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【Python】如何在Excel中调用Python脚本,实现数据自动化处理

机器学习初学者 • 1 周前 • 91 次点击  

这次我们会介绍如何使用xlwings将Python和Excel两大数据工具进行集成,更便捷地处理日常工作。

说起Excel,那绝对是数据处理领域王者般的存在,尽管已经诞生三十多年了,现在全球仍有7.5亿忠实用户,而作为网红语言的Python,也仅仅只有700万的开发人员。

Excel是全世界最流行的编程语言。对,你没看错,自从微软引入了LAMBDA定义函数后,Excel已经可以实现编程语言的算法,因此它是具备图灵完备性的,和JavaScript、Java、Python一样。

虽然Excel对小规模数据场景来说是刚需利器,但它面对大数据时就会有些力不从心。

我们知道一张Excel表最多能显示1048576行和16384列,处理一张几十万行的表可能就会有些卡顿,当然你可以使用VBA进行数据处理,也可以使用Python来操作Excel。

这就是本文要讲到的主题,Python的第三方库-xlwings,它作为Python和Excel的交互工具,让你可以轻松地通过VBA来调用Python脚本,实现复杂的数据分析。

比如说自动导入数据:

或者随机匹配文本:

一、为什么将Python与Excel VBA集成?

VBA作为Excel内置的宏语言,几乎可以做任何事情,包括自动化、数据处理、分析建模等等,那为什么要用Python来集成Excel VBA呢?主要有以下三点理由:


  1. 如果你对VBA不算精通,你可以直接使用Python编写分析函数用于Excel运算,而无需使用VBA;

    1. Python相比VBA运行速度更快,且代码编写更简洁灵活;

    1. Python中有众多优秀的第三方库,随用随取,可以节省大量代码时间;

    对于Python爱好者来说,pandas、numpy等数据科学库用起来可能已经非常熟悉,如果能将它们用于Excel数据分析中,那将是如虎添翼。

    二、为什么使用xlwings?

    Python中有很多库可以操作Excel,像xlsxwriter、openpyxl、pandas、xlwings等。

    但相比其他库,xlwings性能综合来看几乎是最优秀的,而且xlwings可以实现通过Excel宏调用Python代码。

    图片来自早起Python

    xlwings的入门使用这里不多做讲解,如果大家还不了解,先看看我之前写的入门介绍:xlwings,让excel飞起来!

    安装xlwings非常简单,在命令行通过pip实现快速安装:

    pip install python

    安装好xlwings后,接下来需要安装xlwings的 Excel集成插件,安装之前需要关闭所有 Excel 应用,不然会报错。

    同样在命令行输入以下命令:

    xlwings addin install

    出现下面提示代表集成插件安装成功。

    xlwings和插件都安装好后,这时候打开Excel,会发现工具栏出现一个xlwings的菜单框,代表xlwings插件安装成功,它起到一个桥梁的作用,为VBA调用Python脚本牵线搭桥。

    另外,如果你的菜单栏还没有显示“开发工具”,那需要把“开发工具”添加到功能区,因为我们要用到宏。

    步骤很简单:

    1、在"文件"选项卡上,转到"自定义>选项"。

    2、在“自定义功能区”和“主选项卡”下,选中“开发工具”复选框。

    菜单栏显示开发工具,就可以开始使用宏。

    如果你还不知道什么是宏,可以暂且把它理解成实现自动化及批量处理的工具。

    到这一步,前期的准备工作就完成了,接下来就是实战!

    三、玩转xlwings

    要想在excel中调用python脚本,需要写VBA程序来实现,但对于不懂VBA的小伙伴来说就是个麻烦事。

    但xlwings解决了这个问题,不需要你写VBA代码就能直接在excel中调用python脚本,并将结果输出到excel表中。

    xlwings会帮助你创建.xlsm.py两个文件,在.py文件里写python代码,在.xlsm文件里点击执行,就完成了excel与python的交互。

    怎么创建这两个文件呢?非常简单,直接在命令行输入以下代码即可:

    xlwings quickstart ProjectName

    这里的ProjectName可以自定义,是创建后文件的名字。

    如果你想把文件创建到指定文件夹里,需要提前将命令行导航到指定目录。

    创建好后,在指定文件夹里会出现两个文件,就是之前说的.xlsm.py文件。

    我们打开.xlsm文件,这是一个excel宏文件,xlwings已经提前帮你写好了调用Python的VBA代码。

    按快捷键Alt + F11,就能调出VBA编辑器。

    Sub SampleCall()    mymodule = Left(ThisWorkbook.Name, (InStrRev(ThisWorkbook.Name, ".", -1, vbTextCompare) - 1))    RunPython "import " & mymodule & ";" & mymodule & ".main()"End Sub

    里面这串代码主要执行两个步骤:

    1、在.xlsm 文件相同位置查找相同名称的.py文件 

    2、调用.py脚本里的main()函数

    我们先来看一个简单的例子,自动在excel表里输入['a','b','c','d','e']

    第一步:我们把.py文件里的代码改成以下形式。

    import xlwings as xw
    import pandas as pd


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


    @xw.func
    def hello(name):
        return f"Hello {name}!"


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

    然后在.xlsm文件sheet1中创建一个按钮,并设置默认的宏,变成一个触发按钮。

    设置好触发按钮后,我们直接点击它,就会发现第一行出现了['a','b','c','d','e']

    同样的,我们可以把鸢尾花数据集自动导入到excel中,只需要在.py文件里改动代码即可,代码如下:

    import xlwings as xw
    import pandas as pd

    def main():
        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
    def hello(name):
        return f"Hello {name}!"


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

    好了,这就是在excel中调用Python脚本的全过程,你可以试试其他有趣的玩法,比如实现机器学习算法、文本清洗、数据匹配、自动化报告等等。

    Excel+Python,简直法力无边。

    参考medium文章


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