如何把Python和Excel兩大數(shù)據(jù)工具進行集成

這次我們會介紹如何使用xlwings將Python和Excel兩大數(shù)據(jù)工具進行集成，更便捷地處理日常工作。

說起Excel，那絕對是數(shù)據(jù)處理領域王者般的存在，盡管已經(jīng)誕生三十多年了，現(xiàn)在全球仍有7.5億忠實用戶，而作為網(wǎng)紅語言的Python，也僅僅只有700萬的開發(fā)人員。Excel是全世界最流行的編程語言。對，你沒看錯，自從微軟引入了LAMBDA定義函數(shù)后，Excel已經(jīng)可以實現(xiàn)編程語言的算法，因此它是具備圖靈完備性的，和JavaScript、Java、Python一樣。雖然Excel對小規(guī)模數(shù)據(jù)場景來說是剛需利器，但它面對大數(shù)據(jù)時就會有些力不從心。我們知道一張Excel表最多能顯示1048576行和16384列，處理一張幾十萬行的表可能就會有些卡頓，當然你可以使用VBA進行數(shù)據(jù)處理，也可以使用Python來操作Excel。這就是本文要講到的主題，Python的第三方庫-xlwings，它作為Python和Excel的交互工具，讓你可以輕松地通過VBA來調(diào)用Python腳本，實現(xiàn)復雜的數(shù)據(jù)分析。

一、為什么將Python與Excel VBA集成？

VBA作為Excel內(nèi)置的宏語言，幾乎可以做任何事情，包括自動化、數(shù)據(jù)處理、分析建模等等，那為什么要用Python來集成Excel VBA呢？主要有以下三點理由：

1.  如果你對VBA不算精通，你可以直接使用Python編寫分析函數(shù)用于Excel運算，而無需使用VBA；

2.  Python相比VBA運行速度更快，且代碼編寫更簡潔靈活；

3.  Python中有眾多優(yōu)秀的第三方庫，隨用隨取，可以節(jié)省大量代碼時間；

對于Python愛好者來說，pandas、numpy等數(shù)據(jù)科學庫用起來可能已經(jīng)非常熟悉，如果能將它們用于Excel數(shù)據(jù)分析中，那將是如虎添翼。

二、為什么使用xlwings？

Python中有很多庫可以操作Excel，像xlsxwriter、openpyxl、pandas、xlwings等。但相比其他庫，xlwings性能綜合來看幾乎是最優(yōu)秀的，而且xlwings可以實現(xiàn)通過Excel宏調(diào)用Python代碼。

安裝xlwings非常簡單，在命令行通過pip實現(xiàn)快速安裝：

pipinstallxlwings

安裝好xlwings后，接下來需要安裝xlwings的 Excel集成插件，安裝之前需要關閉所有 Excel 應用，不然會報錯。同樣在命令行輸入以下命令：

xlwingsaddininstall

出現(xiàn)下面提示代表集成插件安裝成功。
xlwings和插件都安裝好后，這時候打開Excel，會發(fā)現(xiàn)工具欄出現(xiàn)一個xlwings的菜單框，代表xlwings插件安裝成功，它起到一個橋梁的作用，為VBA調(diào)用Python腳本牽線搭橋。

另外，如果你的菜單欄還沒有顯示“開發(fā)工具”，那需要把“開發(fā)工具”添加到功能區(qū)，因為我們要用到宏。步驟很簡單：1、在"文件"選項卡上，轉(zhuǎn)到"自定義>選項"。2、在“自定義功能區(qū)”和“主選項卡”下，選中“開發(fā)工具”復選框。

菜單欄顯示開發(fā)工具，就可以開始使用宏。如果你還不知道什么是宏，可以暫且把它理解成實現(xiàn)自動化及批量處理的工具。到這一步，前期的準備工作就完成了，接下來就是實戰(zhàn)！

三、玩轉(zhuǎn)xlwings

要想在excel中調(diào)用python腳本，需要寫VBA程序來實現(xiàn)，但對于不懂VBA的小伙伴來說就是個麻煩事。但xlwings解決了這個問題，不需要你寫VBA代碼就能直接在excel中調(diào)用python腳本，并將結果輸出到excel表中。xlwings會幫助你創(chuàng)建.xlsm和.py兩個文件，在.py文件里寫python代碼，在.xlsm文件里點擊執(zhí)行，就完成了excel與python的交互。怎么創(chuàng)建這兩個文件呢？非常簡單，直接在命令行輸入以下代碼即可：

xlwingsquickstartProjectName

這里的ProjectName可以自定義，是創(chuàng)建后文件的名字。

如果你想把文件創(chuàng)建到指定文件夾里，需要提前將命令行導航到指定目錄。創(chuàng)建好后，在指定文件夾里會出現(xiàn)兩個文件，就是之前說的.xlsm和.py文件。

我們打開.xlsm文件，這是一個excel宏文件，xlwings已經(jīng)提前幫你寫好了調(diào)用Python的VBA代碼。按快捷鍵Alt + F11，就能調(diào)出VBA編輯器。

SubSampleCall()
mymodule=Left(ThisWorkbook.Name,(InStrRev(ThisWorkbook.Name,".",-1,vbTextCompare)-1))
RunPython"import"&mymodule&";"&mymodule&".main()"
EndSub

里面這串代碼主要執(zhí)行兩個步驟：
1、在.xlsm文件相同位置查找相同名稱的.py文件2、調(diào)用.py腳本里的main()函數(shù)我們先來看一個簡單的例子，自動在excel表里輸入['a','b','c','d','e']第一步：我們把.py文件里的代碼改成以下形式。

importxlwingsasxw
importpandasaspd


defmain():
wb=xw.Book.caller()
values=['a','b','c','d','e']
wb.sheets[0].range('A1').value=values


@xw.func
defhello(name):
returnf"Hello{name}!"


if__name__=="__main__":
xw.Book("PythonExcelTest.xlsm").set_mock_caller()
main()

然后在.xlsm文件sheet1中創(chuàng)建一個按鈕，并設置默認的宏，變成一個觸發(fā)按鈕。設置好觸發(fā)按鈕后，我們直接點擊它，就會發(fā)現(xiàn)第一行出現(xiàn)了['a','b','c','d','e']。

同樣的，我們可以把鳶尾花數(shù)據(jù)集自動導入到excel中，只需要在.py文件里改動代碼即可，代碼如下：

importxlwingsasxw
importpandasaspd

defmain():
wb=xw.Book.caller()
df=pd.read_csv(r"E:\test\PythonExcelTest\iris.csv")
df['total_length']=df['sepal_length']+df['petal_length']
wb.sheets[0].range('A1').value=df


@xw.func
defhello(name):
returnf"Hello{name}!"


if__name__=="__main__":
xw.Book("PythonExcelTest.xlsm").set_mock_caller()
main()

好了，這就是在excel中調(diào)用Python腳本的全過程，你可以試試其他有趣的玩法，比如實現(xiàn)機器學習算法、文本清洗、數(shù)據(jù)匹配、自動化報告等等。Excel+Python，簡直法力無邊。