() и column_index_from_string.
Две функции указывают примерно то, что вы можете получить, используя их, но лучше сделать их четче: хотя вы можете извлечь букву столбца с предшествующего, вы можете сделать обратное или получить адрес столбца, когда вы задаёте букву последнему. Вы можете увидеть, как это работает ниже:
# Импорт необходимых модулей из `openpyxl.utils`
from openpyxl.utils import get_column_letter, column_index_from_string
# Вывод 'A'
get_column_letter(1)
# Return '1'
column_index_from_string('A')
Вы уже получили значения для строк, которые имеют значения в определенном столбце, но что вам нужно сделать, если вы хотите распечатать строки вашего файла, не сосредотачиваясь только на одном столбце? Использовать другой цикл, конечно!
Например, вы говорите, что хотите сфокусироваться на области между «А1» и «С3», где первая указывает на левый верхний угол, а вторая — на правый нижний угол области, на которой вы хотите сфокусироваться. ,
Эта область будет так называемым cellObj, который вы видите в первой строке кода ниже. Затем вы говорите, что для каждой ячейки, которая находится в этой области, вы печатаете координату и значение, которое содержится в этой ячейке. После конца каждой строки вы печатаете сообщение, которое указывает, что строка этой области cellObj напечатана.
# Напечатать строчку за строчкой
for cellObj in sheet['A1':'C3']:
for cell in cellObj:
print(cells.coordinate, cells.value)
print('--- END ---')
Еще раз обратите внимание, что выбор области очень похож на выбор, получение и индексирование списка и элементов массива NumPy, где вы также используете [] и : для указания области, значения которой вы хотите получить. Кроме того, вышеприведенный цикл также хорошо использует атрибуты ячейки!
Чтобы сделать вышеприведенное объяснение и код наглядным, вы можете проверить результат, который вы получите после завершения цикла:
('A1', u'M')
('B1', u'N')
('C1', u'O')
--- END ---
('A2', 10L)
('B2', 11L)
('C2', 12L)
--- END ---
('A3', 14L)
('B3', 15L)
('C3', 16L)
--- END ---
Наконец, есть некоторые атрибуты, которые вы можете использовать для проверки результата вашего импорта, а именно max_row и max_column. Эти атрибуты, конечно, и так — общие способы проверки правильности загрузки данных, но они все равно полезны.
# Вывести максимальное количество строк
sheet.max_row
# Вывести максимальное количество колонок
sheet.max_column
Наверное, вы думаете, что такой способ работы с этими файлами сложноват, особенно если вы еще хотите манипулировать данными.
Должно быть что-то попроще, верно? Так и есть!
openpyxl поддерживает Pandas DataFrames! Вы можете использовать функцию DataFrame() из библиотеки Pandas, чтобы поместить значения листа в DataFrame:
# Import `pandas`
import pandas as pd
# конвертировать Лист в DataFrame
df = pd.DataFrame(sheet.values)
Если вы хотите указать заголовки и индексы, вам нужно добавить немного больше кода:
# Put the sheet values in `data`
data = sheet.values
# Indicate the columns in the sheet values
cols = next(data)[1:]
# Convert your data to a list
data = list(data)
# Read in the data at index 0 for the indices
idx = [r[0] for r in data]
# Slice the data at index 1
data = (islice(r, 1, None) for r in data)
# Make your DataFrame
df = pd.DataFrame(data, index=idx, columns=cols)
Затем вы можете начать манипулировать данными со всеми функциями, которые предлагает библиотека Pandas. Но помните, что вы находитесь в виртуальной среде, поэтому, если библиотека еще не представлена, вам нужно будет установить ее снова через pip.
Чтобы записать ваши Pandas DataFrames обратно в файл Excel, вы можете легко использовать функцию dataframe_to_rows() из модуля utils:
# Import `dataframe_to_rows`
from openpyxl.utils.dataframe import dataframe_to_rows
# Initialize a workbook
wb = Workbook()
# Get the worksheet in the active workbook
ws = wb.active
# Append the rows of the DataFrame to your worksheet
for r in dataframe_to_rows(df, index=True, header=True):
ws.append(r)
Но это точно не все! Библиотека openpyxl предлагает вам высокую гибкость при записи ваших данных обратно в файлы Excel, изменении стилей ячеек или использовании режима write-only. Эту библиотеку обязательно нужно знать, когда вы часто работаете с электронными таблицами ,
Совет: читайте больше о том, как вы можете изменить стили ячеек, перейти в режим write-only или как библиотека работает с NumPy здесь.
Теперь давайте также рассмотрим некоторые другие библиотеки, которые вы можете использовать для получения данных вашей электронной таблицы в Python.
Прежде чем закрыть этот раздел, не забудьте отключить виртуальную среду, когда закончите!
Чтение и форматирование Excel-файлов: xlrd
Эта библиотека идеально подходит для чтения и форматирования данных из Excel с расширением xls или xlsx.
# Import `xlrd`
import xlrd
# Open a workbook
workbook = xlrd.open_workbook('example.xls')
# Loads only current sheets to memory
workbook = xlrd.open_workbook('example.xls', on_demand = True)
Когда вам не нужны данные из всей Excel-книги, вы можете использовать функции sheet_by_name() или sheet_by_index() для получения листов, которые вы хотите получить в своём анализе
# Load a specific sheet by name
worksheet = workbook.sheet_by_name('Sheet1')
# Load a specific sheet by index
worksheet = workbook.sheet_by_index(0)
# Retrieve the value from cell at indices (0,0)
sheet.cell(0, 0).value
Также можно получить значение в определённых ячейках с вашего листа.
Перейдите к xlwt и xlutils, чтобы узнать больше о том, как они относятся к библиотеке xlrd.
Запись данных в Excel-файлы с xlwt
Если вы хотите создать таблицу со своими данными, вы можете использовать не только библиотеку XlsWriter, но и xlwt. xlwt идеально подходит для записи данных и форматирования информации в файлах с расширением .xls
Когда вы вручную создаёте файл:
# Import `xlwt`
import xlwt
# Initialize a workbook
book = xlwt.Workbook(encoding="utf-8")
# Add a sheet to the workbook
sheet1 = book.add_sheet("Python Sheet 1")
# Write to the sheet of the workbook
sheet1.write(0, 0, "This is the First Cell of the First Sheet")
# Save the workbook
book.save("spreadsheet.xls")
Если вы хотите записать данные в файл, но не хотите делать все самостоятельно, вы всегда можете прибегнуть к циклу for, чтобы автоматизировать весь процесс. Составьте сценарий, в котором вы создаёте книгу и в которую добавляете лист. Укажите список со столбцами и один со значениями, которые будут заполнены на листе.
Далее у вас есть цикл for, который гарантирует, что все значения попадают в файл: вы говорите, что для каждого элемента в диапазоне от 0 до 4 (5 не включительно) вы собираетесь что-то делать. Вы будете заполнять значения построчно. Для этого вы указываете элемент строки, который появляется в каждом цикле. Далее у вас есть еще один цикл for, который будет проходить по столбцам вашего листа. Вы говорите, что для каждой строки на листе, вы будете смотреть на столбцы, которые идут с ним, и вы будете заполнять значение для каждого столбца в строке. Заполнив все столбцы строки значениями, вы перейдете к следующей строке, пока не останется строк.
# Initialize a workbook
book = xlwt.Workbook()
# Add a sheet to the workbook
sheet1 = book.add_sheet("Sheet1")
# The data
cols = ["A", "B", "C", "D", "E"]
txt = [0,1,2,3,4]
# Loop over the rows and columns and fill in the values
for num in range(5):
row = sheet1.row(num)
for index, col in enumerate(cols):
value = txt[index] + num
row.write(index, value)
# Save the result
book.save("test.xls")
На скриншоте ниже представлен результат выполнения этого кода:
Теперь, когда вы увидели, как xlrd и xlwt работают друг с другом, пришло время взглянуть на библиотеку, которая тесно связана с этими двумя: xlutils.
Сборник утилит: xlutils
Эта библиотека — сборник утилит, для которого требуются и xlrd и xlwt, и которая может копировать, изменять и фильтровать существующие данные. О том, как пользоваться этими командами рассказано в разделе по openpyxl.
Вернитесь в раздел openpyxl, чтобы получить больше информации о том, как использовать этот пакет для получения данных в Python.
Использование pyexcel для чтения .xls или .xlsx файлов
Еще одна библиотека, которую можно использовать для чтения данных электронных таблиц в Python — это pyexcel; Python Wrapper, который предоставляет один API для чтения, записи и работы с данными в файлах .csv, .ods, .xls, .xlsx и .xlsm. Конечно, для этого урока вы просто сосредоточитесь на файлах .xls и .xls.
Чтобы получить ваши данные в массиве, вы можете использовать функцию get_array(), которая содержится в пакете pyexcel:
# Import `pyexcel`
import pyexcel
# Get an array from the data
my_array = pyexcel.get_array(file_name="test.xls")
Вы также можете получить свои данные в упорядоченном словаре списков. Вы можете использовать функцию get_dict():
# Import `OrderedDict` module
from pyexcel._compact import OrderedDict
# Get your data in an ordered dictionary of lists
my_dict = pyexcel.get_dict(file_name="test.xls", name_columns_by_row=0)
# Get your data in a dictionary of 2D arrays
book_dict = pyexcel.get_book_dict(file_name="test.xls")
Здесь видно, что если вы хотите получить словарь двумерных массивов или получить все листы рабочей книги в одном словаре, вы можете прибегнуть к get_book_dict().
Помните, что эти две структуры данных, которые были упомянуты выше, массивы и словари вашей таблицы, позволяют вам создавать DataFrames ваших данных с помощью pd.DataFrame(). Это облегчит обработку данных.
Кроме того, вы можете просто получить записи из таблицы с помощью pyexcel благодаря функции get_records(). Просто передайте аргумент file_name в функцию, и вы получите список словарей:
# Retrieve the records of the file
records = pyexcel.get_records(file_name="test.xls")
Чтобы узнать, как управлять списками Python, ознакомьтесь с примерами из документации о списках Python.
Запись в файл с pyexcel
С помощью этой библиотеки можно не только загружать данные в массивы, вы также можете экспортировать свои массивы обратно в таблицу. Используйте функцию save_as() и передайте массив и имя файла назначения в аргумент dest_file_name:
# Get the data
data = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
# Save the array to a file
pyexcel.save_as(array=data, dest_file_name="array_data.xls")
Обратите внимание, что если вы хотите указать разделитель, вы можете добавить аргумент dest_delimiter и передать символ, который вы хотите использовать в качестве разделителя между «».
Однако если у вас есть словарь, вам нужно использовать функцию save_book_as(). Передайте двумерный словарь в bookdict и укажите имя файла:
# The data
2d_array_dictionary = {'Sheet 1': [
['ID', 'AGE', 'SCORE']
[1, 22, 5],
[2, 15, 6],
[3, 28, 9]
],
'Sheet 2': [
['X', 'Y', 'Z'],
[1, 2, 3],
[4, 5, 6]
[7, 8, 9]
],
'Sheet 3': [
['M', 'N', 'O', 'P'],
[10, 11, 12, 13],
[14, 15, 16, 17]
[18, 19, 20, 21]
]}
# Save the data to a file
pyexcel.save_book_as(bookdict=2d_array_dictionary, dest_file_name="2d_array_data.xls")
При использовании кода, напечатанного в приведенном выше примере, важно помнить, что порядок ваших данных в словаре не будет сохранен. Если вы не хотите этого, вам нужно сделать небольшой обход. Вы можете прочитать все об этом здесь.
Чтение и запись .csv файлов
Если вы все еще ищете библиотеки, которые позволяют загружать и записывать данные в файлы .csv, кроме Pandas, лучше всего использовать пакет csv:
# import `csv`
import csv
# Read in csv file
for row in csv.reader(open('data.csv'), delimiter=','):
print(row)
# Write csv file
data = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
outfile = open('data.csv', 'w')
writer = csv.writer(outfile, delimiter=';', quotechar='"')
writer.writerows(data)
outfile.close()
Обратите внимание, что в пакете NumPy есть функция genfromtxt(), которая позволяет загружать данные, содержащиеся в файлах .csv, в массивы, которые затем можно поместить в DataFrames.
Финальная проверка данных
Когда у вас есть данные, не забудьте последний шаг: проверить, правильно ли загружены данные. Если вы поместили свои данные в DataFrame, вы можете легко и быстро проверить, был ли импорт успешным, выполнив следующие команды:
# Check the first entries of the DataFrame
df1.head()
# Check the last entries of the DataFrame
df1.tail()
Если у вас есть данные в массиве, вы можете проверить их, используя следующие атрибуты массива: shape, ndim, dtype и т.д .:
# Inspect the shape
data.shape
# Inspect the number of dimensions
data.ndim
# Inspect the data type
data.dtype
Что дальше?
Поздравляем! Вы успешно прошли наш урок и научились читать файлы Excel на Python.
Если вы хотите продолжить работу над этой темой, попробуйте воспользоваться PyXll, который позволяет писать функции в Python и вызывать их в Excel.
Pandas можно использовать для чтения и записи файлов Excel с помощью Python. Это работает по аналогии с другими форматами. В этом материале рассмотрим, как это делается с помощью DataFrame.
Помимо чтения и записи рассмотрим, как записывать несколько DataFrame в Excel-файл, как считывать определенные строки и колонки из таблицы и как задавать имена для одной или нескольких таблиц в файле.
Установка Pandas
Для начала Pandas нужно установить. Проще всего это сделать с помощью pip
.
Если у вас Windows, Linux или macOS:
pip install pandas # или pip3
В процессе можно столкнуться с ошибками ModuleNotFoundError
или ImportError
при попытке запустить этот код. Например:
ModuleNotFoundError: No module named 'openpyxl'
В таком случае нужно установить недостающие модули:
pip install openpyxl xlsxwriter xlrd # или pip3
Будем хранить информацию, которую нужно записать в файл Excel, в DataFrame
. А с помощью встроенной функции to_excel()
ее можно будет записать в Excel.
Сначала импортируем модуль pandas
. Потом используем словарь для заполнения DataFrame
:
import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'Name': ['Manchester City', 'Real Madrid', 'Liverpool',
'FC Bayern München', 'FC Barcelona', 'Juventus'],
'League': ['English Premier League (1)', 'Spain Primera Division (1)',
'English Premier League (1)', 'German 1. Bundesliga (1)',
'Spain Primera Division (1)', 'Italian Serie A (1)'],
'TransferBudget': [176000000, 188500000, 90000000,
100000000, 180500000, 105000000]})
Ключи в словаре — это названия колонок. А значения станут строками с информацией.
Теперь можно использовать функцию to_excel()
для записи содержимого в файл. Единственный аргумент — это путь к файлу:
df.to_excel('./teams.xlsx')
А вот и созданный файл Excel:
Стоит обратить внимание на то, что в этом примере не использовались параметры. Таким образом название листа в файле останется по умолчанию — «Sheet1». В файле может быть и дополнительная колонка с числами. Эти числа представляют собой индексы, которые взяты напрямую из DataFrame.
Поменять название листа можно, добавив параметр sheet_name
в вызов to_excel()
:
df.to_excel('./teams.xlsx', sheet_name='Budgets', index=False)
Также можно добавили параметр index
со значением False
, чтобы избавиться от колонки с индексами. Теперь файл Excel будет выглядеть следующим образом:
Запись нескольких DataFrame в файл Excel
Также есть возможность записать несколько DataFrame в файл Excel. Для этого можно указать отдельный лист для каждого объекта:
salaries1 = pd.DataFrame({'Name': ['L. Messi', 'Cristiano Ronaldo', 'J. Oblak'],
'Salary': [560000, 220000, 125000]})
salaries2 = pd.DataFrame({'Name': ['K. De Bruyne', 'Neymar Jr', 'R. Lewandowski'],
'Salary': [370000, 270000, 240000]})
salaries3 = pd.DataFrame({'Name': ['Alisson', 'M. ter Stegen', 'M. Salah'],
'Salary': [160000, 260000, 250000]})
salary_sheets = {'Group1': salaries1, 'Group2': salaries2, 'Group3': salaries3}
writer = pd.ExcelWriter('./salaries.xlsx', engine='xlsxwriter')
for sheet_name in salary_sheets.keys():
salary_sheets[sheet_name].to_excel(writer, sheet_name=sheet_name, index=False)
writer.save()
Здесь создаются 3 разных DataFrame с разными названиями, которые включают имена сотрудников, а также размер их зарплаты. Каждый объект заполняется соответствующим словарем.
Объединим все три в переменной salary_sheets
, где каждый ключ будет названием листа, а значение — объектом DataFrame
.
Дальше используем движок xlsxwriter
для создания объекта writer
. Он и передается функции to_excel()
.
Перед записью пройдемся по ключам salary_sheets
и для каждого ключа запишем содержимое в лист с соответствующим именем. Вот сгенерированный файл:
Можно увидеть, что в этом файле Excel есть три листа: Group1, Group2 и Group3. Каждый из этих листов содержит имена сотрудников и их зарплаты в соответствии с данными в трех DataFrame
из кода.
Параметр движка в функции to_excel()
используется для определения модуля, который задействуется библиотекой Pandas для создания файла Excel. В этом случае использовался xslswriter
, который нужен для работы с классом ExcelWriter
. Разные движка можно определять в соответствии с их функциями.
В зависимости от установленных в системе модулей Python другими параметрами для движка могут быть openpyxl
(для xlsx или xlsm) и xlwt (для xls). Подробности о модуле xlswriter
можно найти в официальной документации.
Наконец, в коде была строка writer.save()
, которая нужна для сохранения файла на диске.
Чтение файлов Excel с python
По аналогии с записью объектов DataFrame
в файл Excel, эти файлы можно и читать, сохраняя данные в объект DataFrame
. Для этого достаточно воспользоваться функцией read_excel()
:
top_players = pd.read_excel('./top_players.xlsx')
top_players.head()
Содержимое финального объекта можно посмотреть с помощью функции head()
.
Примечание:
Этот способ самый простой, но он и способен прочесть лишь содержимое первого листа.
Посмотрим на вывод функции head()
:
Name | Age | Overall | Potential | Positions | Club | |
---|---|---|---|---|---|---|
0 | L. Messi | 33 | 93 | 93 | RW,ST,CF | FC Barcelona |
1 | Cristiano Ronaldo | 35 | 92 | 92 | ST,LW | Juventus |
2 | J. Oblak | 27 | 91 | 93 | GK | Atlético Madrid |
3 | K. De Bruyne | 29 | 91 | 91 | CAM,CM | Manchester City |
4 | Neymar Jr | 28 | 91 | 91 | LW,CAM | Paris Saint-Germain |
Pandas присваивает метку строки или числовой индекс объекту DataFrame
по умолчанию при использовании функции read_excel()
.
Это поведение можно переписать, передав одну из колонок из файла в качестве параметра index_col
:
top_players = pd.read_excel('./top_players.xlsx', index_col='Name')
top_players.head()
Результат будет следующим:
Name | Age | Overall | Potential | Positions | Club |
---|---|---|---|---|---|
L. Messi | 33 | 93 | 93 | RW,ST,CF | FC Barcelona |
Cristiano Ronaldo | 35 | 92 | 92 | ST,LW | Juventus |
J. Oblak | 27 | 91 | 93 | GK | Atlético Madrid |
K. De Bruyne | 29 | 91 | 91 | CAM,CM | Manchester City |
Neymar Jr | 28 | 91 | 91 | LW,CAM | Paris Saint-Germain |
В этом примере индекс по умолчанию был заменен на колонку «Name» из файла. Однако этот способ стоит использовать только при наличии колонки со значениями, которые могут стать заменой для индексов.
Чтение определенных колонок из файла Excel
Иногда удобно прочитать содержимое файла целиком, но бывают случаи, когда требуется получить доступ к определенному элементу. Например, нужно считать значение элемента и присвоить его полю объекта.
Это делается с помощью функции read_excel()
и параметра usecols
. Например, можно ограничить функцию, чтобы она читала только определенные колонки. Добавим параметр, чтобы он читал колонки, которые соответствуют значениям «Name», «Overall» и «Potential».
Для этого укажем числовой индекс каждой колонки:
cols = [0, 2, 3]
top_players = pd.read_excel('./top_players.xlsx', usecols=cols)
top_players.head()
Вот что выдаст этот код:
Name | Overall | Potential | |
---|---|---|---|
0 | L. Messi | 93 | 93 |
1 | Cristiano Ronaldo | 92 | 92 |
2 | J. Oblak | 91 | 93 |
3 | K. De Bruyne | 91 | 91 |
4 | Neymar Jr | 91 | 91 |
Таким образом возвращаются лишь колонки из списка cols
.
В DataFrame
много встроенных возможностей. Легко изменять, добавлять и агрегировать данные. Даже можно строить сводные таблицы. И все это сохраняется в Excel одной строкой кода.
Рекомендую изучить DataFrame в моих уроках по Pandas.
Выводы
В этом материале были рассмотрены функции read_excel()
и to_excel()
из библиотеки Pandas. С их помощью можно считывать данные из файлов Excel и выполнять запись в них. С помощью различных параметров есть возможность менять поведение функций, создавая нужные файлы, не просто копируя содержимое из объекта DataFrame
.
Время на прочтение
7 мин
Количество просмотров 172K
Если Вы только начинаете свой путь знакомства с возможностями Python, ваши познания еще имеют начальный уровень — этот материал для Вас. В статье мы опишем, как можно извлекать информацию из данных, представленных в Excel файлах, работать с ними используя базовый функционал библиотек. В первой части статьи мы расскажем про установку необходимых библиотек и настройку среды. Во второй части — предоставим обзор библиотек, которые могут быть использованы для загрузки и записи таблиц в файлы с помощью Python и расскажем как работать с такими библиотеками как pandas, openpyxl, xlrd, xlutils, pyexcel.
В какой-то момент вы неизбежно столкнетесь с необходимостью работы с данными Excel, и нет гарантии, что работа с таким форматами хранения данных доставит вам удовольствие. Поэтому разработчики Python реализовали удобный способ читать, редактировать и производить иные манипуляции не только с файлами Excel, но и с файлами других типов.
Отправная точка — наличие данных
ПЕРЕВОД
Оригинал статьи — www.datacamp.com/community/tutorials/python-excel-tutorial
Автор — Karlijn Willems
Когда вы начинаете проект по анализу данных, вы часто сталкиваетесь со статистикой собранной, возможно, при помощи счетчиков, возможно, при помощи выгрузок данных из систем типа Kaggle, Quandl и т. д. Но большая часть данных все-таки находится в Google или репозиториях, которыми поделились другие пользователи. Эти данные могут быть в формате Excel или в файле с .csv расширением.
Данные есть, данных много. Анализируй — не хочу. С чего начать? Первый шаг в анализе данных — их верификация. Иными словами — необходимо убедиться в качестве входящих данных.
В случае, если данные хранятся в таблице, необходимо не только подтвердить качество данных (нужно быть уверенным, что данные таблицы ответят на поставленный для исследования вопрос), но и оценить, можно ли доверять этим данным.
Проверка качества таблицы
Чтобы проверить качество таблицы, обычно используют простой чек-лист. Отвечают ли данные в таблице следующим условиям:
- данные являются статистикой;
- различные типы данных: время, вычисления, результат;
- данные полные и консистентные: структура данных в таблице — систематическая, а присутствующие формулы — работающие.
Ответы на эти простые вопросы позволят понять, не противоречит ли ваша таблица стандарту. Конечно, приведенный чек-лист не является исчерпывающим: существует много правил, на соответствие которым вы можете проверять данные в таблице, чтобы убедиться, что таблица не является “гадким утенком”. Однако, приведенный выше чек-лист наиболее актуален, если вы хотите убедиться, что таблица содержит качественные данные.
Бест-практикс табличных данных
Читать данные таблицы при помощи Python — это хорошо. Но данные хочется еще и редактировать. Причем редактирование данных в таблице, должно соответствовать следующим условиям:
- первая строка таблицы зарезервирована для заголовка, а первый столбец используется для идентификации единицы выборки;
- избегайте имен, значений или полей с пробелами. В противном случае, каждое слово будет интерпретироваться как отдельная переменная, что приведет к ошибкам, связанным с количеством элементов в строке в наборе данных. Лучше использовать подчеркивания, регистр (первая буква каждого раздела текста — заглавная) или соединительные слова;
- отдавайте предпочтение коротким названиям;
- старайтесь избегать использования названий, которые содержат символы ?, $,%, ^, &, *, (,),-,#, ?,,,<,>, /, |, , [ ,] ,{, и };
- удаляйте любые комментарии, которые вы сделали в файле, чтобы избежать дополнительных столбцов или полей со значением NA;
- убедитесь, что любые недостающие значения в наборе данных отображаются как NA.
После внесения необходимых изменений (или когда вы внимательно просмотрите свои данные), убедитесь, что внесенные изменения сохранены. Это важно, потому что позволит еще раз взглянуть на данные, при необходимости отредактировать, дополнить или внести изменения, сохраняя формулы, которые, возможно, использовались для расчета.
Если вы работаете с Microsoft Excel, вы наверняка знаете, что есть большое количество вариантов сохранения файла помимо используемых по умолчанию расширения: .xls или .xlsx (переходим на вкладку “файл”, “сохранить как” и выбираем другое расширение (наиболее часто используемые расширения для сохранения данных с целью анализа — .CSV и.ТХТ)). В зависимости от варианта сохранения поля данных будут разделены знаками табуляции или запятыми, которые составляют поле “разделитель”. Итак, данные проверены и сохранены. Начинаем готовить рабочее пространство.
Подготовка рабочего пространства
Подготовка рабочего пространства — одна из первых вещей, которую надо сделать, чтобы быть уверенным в качественном результате анализа.
Первый шаг — проверка рабочей директории.
Когда вы работаете в терминале, вы можете сначала перейти к директории, в которой находится ваш файл, а затем запустить Python. В таком случае необходимо убедиться, что файл находится в директории, из которой вы хотите работать.
Для проверки дайте следующие команды:
# Import `os`
import os
# Retrieve current working directory (`cwd`)
cwd = os.getcwd()
cwd
# Change directory
os.chdir("/path/to/your/folder")
# List all files and directories in current directory
os.listdir('.')
Эти команды важны не только для загрузки данных, но и для дальнейшего анализа. Итак, вы прошли все проверки, вы сохранили данные и подготовили рабочее пространство. Уже можно начать чтение данных в Python? К сожалению пока нет. Нужно сделать еще одну последнюю вещь.
Установка пакетов для чтения и записи Excel файлов
Несмотря на то, что вы еще не знаете, какие библиотеки будут нужны для импорта данных, нужно убедиться, что у все готово для установки этих библиотек. Если у вас установлен Python 2> = 2.7.9 или Python 3> = 3.4, нет повода для беспокойства — обычно, в этих версиях уже все подготовлено. Поэтому просто убедитесь, что вы обновились до последней версии
Для этого запустите в своем компьютере следующую команду:
# For Linux/OS X
pip install -U pip setuptools
# For Windows
python -m pip install -U pip setuptools
В случае, если вы еще не установили pip, запустите скрипт python get-pip.py, который вы можете найти здесь (там же есть инструкции по установке и help).
Установка Anaconda
Установка дистрибутива Anaconda Python — альтернативный вариант, если вы используете Python для анализа данных. Это простой и быстрый способ начать работу с анализом данных — ведь отдельно устанавливать пакеты, необходимые для data science не придется.
Это особенно удобно для новичков, однако даже опытные разработчики часто идут этим путем, ведь Anakonda — удобный способ быстро протестировать некоторые вещи без необходимости устанавливать каждый пакет отдельно.
Anaconda включает в себя 100 наиболее популярных библиотек Python, R и Scala для анализа данных в нескольких средах разработки с открытым исходным кодом, таких как Jupyter и Spyder. Если вы хотите начать работу с Jupyter Notebook, то вам сюда.
Чтобы установить Anaconda — вам сюда.
Загрузка файлов Excel как Pandas DataFrame
Ну что ж, мы сделали все, чтобы настроить среду! Теперь самое время начать импорт файлов.
Один из способов, которым вы будете часто пользоваться для импорта файлов с целью анализа данных — импорт с помощью библиотеки Pandas (Pandas — программная библиотека на языке Python для обработки и анализа данных). Работа Pandas с данными происходит поверх библиотеки NumPy, являющейся инструментом более низкого уровня. Pandas — мощная и гибкая библиотека и она очень часто используется для структуризации данных в целях облегчения анализа.
Если у вас уже есть Pandas в Anaconda, вы можете просто загрузить файлы в Pandas DataFrames с помощью pd.Excelfile ():
# Import pandas
import pandas as pd
# Assign spreadsheet filename to `file`
file = 'example.xlsx'
# Load spreadsheet
xl = pd.ExcelFile(file)
# Print the sheet names
print(xl.sheet_names)
# Load a sheet into a DataFrame by name: df1
df1 = xl.parse('Sheet1')
Если вы не установили Anaconda, просто запустите pip install pandas, чтобы установить пакет Pandas в вашей среде, а затем выполните команды, приведенные выше.
Для чтения .csv-файлов есть аналогичная функция загрузки данных в DataFrame: read_csv (). Вот пример того, как вы можете использовать эту функцию:
# Import pandas
import pandas as pd
# Load csv
df = pd.read_csv("example.csv")
Разделителем, который эта функция будет учитывать, является по умолчанию запятая, но вы можете, если хотите, указать альтернативный разделитель. Перейдите к документации, если хотите узнать, какие другие аргументы можно указать, чтобы произвести импорт.
Как записывать Pandas DataFrame в Excel файл
Предположим, после анализа данных вы хотите записать данные в новый файл. Существует способ записать данные Pandas DataFrames (с помощью функции to_excel ). Но, прежде чем использовать эту функцию, убедитесь, что у вас установлен XlsxWriter, если вы хотите записать свои данные на несколько листов в файле .xlsx:
# Install `XlsxWriter`
pip install XlsxWriter
# Specify a writer
writer = pd.ExcelWriter('example.xlsx', engine='xlsxwriter')
# Write your DataFrame to a file
yourData.to_excel(writer, 'Sheet1')
# Save the result
writer.save()
Обратите внимание, что в фрагменте кода используется объект ExcelWriter для вывода DataFrame. Иными словами, вы передаете переменную writer в функцию to_excel (), и указываете имя листа. Таким образом, вы добавляете лист с данными в существующую книгу. Также можно использовать ExcelWriter для сохранения нескольких разных DataFrames в одной книге.
То есть если вы просто хотите сохранить один файл DataFrame в файл, вы можете обойтись без установки библиотеки XlsxWriter. Просто не указываете аргумент, который передается функции pd.ExcelWriter (), остальные шаги остаются неизменными.
Подобно функциям, которые используются для чтения в .csv-файлах, есть также функция to_csv () для записи результатов обратно в файл с разделителями-запятыми. Он работает так же, как когда мы использовали ее для чтения в файле:
# Write the DataFrame to csv
df.to_csv("example.csv")
Если вы хотите иметь отдельный файл с вкладкой, вы можете передать a t аргументу sep. Обратите внимание, что существуют различные другие функции, которые можно использовать для вывода файлов. Их можно найти здесь.
Использование виртуальной среды
Общий совет по установке библиотек — делать установку в виртуальной среде Python без системных библиотек. Вы можете использовать virtualenv для создания изолированных сред Python: он создает папку, содержащую все необходимое для использования библиотек, которые потребуются для Python.
Чтобы начать работу с virtualenv, сначала нужно его установить. Потом перейти в директорию, где будет находится проект. Создать virtualenv в этой папке и загрузить, если нужно, в определенную версию Python. После этого активируете виртуальную среду. Теперь можно начинать загрузку других библиотек и начинать работать с ними.
Не забудьте отключить среду, когда вы закончите!
# Install virtualenv
$ pip install virtualenv
# Go to the folder of your project
$ cd my_folder
# Create a virtual environment `venv`
$ virtualenv venv
# Indicate the Python interpreter to use for `venv`
$ virtualenv -p /usr/bin/python2.7 venv
# Activate `venv`
$ source venv/bin/activate
# Deactivate `venv`
$ deactivate
Обратите внимание, что виртуальная среда может показаться сначала проблематичной, если вы делаете первые шаги в области анализа данных с помощью Python. И особенно, если у вас только один проект, вы можете не понимать, зачем вообще нужна виртуальная среда.
Но что делать, если у вас несколько проектов, работающих одновременно, и вы не хотите, чтобы они использовали одну и ту же установку Python? Или если у ваших проектов есть противоречивые требования. В таких случаях виртуальная среда — идеальное решение.
Во второй части статьи мы расскажем об основных библиотеках для анализа данных.
Продолжение следует…
You all must have worked with Excel at some time in your life and must have felt the need for automating some repetitive or tedious task. Don’t worry in this tutorial we are going to learn about how to work with Excel using Python, or automating Excel using Python. We will be covering this with the help of the Openpyxl module.
Getting Started
Openpyxl is a Python library that provides various methods to interact with Excel Files using Python. It allows operations like reading, writing, arithmetic operations, plotting graphs, etc.
This module does not come in-built with Python. To install this type the below command in the terminal.
pip install openpyxl
Reading from Spreadsheets
To read an Excel file you have to open the spreadsheet using the load_workbook() method. After that, you can use the active to select the first sheet available and the cell attribute to select the cell by passing the row and column parameter. The value attribute prints the value of the particular cell. See the below example to get a better understanding.
Note: The first row or column integer is 1, not 0.
Dataset Used: It can be downloaded from here.
Example:
Python3
import
openpyxl
path
=
"gfg.xlsx"
wb_obj
=
openpyxl.load_workbook(path)
sheet_obj
=
wb_obj.active
cell_obj
=
sheet_obj.cell(row
=
1
, column
=
1
)
print
(cell_obj.value)
Output:
Name
Reading from Multiple Cells
There can be two ways of reading from multiple cells.
Method 1: We can get the count of the total rows and columns using the max_row and max_column respectively. We can use these values inside the for loop to get the value of the desired row or column or any cell depending upon the situation. Let’s see how to get the value of the first column and first row.
Example:
Python3
import
openpyxl
path
=
"gfg.xlsx"
wb_obj
=
openpyxl.load_workbook(path)
sheet_obj
=
wb_obj.active
row
=
sheet_obj.max_row
column
=
sheet_obj.max_column
print
(
"Total Rows:"
, row)
print
(
"Total Columns:"
, column)
print
(
"nValue of first column"
)
for
i
in
range
(
1
, row
+
1
):
cell_obj
=
sheet_obj.cell(row
=
i, column
=
1
)
print
(cell_obj.value)
print
(
"nValue of first row"
)
for
i
in
range
(
1
, column
+
1
):
cell_obj
=
sheet_obj.cell(row
=
2
, column
=
i)
print
(cell_obj.value, end
=
" "
)
Output:
Total Rows: 6 Total Columns: 4 Value of first column Name Ankit Rahul Priya Nikhil Nisha Value of first row Ankit B.Tech CSE 4
Method 2: We can also read from multiple cells using the cell name. This can be seen as the list slicing of Python.
Python3
import
openpyxl
path
=
"gfg.xlsx"
wb_obj
=
openpyxl.load_workbook(path)
sheet_obj
=
wb_obj.active
cell_obj
=
sheet_obj[
'A1'
:
'B6'
]
for
cell1, cell2
in
cell_obj:
print
(cell1.value, cell2.value)
Output:
Name Course Ankit B.Tech Rahul M.Tech Priya MBA Nikhil B.Tech Nisha B.Tech
Refer to the below article to get detailed information about reading excel files using openpyxl.
- Reading an excel file using Python openpyxl module
Writing to Spreadsheets
First, let’s create a new spreadsheet, and then we will write some data to the newly created file. An empty spreadsheet can be created using the Workbook() method. Let’s see the below example.
Example:
Python3
from
openpyxl
import
Workbook
workbook
=
Workbook()
workbook.save(filename
=
"sample.xlsx"
)
Output:
After creating an empty file, let’s see how to add some data to it using Python. To add data first we need to select the active sheet and then using the cell() method we can select any particular cell by passing the row and column number as its parameter. We can also write using cell names. See the below example for a better understanding.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
c1
=
sheet.cell(row
=
1
, column
=
1
)
c1.value
=
"Hello"
c2
=
sheet.cell(row
=
1
, column
=
2
)
c2.value
=
"World"
c3
=
sheet[
'A2'
]
c3.value
=
"Welcome"
c4
=
sheet[
'B2'
]
c4.value
=
"Everyone"
wb.save(
"sample.xlsx"
)
Output:
Refer to the below article to get detailed information about writing to excel.
- Writing to an excel file using openpyxl module
Appending to the Spreadsheet
In the above example, you will see that every time you try to write to a spreadsheet the existing data gets overwritten, and the file is saved as a new file. This happens because the Workbook() method always creates a new workbook file object. To write to an existing workbook you must open the file with the load_workbook() method. We will use the above-created workbook.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.load_workbook(
"sample.xlsx"
)
sheet
=
wb.active
c
=
sheet[
'A3'
]
c.value
=
"New Data"
wb.save(
"sample.xlsx"
)
Output:
We can also use the append() method to append multiple data at the end of the sheet.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.load_workbook(
"sample.xlsx"
)
sheet
=
wb.active
data
=
(
(
1
,
2
,
3
),
(
4
,
5
,
6
)
)
for
row
in
data:
sheet.append(row)
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Arithmetic Operation on Spreadsheet
Arithmetic operations can be performed by typing the formula in a particular cell of the spreadsheet. For example, if we want to find the sum then =Sum() formula of the excel file is used.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
sheet[
'A1'
]
=
200
sheet[
'A2'
]
=
300
sheet[
'A3'
]
=
400
sheet[
'A4'
]
=
500
sheet[
'A5'
]
=
600
sheet[
'A7'
]
=
'= SUM(A1:A5)'
wb.save(
"sum.xlsx"
)
Output:
Refer to the below article to get detailed information about the Arithmetic operations on Spreadsheet.
- Arithmetic operations in excel file using openpyxl
Adjusting Rows and Column
Worksheet objects have row_dimensions and column_dimensions attributes that control row heights and column widths. A sheet’s row_dimensions and column_dimensions are dictionary-like values; row_dimensions contains RowDimension objects and column_dimensions contains ColumnDimension objects. In row_dimensions, one can access one of the objects using the number of the row (in this case, 1 or 2). In column_dimensions, one can access one of the objects using the letter of the column (in this case, A or B).
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
sheet.cell(row
=
1
, column
=
1
).value
=
' hello '
sheet.cell(row
=
2
, column
=
2
).value
=
' everyone '
sheet.row_dimensions[
1
].height
=
70
sheet.column_dimensions[
'B'
].width
=
20
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Merging Cells
A rectangular area of cells can be merged into a single cell with the merge_cells() sheet method. The argument to merge_cells() is a single string of the top-left and bottom-right cells of the rectangular area to be merged.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
sheet.merge_cells(
'A2:D4'
)
sheet.cell(row
=
2
, column
=
1
).value
=
'Twelve cells join together.'
sheet.merge_cells(
'C6:D6'
)
sheet.cell(row
=
6
, column
=
6
).value
=
'Two merge cells.'
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Unmerging Cells
To unmerge cells, call the unmerge_cells() sheet method.
Example:
Python3
import
openpyxl
wb
=
openpyxl.load_workbook(
'sample.xlsx'
)
sheet
=
wb.active
sheet.unmerge_cells(
'A2:D4'
)
sheet.unmerge_cells(
'C6:D6'
)
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Setting Font Style
To customize font styles in cells, important, import the Font() function from the openpyxl.styles module.
Example:
Python3
import
openpyxl
from
openpyxl.styles
import
Font
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
sheet.cell(row
=
1
, column
=
1
).value
=
"GeeksforGeeks"
sheet.cell(row
=
1
, column
=
1
).font
=
Font(size
=
24
)
sheet.cell(row
=
2
, column
=
2
).value
=
"GeeksforGeeks"
sheet.cell(row
=
2
, column
=
2
).font
=
Font(size
=
24
, italic
=
True
)
sheet.cell(row
=
3
, column
=
3
).value
=
"GeeksforGeeks"
sheet.cell(row
=
3
, column
=
3
).font
=
Font(size
=
24
, bold
=
True
)
sheet.cell(row
=
4
, column
=
4
).value
=
"GeeksforGeeks"
sheet.cell(row
=
4
, column
=
4
).font
=
Font(size
=
24
, name
=
'Times New Roman'
)
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Refer to the below article to get detailed information about adjusting rows and columns.
- Adjusting rows and columns of an excel file using openpyxl module
Plotting Charts
Charts are composed of at least one series of one or more data points. Series themselves are comprised of references to cell ranges. For plotting the charts on an excel sheet, firstly, create chart objects of specific chart class( i.e BarChart, LineChart, etc.). After creating chart objects, insert data in it, and lastly, add that chart object in the sheet object.
Example 1:
Python3
import
openpyxl
from
openpyxl.chart
import
BarChart, Reference
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
for
i
in
range
(
10
):
sheet.append([i])
values
=
Reference(sheet, min_col
=
1
, min_row
=
1
,
max_col
=
1
, max_row
=
10
)
chart
=
BarChart()
chart.add_data(values)
chart.title
=
" BAR-CHART "
chart.x_axis.title
=
" X_AXIS "
chart.y_axis.title
=
" Y_AXIS "
sheet.add_chart(chart,
"E2"
)
wb.save(
"sample.xlsx"
)
Output:
Example 2:
Python3
import
openpyxl
from
openpyxl.chart
import
LineChart, Reference
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
for
i
in
range
(
10
):
sheet.append([i])
values
=
Reference(sheet, min_col
=
1
, min_row
=
1
,
max_col
=
1
, max_row
=
10
)
chart
=
LineChart()
chart.add_data(values)
chart.title
=
" LINE-CHART "
chart.x_axis.title
=
" X-AXIS "
chart.y_axis.title
=
" Y-AXIS "
sheet.add_chart(chart,
"E2"
)
wb.save(
"sample.xlsx"
)
Output:
Refer to the below articles to get detailed information about plotting in excel using Python.
- Plotting charts in excel sheet using openpyxl module | Set 1
- Plotting charts in excel sheet using openpyxl module | Set 2
- Plotting charts in excel sheet using openpyxl module | Set 3
Adding Images
For the purpose of importing images inside our worksheet, we would be using openpyxl.drawing.image.Image. The method is a wrapper over PIL.Image method found in PIL (pillow) library. Due to which it is necessary for the PIL (pillow) library to be installed in order to use this method.
Image Used:
Example:
Python3
import
openpyxl
from
openpyxl.drawing.image
import
Image
wb
=
openpyxl.Workbook()
sheet
=
wb.active
sheet.append([
10
,
2010
,
"Geeks"
,
4
,
"life"
])
img
=
Image(
"geek.jpg"
)
sheet.add_image(img,
'A2'
)
wb.save(
'sample.xlsx'
)
Output:
Refer to the below article to get detailed information about adding images.
- Openpyxl – Adding Image
Some More Functionality of Excel using Python
- How to delete one or more rows in excel using Openpyxl?
- Trigonometric operations in excel file using openpyxl
- How to copy data from one excel sheet to another
- How to Automate an Excel Sheet in Python?
Всем привет! Уверен, что подавляющее большинство читателей этой статьи интересует анализ данных. Иначе вас бы здесь не было! Но для начала данные необходимо импортировать в Python. Помимо баз данных, средством решения этой задачи являются файлы. В сфере науки о данных чаще всего используются файлы в формате csv (значения, разделённые запятыми), но нередко можно встретить и формат xlsx, потому что почти во всех компаниях Excel по-прежнему является самой популярной программой для редактирования таблиц.
Я покажу вам, как читать файлы Excel с помощью Python. При правильном выборе библиотек это совсем не сложно.
Python: чтение файлов Excel
Вариантов довольно много. То есть, добавить файлы xlsx в Python можно несколькими способами. Если вам нужно просто и быстро достать данные из файла Excel, то лучше всего подойдёт библиотека pandas. Если требуется более высокий уровень контроля, или вы собираетесь считывать формулы, стоит воспользоваться пакетами xlrd или openpyxl. Фактически, для доступа к данным Excel библиотека pandas использует xlrd в фоновом режиме.
Файл Jupyter Notebook с кодом для всех трёх вариантов можно найти по этой ссылке.
Импорт файлов xlsx с помощью Pandas
Одним из популярных способов чтения файлов Excel в Python является функция read_excel из pandas. Если вы занимаетесь “наукой о данных” и работаете с Python, библиотека pandas в любом случае незаменима. Функция read_excel способна обрабатывать файлы xls (старый формат) и xlsx, а также записывать содержимое в DataFrame.
import pandas as pd
df = pd.read_excel("Имя файла")
У этой функции есть целый ряд параметров, наиболее важные из которых перечислены ниже:
sheet_name = 0
- Здесь можно ввести числовое значение (начиная с 0) или название электронной таблицы. По умолчанию считывается первая таблица в файле. Если в качестве значения указать список, то будет возвращён словарь датафреймов (см. ниже).
skiprows = None
- Если вам требуется пропустить первые строки (обычное дело с таблицами Excel, поскольку очень часто сверху в них находится заголовок и описание), сделать это можно с помощью данного параметра, просто указав, сколько строк вы хотите пропустить. Как обычно в Python, отсчёт начинается с нуля, т.е. если вам нужно начать с 4-й строки, используйте skiprows=3.
header = 0
- Строка, содержащая “хедер”, т.е. заголовки столбцов. При установленном значении “0” используется первая строка. Если у столбцов не должно быть заголовков, установите значение “None”.
names = None
- Этот параметр позволяет передать в функцию список с именами столбцов
usecols = None
- Если вы хотите вывести только конкретные столбцы, их нужно указать здесь. Лучший вариант в этом случае – передать список с номерами или названиями столбцов.
dtype = None
- Если вам надо использовать типы данных, которые могут отличаться от автоматически распознанных, подставьте к этому параметру словарь, где указаны конкретные типы данных для конкретных столбцов.
nrows = None
- Если не хотите считывать все строки, можете ограничить их число с помощью параметра nrows.
Перечисленные параметры должны охватить большинство возможных сценариев использования. Если вам потребуется более специализированная информация, посмотрите справочные материалы по API read_excel.
Импорт одновременно нескольких листов файла Excel
Как указано в описании параметра sheet_name, он позволяет указать список номеров или названий рабочих листов. В этом случае вы получите не датафрейм, а словарь датафреймов.
Map = pd.read_excel("Example-Excel.xlsx", sheet_name=['Таблица1','Таблица2','Таблица3'], skiprows=3)
print(type(Map))
print(Map.keys())
print(Map['Таблица3'].head())
Импорт данных Excel с помощью пакета XLRD
При использовании пакета xlrd вы получаете гораздо больше контроля над таблицами Excel, но и разобраться с ним немного сложнее. Однако в настоящее время разработка прекращена. На его странице в GitHub говорится, что лучше использовать openpyxl.
Помимо xlrd, предназначенной для чтения, есть ещё библиотеки xlwt для записи файлов xls (Excel 97 – 2003) и xlutils для редактирования современных файлов Excel.
Первым делом надо открыть файл
wb = xlrd.open_workbook("Example-Excel.xlsx")
С помощью функции sheet_names вы получаете названия таблиц
sheet_names = wb.sheet_names()
После этого к таблице можно обратиться по её названию, например:
Tab1 = wb.sheet_by_name('Таблица1')
API xlrd имеет очень логичную структуру и людям, обладающим некоторым опытом взаимодействия с API, несложно будет в нём разобраться.
- В модуль book входят все инструменты, которые нужны для работы со всей книгой. Класс xlrd.book.Book хранит её содержимое.
- В модуль sheet входят все инструменты для работы с отдельными рабочими листами. И соответствующий класс xlrd.sheet.Sheet хранит содержимое рабочего листа
- Стоит также упомянуть модуль formatting, который позволяет считать форматирование файла
- Модуль formula (обратите внимание) работает не с формулами каждой ячейки, а с менеджером имен. Если вы хотите прочитать формулы из отдельных ячеек, это делается с помощью openpyxl, а
- xldate помогает разобраться с датой и временем
Пакет Openpyxl: чтение файлов Excel
Если вам нужно не просто прочитать данные, а сделать что-то ещё, можете воспользоваться пакетом openpyxl. Хотя лично мне больше по душе pandas.
Здесь открыть и просмотреть книгу Excel тоже очень легко.
from openpyxl import load_workbook
wb2 = load_workbook("Example-Excel.xlsx")
Флаг data_only позволяет указать, что будет считываться – формулы или вычисляемые значения. По умолчанию стоит data_only = False, поэтому считываются формулы.
К сожалению, пакет не поддерживает изображения и диаграммы, поэтому с помощью openpyxl не получится модифицировать шаблоны или вставлять данные в существующие дэшборды на основе Excel. Подходящим инструментом для этого является xlwings, разговор о котором будет чуть позже.
Но давайте вернёмся к openpyxl. Каждая книга Excel содержит рабочие листы, к которым можно легко обращаться по имени
print(wb2.sheetnames)
ws = wb2['Таблица1']
for i in ws.values:
print(i)
Если надо преобразовать данные в датафрейм pandas, это делается следующим образом. В приведённом примере таблица начинается с четвёртой строки.
import pandas as pd
df = pd.DataFrame(ws.values)
df.columns = df.iloc[[3]].values.tolist()[0]
df = df[4:]
df.head()
Опять же, вот ещё ссылка на документацию openpyxl. Также вас может заинтересовать глава 12 в бесплатной книге Automate the boring stuff, там речь идёт как раз о применении пакета openpyxl.
Python: сохранение файлов Excel
Логично предположить, что помимо чтения файлов Excel нам в какой-то момент понадобится возможность их сохранять. Файл Jupyter Notebook с кодом для всех трёх вариантов можно найти по этой ссылке.
Запись датафрейма в файл XLSX с помощью Pandas
Опять же, с помощью pandas записать датафрейм в файл Excel очень легко. За это отвечает функция to_excel, как в следующем примере
diamonds.to_excel("Diamonds.xlsx", sheet_name='Diamonds')
Для индивидуализации можно использовать следующие параметры. На самом деле их больше, но остальные нам пока не нужны.
na_rep = ""
- Как должны отображаться отсутствующие значения. По умолчанию стоит пустая строка.
float_format=None
- Здесь можно задать формат для количества знаков после запятой.
columns = None
- Если вы хотите вывести не все столбцы, это можно указать здесь.
header = True
- Определяет, будут ли выводиться названия столбцов. В качестве значения также можно указать список названий.
index = True
- Этот флаг позволяет указать, нужно записывать индекс строки или нет.
index_label = None
- Название индексного столбца.
startrow = 0
- Строка в файле Excel, начиная с которой будет записываться таблица.
startcol = 0
- Столбец в файле Excel, начиная с которого будет записываться таблица.
Запись нескольких таблиц в один файл Excel
Для pandas и это не является проблемой. Нужно только вооружиться функцией ExcelWriter. Вот как это работает:
with pd.ExcelWriter('test.xlsx') as writer:
iris.to_excel(writer, sheet_name='iris')
tips.to_excel(writer, sheet_name='tips')
Запись файлов Excel с помощью XLWT
Запись файла xls (обратите внимание, что модуль xlwt не поддерживает новый формат xlsx, который используется в Excel начиная с версии 2007).
import xlwt
from datetime import datetime
wb = xlwt.Workbook()
ws = wb.add_sheet('Таблица1')
datumStyle = xlwt.easyxf(num_format_str='DD.MM.YYYY')
ws.write(0, 0, 1)
ws.write(0, 1, 1)
ws.write(0, 2, xlwt.Formula("A1+B1"))
ws.write(1, 0, datetime.now(),datumStyle)
ws.write(1, 2, 3.1415)
wb.save('Example-xlwt.xls')
Запись файлов Excel с помощью Openpyxl
Запись файла тоже не вызывает никаких проблем:
from openpyxl import Workbook
wb = Workbook()
# ...Заполнение книги…
wb.save("Example-openpyxl.xlsx")
Помимо прочего, вы можете делать, например, следующее:
# Активировать первую таблицу
ws = wb.active
# Писать можно прямо в ячейках
ws['C1'] = 3.1415
# Также можно прикреплять целые строки
ws.append([1, 2, 3])
# Ячейки с датами тоже работают
import datetime
ws['E2'] = datetime.datetime.now()
Заключение по теме работы с файлами Excel с использованием Python
Подводя итог, можно сказать следующее:
Если вам требуется только читать таблицы или записывать их в файлы Excel, ваш вариант – pandas. В нём простая в использовании функция импорта/экспорта, да и фирменный тип данных DataFrame от pandas является идеальным для дальнейшей обработки данных.
Если вам нужен более высокий уровень контроля, и вы хотите считывать или редактировать отдельные ячейки, а также форматировать их и т.д., вам подойдёт openpyxl. Если по какой-то неведомой причине вам всё ещё приходится использовать формат xls (некоторые компании до сих пор от него не отказались), возьмите xlrt/xlwt/xlutils.
Надеюсь, вы почерпнули из этой статьи что-то полезное. Напишите в комментариях, какой из пакетов вы предпочитаете использовать. А если вы хотите помочь распространению знаний из области Data Science и поддержать меня в этом начинании, то поделитесь данным постом у себя в Twitter или Facebook.
Удачи в работе с Excel!
https://databraineo.com/ki-training-resources/python/datenimport-in-python-excel-dateien-einlesen-und-schreiben/