基于Python實(shí)現(xiàn)批量化處理的編程機(jī)制分析

【摘" 要】 人工智能下批量化處理Eexcl數(shù)據(jù)文件已成趨勢，文章從Python編程出發(fā)分析Openpyxl模塊的批量化處理邏輯，重點(diǎn)闡述了批量化處理Eexcl文件的思路與遇到的疑難雜癥，并從問題入手，分析了從操作單個(gè)工作表到操作多個(gè)工作表再到操作多個(gè)工作簿的工作表的方法和邏輯。

【關(guān)鍵詞】 Openpyxl模塊；批量化處理；編程機(jī)制

一、Python中的Openpyxl模塊

（一）Python的邏輯存儲結(jié)構(gòu)

Python可用于人工智能領(lǐng)域。所謂人工智能，通俗來說就是使計(jì)算機(jī)等設(shè)備延伸人類智力，模擬人類智能行為對外界作出響應(yīng)。Python善于處理批量的數(shù)據(jù)，可以將工作者從大量繁瑣、機(jī)械的重復(fù)性工作中解脫出來，將注意力集中到更有價(jià)值的事情上。Python還可以用于辦公自動(dòng)化、測試自動(dòng)化、運(yùn)維自動(dòng)化等相關(guān)領(lǐng)域。

（二）Excel文檔的邏輯存儲結(jié)構(gòu)

在Eexcl文件當(dāng)中，最原始的數(shù)據(jù)存儲的邏輯關(guān)系為一對多的邏輯包含關(guān)系，即一個(gè)工作簿（Workbook）文件包含多個(gè)工作表（Sheet），一個(gè)工作表（Sheet）包含多個(gè)單元格（Cell），傳統(tǒng)的Eexcl表格只能操作當(dāng)前的這個(gè)工作表中的單元格，不能同時(shí)操作多個(gè)工作表以及多個(gè)工作表以下的單元格。

（三）Openpyxl模塊

Openpyxl是一個(gè)第三方庫，可以處理Excel文件的庫。Penpyxl模塊是一個(gè)讀寫Excel2010文檔的Python庫，綜合性較強(qiáng)，能夠同時(shí)讀取（Read）和修改（Write）Excel文檔。Openpyxl模塊有三大類（首字母大寫）。主要的思路為：創(chuàng)建Excel文件→創(chuàng)建Sheet頁→寫入數(shù)據(jù)，簡單來說，一個(gè)工作簿的底層存儲邏輯為字典，字典為鍵值對的存儲結(jié)構(gòu)，由Key-Value的鍵值對進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，簡單包含來寫：Workbook—Sheet，Sheet—Cell，而每一層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別為字典—元組—列表（值）結(jié)構(gòu)，字典是另一種可變?nèi)萜髂Ｐ?，且可存儲任意類型對象。字典的每個(gè)鍵值 Key：Value 對用冒號“：”分割，每個(gè)鍵值對之間用逗號“，”分割，整個(gè)字典包括在花括號“{}”中，格式：d={key1：value1，key2：value2}；笛卡爾積中每一個(gè)元素（d1，d2，…，dn）叫作一個(gè)n元組（n-tuple）或簡稱元組。當(dāng)關(guān)系是一張表，二維表中的行表中的每行（即數(shù)據(jù)庫中的每條記錄）就是一個(gè)元組，每列就是一個(gè)屬性。在二維表里，元組也稱為記錄。

二、批量化處理的編程邏輯

（一）對單元格Cell的操作

1. 讀取相關(guān)數(shù)據(jù)的方法，存儲為元組（Tuple）

首先獲取每一行（row），從最小列（column）開始讀取，讀取的方法為for i in s.iter_rows（min_col=1），其存儲邏輯為一行一行的元組， Python中元組是有序且不可被修改的數(shù)據(jù)集合。通常使用小括號進(jìn)行定義元組，元組內(nèi)的元素之間使用逗號分隔。

運(yùn)行截圖如下：

根據(jù)運(yùn)行截圖可以清楚地看到，這個(gè)Eexcl表格中單元格Cell在Sheet1當(dāng)中，單元格的位置從A1-AX，B1-BX，C1-CX，D1-DX等。

2. 針對每一行內(nèi)容進(jìn)行切片，獲取需要的單元格

操作方法為根據(jù)得到的元組，將元組中需要的元素搜集起來，描寫的方法為rows［0］，rows［1］…rows［x］，從第一列到第X列，由于元組的地址從［0］開始，第一列的元素即為rows［0］，其運(yùn)行截圖如下：

根據(jù)運(yùn)行截圖可以清晰地看到相關(guān)的單元格列數(shù)已經(jīng)搜集起來，但是此處的問題是僅顯示了單元格，并沒有將里面的數(shù)據(jù)顯示出來。

3. 顯示單元格的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選和合并

若要完整顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，還需要一步，即顯示單元格的數(shù)據(jù)，方法為rows［0］.value，其運(yùn)行截圖如下：

此處只是單元格簡單顯示某一列的內(nèi)容，如果要對單元格的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和分析，還需要運(yùn)用循環(huán)和條件If來進(jìn)行分析，分析的思路與方法如下：If條件，但是此處的If條件語句可以分析所有的數(shù)據(jù)，前提是必須要把所需要的數(shù)據(jù)搜集起來。

對單元格Cell的操作有三個(gè)主要特征：一是讀取每一行，然后獲取需要的列數(shù)；二是根據(jù)所有的列數(shù)，對需要的列數(shù)進(jìn)行切片，然后根據(jù)If條件判斷，獲取需要的值。

案例：如何提取某部分值，再進(jìn)行篩選？將里面的姓名和觀看時(shí)間搜集起來，再進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選：字符串切片。

for rows in sheet.iter_rows（min_row=1）：

name=rows［0］.value

time=rows［2］.value

time_int=int（time［0：-2］）

if time_intlt;100：

print（name，time_int）

（二）對工作表Sheet的操作

1. 操作單個(gè)工作表

操作單個(gè)工作表的邏輯在于搜集起來所有的工作簿，由于工作簿的存儲邏輯為字典，字典的一個(gè)特定的含義即為鍵值對，那么就可以直接根據(jù)字典的邏輯獲取其單個(gè)工作表，寫法為工作簿名字［‘工作表名字’］，即s=w［'Sheet1'］，其中w代表工作簿的命名；還有一種操作方法根據(jù)邏輯存儲結(jié)構(gòu)來獲取，即首先獲取所有的工作簿，再根據(jù)地址找到需要的工作簿，即所有工作簿名字［地址］，寫法實(shí)例：w.worksheets［0］，其中worksheets為Openpyxl里面固定的一個(gè)方法，目的便是獲取所有的工作簿。

2. 同時(shí)操作多個(gè)工作表

遍歷法即利用循環(huán)結(jié)構(gòu)將其需要的元素進(jìn)行一個(gè)個(gè)地搜集，在Python當(dāng)中可以利用for循環(huán)進(jìn)行工作表的搜集，寫法為for s_name in wb.sheetnames，將需要的內(nèi)容鑲嵌到這個(gè)庫當(dāng)中，即為For循環(huán)所有的Sheet表。

圖中可以清楚地看到這個(gè)Eexcl表格中包含三個(gè)工作表，Sheet1是達(dá)州，Sheet2為成都，Sheet3為巴中，這三個(gè)工作表可以根據(jù)for循環(huán)的邏輯按照順序：Sheet1—Sheet2—Sheet3，這樣便可把所有需要的文件遍歷出來。

案例：計(jì)算達(dá)州，巴中，成都第二行的總和。其主要代碼如下：

for s_name in wb.sheetnames：

sheet=wb［s_name］

to=0

for row in sheet.iter_rows（min_row=2）：

c=row［1］

to=to+c.value

print（s_name，to）

其運(yùn)行截圖如下：

解決問題的主要思路是遍歷Sheets的名字，將所有的Sheet表的名字找到相應(yīng)的Sheet表，再單獨(dú)操作不同的Sheet表，并且運(yùn)用相關(guān)的邏輯運(yùn)算方法把需要的單元格進(jìn)行操作來運(yùn)行一遍。此處主要運(yùn)用求和算法累加，利用一個(gè)新的變量To對需要的單元格的進(jìn)行累加求和，并將值搜集起來，在對需要的單元格進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候仍然需要對單元格進(jìn)行遍歷，因?yàn)椴恢挂粋€(gè)單元格，需要將所有的單元格都梳理一遍再進(jìn)行運(yùn)算。

（三）對工作簿W(wǎng)orkbook的操作

1. 操作單個(gè)工作簿

操作單個(gè)工作簿的邏輯與工作表一致，要學(xué)會(huì)打開不同的工作簿來進(jìn)行操作，打開工作簿進(jìn)行運(yùn)算的方法就是openpyxl.load_workbook（“文件名”），這個(gè)方法最大的問題在于容易文件打開出錯(cuò)，其主要的原因在于，Python主程序必須與Eexcl文件邏輯放在同一菜單下，如果不在同一菜單，就無法對文件進(jìn)行操作。圈住的則為需要操作的Eexcl文件，下面的Test2則為Python中需要運(yùn)行的文件，可以清楚地看到，兩者在同一級別上，即在同一工程文件下的二級目錄，這樣的文件只需要一個(gè)寫法，便可輕易打開，其打開方法為openpyxl.load_workbook（'collect.xlsx'），即調(diào)用openpyxl自帶的方法并且將其打開。

2. 操作多個(gè)工作簿

操作多個(gè)工作簿最大的問題在于必須解決多個(gè)工作簿不在同一路徑的問題，如果在同一路徑下，那么只能打開一個(gè)工作簿，即要解決不同的路徑問題，需要在此處引入一個(gè)Python自帶的路徑庫，即Os與Is對文件進(jìn)行操作的庫，這個(gè)路徑庫為os.path。首先需要將這個(gè)包導(dǎo)入，導(dǎo)入以后就可以打開不同的文件庫了，打開方法為：os.path.join（“一級文件”“二級文件”“X級文件”），根據(jù)這個(gè)方法就可以很便利地將任意目錄的文件打開。此處可以將需要操作的Eexcl文件放在一個(gè)文件夾下面，然后再打開這個(gè)文件夾，操作下面的Eexcl文件。有了文件夾即可以對需要的文件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與操作了，方法也是利用For循環(huán)遍歷文件夾的工作簿，然后再遍歷工作簿下面不同的工作表，即可以將所有需要操作的Eexcl表格進(jìn)行批量化處理與實(shí)踐。其運(yùn)行截圖如下：

其主要代碼如下：

di_path=os.path.join（“新建文件夾”）

#獲取所有目錄的名字：

for dir_name in os.listdir（di_path）：

path=os.path.join（di_path，dir_name）

wb=openpyxl.load_workbook（path）

根據(jù)以上的程序可以清楚地看見，首先獲取文件夾，然后獲取所有文件夾下面Eexcl工作簿的名字，根據(jù)名字將其路徑連接起來，最后再根據(jù)循環(huán)結(jié)構(gòu)遍歷所有的文件內(nèi)容，這樣就可以將所有的Eexcl文件進(jìn)行批量化處理了。

三、結(jié)語

Openpyxl模塊對于批量化處理的優(yōu)勢在于根據(jù)Eexcl文件的操作與Openpyxl模塊的內(nèi)部存儲機(jī)制一一對應(yīng)，將不同存儲邏輯下的Eexcl文件進(jìn)行搜集與分析，對Eexcl文件進(jìn)行詳細(xì)的梳理與分析，簡單來說，Openpyxl模塊就是專門為Eexcl設(shè)計(jì)的進(jìn)行批量化處理的最優(yōu)解，原因在于Workbook工作簿包含Sheet表，Sheet表又包含Cell（單元格），與Eexcl的內(nèi)在存儲機(jī)制一一對應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)Eexcl文件的智能化處理。

參考文獻(xiàn)：

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