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[人工智能]python_数据分析 & Excel办公自动化

1、介绍

image-20211213172305951 image-20211213172338026 image-20211213172403951 image-20211213172429560 image-20211213172448823 image-20211213172515015 image-20211213172536370 image-20211213172552649 image-20211213172618776 image-20211213172633816 image-20211213172646663 image-20211213172710928 image-20211213172722327 image-20211213172902754 image-20211213172937871 image-20211214090732710 image-20211214090753555

Pandas在实际工作中的应用:

image-20211214090847194 image-20211214090903170
pip install -i https://pypi.doubanio.com/simple pandas jupyter xlrd openpyxl pillow matplotlib seaborn

1、Pandas简介

pandas是?个开源的、BSD许可的库为Python编程语?提供?性能、易于使?的数据结构和数据分析?具。继承了numpy中良好的性质,然后又有易于使用的特点。

image-20211214091532683 image-20211214091743457 image-20211214091812770 image-20211214091833577 image-20211214091909138

2、pandas的两个数据结构Series & DataFrame

image-20211214092932338
DataFrame: 2维数据
Series: 1维数据
pandas: 没有3维以上的数据结构

3、创建Series

创建Series
1. 通过1维的list-like创建
2. 通过字典创建
3. 通过标量创建
image-20211214094324049 image-20211214094340561

以字典方式创建:

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
s = pd.Series(d)

4、创建DataFrame

创建DataFrame
1. 通过2维的list-like创建
2. 通过字典创建
3. 通过读取Excel表
image-20211214095406951 image-20211214095443223

通过字典方式创建:

d = {'A': [1, 3], 'B': [2, 4]}
df = pd.DataFrame(d, index=['x', 'y'])
image-20211214095527750

读取Excel表:

df = pd.read_excel('goods_base.xlsx',index_col=0)
df.columns.name = 'col_name'
df.index.name = 'index_name'
df
image-20211214095612426

2、读Excel-read_excel()

1、读Excel-sheet_name参数

image-20211214095759616
io: 路径, StringIO, URL
image-20211214095853418
import pandas as pd
df_dict = pd.read_excel('sheet_name.xlsx',sheet_name=[1, '3月'])
df_dict[1]
df_dict['3月']
image-20211214100327359

2、读Excel-header参数

image-20211214101054431

图表header.xlsx:

pd.read_excel('header.xlsx', header=None)
image-20211214101300527
pd.read_excel('header.xlsx',sheet_name=3,header=[0, 1],index_col=0)
image-20211214101503766

3、读Excel-usecols参数

image-20211214101749456

usecols.xlsx表格样式为上图左下角。

pd.read_excel('usecols.xlsx',usecols='B:E')
pd.read_excel('usecols.xlsx',usecols=[0, 2])
# 代码的可读性比较好
pd.read_excel('usecols.xlsx',usecols=['AAA', 'CCC'])
image-20211214102003622
pd.read_excel('usecols.xlsx', usecols=lambda x: (x=='AAA') | (x=='EEE'))
image-20211214102034494
pd.read_excel('goods_base.xlsx',  usecols=['货号', '商品名称', '品牌', '成本', '季节', '商品年份'])
image-20211214102138718

4、读Excel-skiprows参数

image-20211214102405562
pd.read_excel('skiprows.xlsx',skiprows=1)
pd.read_excel('skiprows.xlsx',sheet_name=1,skiprows=[0, 2])
pd.read_excel('skiprows.xlsx',sheet_name=2,skiprows=2,usecols='B:D')

对原始图形读取切片:

image-20211214102759638 image-20211214102733637

5、读Excel-names参数

image-20211214103026966
df = pd.read_excel('header.xlsx')
df = pd.read_excel('header.xlsx',names=['月份', '销量', '销售额'])
df = pd.read_excel('header.xlsx',names=['月份', '销量', '销售额'],header=None)
image-20211214103247318

6、读Excel-dtype参数

dtype: 字典, {'列名': '类型'}
设置列的类型
? int8/int16/int32/int64(默认): 整型
? float16/float32/float64(默认): 浮点型
? str/string: 字符串
? bool: 布尔
? category: 分类
? datetime64[ns]: 时间戳(纳秒)
? period[Y/M/D]: 时间周期(年/月/日)
? object: python对象混合类型
image-20211214103609789
df = pd.read_excel('goods_base.xlsx')
df.dtypes
image-20211214103748222
货号      object
商品代码    object
颜色代码     int64
商品名称    object
品牌      object
成本       int64
季节      object
商品年份     int64
dtype: object

通过下面的方式指定数据类型(注:和视频有点不太一样,str通过object类型进行存储,period[Y]无法识别):

df = pd.read_excel(
    'goods_base.xlsx',
    dtype={
        '货号': 'str',
        '商品代码': 'str',
        '颜色代码': 'str',
        '季节': 'category',
        '品牌': 'category',
        # '商品年份': 'period[Y]'
    }
)
# 转化为str,再转化为string
# df['颜色代码'] = df['颜色代码'].astype('string')
df.dtypes

结果:

货号        object
商品代码      object
颜色代码      object
商品名称      object
品牌      category
成本         int64
季节      category
商品年份       int64
dtype: object

7、读Excel-parse_dates参数

image-20211214110317977 image-20211214110332661 image-20211214110353637
df = pd.read_excel('date_parser.xlsx')
df.dtypes
image-20211214111125156
df = pd.read_excel(
    'date_parser.xlsx',
    parse_dates=[0],
    date_parser=lambda x: pd.to_datetime(x, format='%Y年%m月%d日')
)
df.dtypes
image-20211214111147260
df = pd.read_excel(
    'parse_dates.xlsx',
    sheet_name=1,
    parse_dates={'日期': ['年', '月', '日']},
)
df
image-20211214112138421

原始格式转化为:

image-20211214112231229
df = pd.read_excel(
    'date_parser.xlsx',
    parse_dates=[0],
    date_parser=lambda x: pd.to_datetime(x, format='%Y年%m月%d日')
)
df.dtypes
image-20211214112426180

原始格式转化为(读成日期格式):

image-20211214112402818

8、读Excel-parse_na_values参数

image-20211214113041005
# 下面的空格会被替换成NaN
df = pd.read_excel(
    'na_values.xlsx',
    na_values=['a', 0, ' ']
)
image-20211214113259468

9、读Excel-converters参数

image-20211214113606004
df = pd.read_excel(
    'converters.xlsx',
    converters={
        # '货号': lambda x: x.strip(),
        '货号': str.strip
    }
)
image-20211214113856364

10、读Excel-true_values参数

image-20211214114106725

第二列只有d在false_value中,e、f不在其中,转换失败。(要成功都成功,否则失败)

df = pd.read_excel(
    'true_false_values.xlsx',
    true_values=['a', 'b'],
    false_values=['c', 'd'],
)
image-20211214114421011
df = pd.read_excel(
    'true_false_values.xlsx',
    true_values=['a', 'b'],
    false_values=['c', 'd'],
    dtype={'列3': bool}
)
image-20211214114514291

11、读Excel-其他参数补充

image-20211214114620628

第0列设置一个行索引。

image-20211214114809624 image-20211214114843436 image-20211214115022604

3、写Excel

1、to_excel()

image-20211214115243190 image-20211214115406564
import pandas as pd

# 使用字典的方式来创建
df = pd.DataFrame({
    '销量': [10, 20],
    '售价': [100.123, None],
}, index=['aaa', 'bbb'])
df.index.name = '货号'
print(df)
df.to_excel('tb_.xlsx',
            index=True,
            sheet_name='tb1',
            float_format='%.2f',
            na_rep='我是空值')
image-20211214115958993

写入表格时,货号格式正确:

image-20211214120041402

2、ExcelWriter输出多个表

image-20211214120304603
to_excel()函数
第一个参数使用ExcelWriter类的两个作用:
  1: 设置datatime输出格式
  2: 输出多个sheet
image-20211214120335299
import pandas as pd
from datetime import datetime

df1 = pd.DataFrame(
    {'日期': [datetime(2020, 1, 1), datetime(2020, 1, 2)],
     '销量': [10, 20]}
)

df2 = pd.DataFrame(
    {'日期': [datetime(2020, 2, 1), datetime(2020, 2, 2)],
     '销量': [15, 25]}
)

print(df1)
print(df2)

with pd.ExcelWriter('tb.xlsx', datetime_format='YYYY-MM-DD') as writer:
    df1.to_excel(writer, sheet_name='1月')
    df2.to_excel(writer, sheet_name='2月')

控制台输出:

image-20211214120512027

3、读写csv

image-20211214120642052
import pandas as pd

df = pd.DataFrame(
    {
        '一': [1, 2],
        '二': [3, 4],
    }
)
print(df)
df.to_csv('tb1.csv', index=False, encoding='GBK')

df = pd.read_csv('tb1.csv', encoding='GBK')
print(df)

控制台输出:

image-20211214120747138

4、Index介绍

1、识别

image-20211214121032803

2、对齐

image-20211214121046610

3、获取和设置

image-20211214121129873 image-20211214121144410 image-20211214121154865

4、selecting

1、dict-like

image-20211214121921843 image-20211214122020755 image-20211214122906939

注:. 点选不推荐使用

Series.index_name
DataFrame.columns_name

s.total

# 代码可读性良好
s['total']

2、loc

image-20211214170107089
df = pd.DataFrame([
    [1, 2, 3, 4],
    [5, 6, 7, 8],
    [9, 10, 11, 12]],
    columns=list('ABCD'),
    index=list('XYZ'))
df.loc[['X', 'Y'], ['B', 'D']]

原始数据:

image-20211214170210874 image-20211214170238193
df.loc[[True, False, True],
       [True, False, True, False]]

df.loc[lambda df: [True, False, True],
       lambda df: [True, False, True, False]]
image-20211214170336184

3、iloc

image-20211214170503146 image-20211214170600713 image-20211214170647177
选择单个值时
.loc == .at
.iloc == .iat
image-20211214170800577
df.iloc[1, 2] == df.iat[1, 2]

5、数据运算

1、数据赋值

1、Series

image-20211214171018096 image-20211214171039961

2、DataFrame

image-20211214171118571 image-20211214171146762

2、加减乘除

+ ----- add()
- ----- sub()
* ----- mul()
/ ----- div()

需要注意的两个问题:

1. 对空值的处理
2. 对除数为0的处理

对空值的处理:

number +-*/ NaN == NaN
NaN +-*/ number == NaN

对除数为0的处理:

1 / 0 == inf
-1 / 0 == -inf

1、Series扩展

s1 = pd.Series([1, 2],index=['a', 'b'])
s2 = pd.Series([10, 20],index=['c', 'b'])
# 补上0,不至于出现NaN
s1.add(s2, fill_value=0)
image-20211214171945961

2、DataFrame扩展

df1 = pd.DataFrame([
    [1, 2],
    [3, 4],
], columns=['A', 'B'],
   index=['X', 'Y'])


df2 = pd.DataFrame([
    [10, 20],
    [30, 40],
], columns=['C', 'B'],
   index=['Z', 'Y'])

df1.add(df2, fill_value=0)
image-20211214172234701

3、MultiIndex

df = pd.read_excel(
    'jd_tb.xlsx',
    header=[0, 1]
)

df.columns

df[('京东', '销量')] + df[('淘宝', '销量')]

df_total = df['京东'] + df['淘宝']
df_total
image-20211214172534933

6、字符串操作

1、字符串方法

strip, lstrip, rstrip:去除两边空?

'\t aaa \n'.strip() -> 'aaa'
'\t aaa \n'.lstrip() -> 'aaa \n'
'\t aaa \n'.rstrip() -> '\t aaa'

split:拆分

'a\t\nb c'.split() -> ['a','b','c']
'a:b:c'.split(':') -> ['a','b','c']

replace:替换

'abac'.replace('a','x') -> 'xbxc'

contains:包含

'ab'.__contains__('a') -> True
'ab'.__contains__('c') -> False

count:计数

'aba'.count('a') -> 2
'aba'.count('b') -> 1
'aba'.count('c') -> 0

index, find, in:查找

'abc'.index('c') -> 2
'abc'.find('c') -> 2
'c' in 'abc' -> True

'ab'.index('c') -> ValueError
'ab'.find('c') -> -1
'c' in 'ab' -> False

join:粘合

','.join('abc') -> 'a,b,c'
':'.join(['a','b','c']) -> 'a:b:c'

startswith, endswith:前缀, 后缀

'abc'.startswith('a') -> True
'abc'.endswith('c') -> True

lower, upper:?写, ?写

'Abc'.lower() -> 'abc'
'Abc'.upper() -> 'ABC'

2、正则表达式

findall 匹配到的全部以列表返回
search 返回第一个匹配对象
split 拆分
sub 替换

\d 数字
\w 字符, 包括: 中文, 英文, 数字
\s \t, \n, 空格
sub 替换
re.findall('\d', 'a1b2c')
re.findall('[a-z]', 'a1b2c')
image-20211214173252964

3、StringDtype

能保存字符串的两个类型
1. object-dtype
2. StringDtype
df = pd.DataFrame([
    ['a', 'b'],
    ['c', 1],
], columns=['X', 'Y'])
df.dtypes

#%%
# 将没一列转化为最有可能的类型
df = df.convert_dtypes()
df.dtypes

# 选取类型为string的一列
df.select_dtypes(include='string')
image-20211214173932929

4、Series.str 字符串访问器

Accessor 访问器
Series.str可用于以字符串的形式访问Series的值
并对其应用一些方法
image-20211214174238676
df = pd.DataFrame([
    ['\na\n', '\nd\n', datetime(2020, 1, 1)],
    ['\nb\n', 1, datetime(2020, 1, 2)]
], columns=list('ABC'))

df.dtypes

df['A'].str.strip()

df['B'].str.strip()
image-20211214174538659

通过下面方式解决:

# 此时1对应的是一个字符串
df['B'].astype('str').str.strip()

将日期格式拆分成列表:

df['C'].astype('str').str.split('-')
image-20211214174706966

7、数据处理

1、缺失值

image-20211214182408183 image-20211214182338295
# 结果全为True
s.isna()

2、检测缺失值

image-20211214182745040
# 效果相同
Series.isna(self)
Series.isnull(self)
image-20211214182815502
DataFrame.isna(self)
DataFrame.isnull(self)
image-20211214182837959
df = pd.read_excel(
    'isna_notna.xlsx'
)

df.isna()

3、删除缺失值

image-20211214183143427 image-20211214183156975
axis=0 # 删除带有nan的行
how='any' # 只有那一行有nan值,无论有几个都会被删除
subset=None # 指定列
image-20211214183414159 image-20211214183441916

删除B这一列:

image-20211214183533520

4、填充缺失值

image-20211214183722307
ffill # 向前查找进行填充 f-> foword
image-20211214183927224 image-20211214184037944 image-20211214184131680 image-20211214184225407

轴方向不同,取值不同:

image-20211214184247223

实际工作中最常见用法:

df['字符'] = df['字符'].fillna('')
df['数字'] = df['数字'].fillna(0)
df['时间'] = df['时间'].fillna(pd.NaT)

5、缺失值之线性插值

image-20211214184718306
s = pd.Series(
    [1,2,None,None,5,
     100, None, 200]
)
s.interpolate()
image-20211214184827069
df = pd.DataFrame([
    [1,2,3,4],
    [1,None,None,4],
    [1,None,None,8],
    [10,20,30,40],
])

df.interpolate(axis=0)
image-20211214184953725

列的方向上操作。

8、时间处理

1、时间相关四个概念

1、pandas 时间相关四个概念

image-20211214205154366

时间点VS时间段:

image-20211214205347539 image-20211214205449344

时间增量VS时间偏移量:

image-20211214205737210 image-20211214210223291

2、to_datetime()

转换第一个参数 arg 为 datetime 日期时间格式。

image-20211214210432882

format 常用格式代码:

image-20211214210444200
s = pd.to_datetime(pd.Series([
    '2020-01-02',
    '2020#01#02'
]), errors='coerce')
image-20211214210740495

3、date_range()

生成时间戳范围。

返回固定频率的DatetimeIndex:

image-20211214210910032
pd.date_range(
    start='2020-01-01',
    end='2020-01-05',
    freq='D'
)
image-20211214211018127 image-20211214211037737

4、Datetimelike访问器

Datetimelike Accessor(访问器)
Series.dt 以日期时间格式的形式访问 Series 的属性/方法
image-20211214211530160

Datetime 属性:

image-20211214211509473

Datetime 方法:

image-20211214211555448
df = pd.DataFrame(
    {'A': [pd.Timestamp('2020-11-01 03:04:05')]}
)
df['B'] = df['A'].dt.date
df['B'] = df['A'].dt.time
image-20211214211855271

5、Period 创建 和 属性访问器

Period 创建:

? Period() # 单个
? period_range() # 多个时间段范围
pandas.Period(
value=None, # 时间段的字符串
freq=None, # 频率
)
pandas.period_range(
start=None, # 开始时间
end=None, # 结束时间
periods=None, # 序列?度
freq=None, # 频率
)

Period 属性:

image-20211214212035360
p = pd.period_range(
    start='2020-01-01',
    end='2020-01-03',
    freq='D'
)
s = pd.Series(p)
image-20211214212319688

6、Timetelta时间间隔

Timetelta 时间间隔 创建
? Timetelta()
? to_timetelta()
? timetelta_range()
s = pd.Series([
    pd.Timedelta('1 days'),
    pd.Timedelta('2 days'),
    pd.Timedelta('3 days')
])
image-20211214212618192

7、索引DatetimeIndex

image-20211214212959009

时间序列索引优点:

1、获取日期范围(切片)非常快

df.loc['2020-01-02':'2020-01-04']

2、shift(), tshift()等移位操作快

image-20211214213116025

3、相同频率的DatetimeIndex对象合并非常快

image-20211214213146751

4、通过年份,月份等属性快速访问

image-20211214213215017 image-20211214213316904 image-20211214213418195

9、数据透视表

1、pivot() & pivot_table()

image-20211214213824087 image-20211214213733560 image-20211214214013600

pivot()无法处理重复数据, pivot_table()出场。

image-20211214214201687

在其中引入聚合函数:

image-20211214214229824
df1 = pd.DataFrame({
    '年份': [2019, 2019, 2020, 2020, 2020],
    '平台': ['京东', '淘宝', '京东', '淘宝', '淘宝'],
    '销量': [100, 200, 300, 400, 500],
})

pd.pivot_table(df1,
         index='年份',
         columns='平台',
         values='销量',
        aggfunc='min')
image-20211214214348590 image-20211214214403287

拓展:

df = pd.read_excel('2019销售总表.xlsx').convert_dtypes()
pd.pivot_table(
    df,
    index='货号',
    values='销量', # 不传入columns,传入values作为列名
    aggfunc=[sum, 'mean']
)
image-20211214215010931

10、排序

1、sort_index() & sort_values()

pandas 排序规则:

1. 数值类型, 根据大小
2. 字符, 0-9 < A-Z < a-z < 中文(拼音首字母)
4. 分类数据: CategoricalDtype, 可自定义大小关系
3. datetime, 过去 < 现在 < 未来
image-20211214215406766 image-20211214215346129

对A列中行进行排序:

image-20211214215433478

CategoricalDtype:

作用1: 减少内存
作用2: 自定义排序
例如:
尺码: ['S', 'M', 'L', 'XL']
季节: ['春', '夏', '秋', '冬']
df = pd.DataFrame(
    data,
    index=['Y', 'Z', 'X'],
    columns=['B', 'C', 'A']
)

df.sort_index()
#df.sort_index(ascending=False)
image-20211214215705062

2、CategoricalDtype自定义排序

df['季节'].memory_usage()  # 占用的内存

# 按季节分组
tb = pd.pivot_table(
    df,
    index='季节',
    values='销量',
    aggfunc=sum
)
image-20211214220128636
tb.index.str.encode('utf-8')

my_type = pd.CategoricalDtype(
    categories=['春季', '夏季', '秋季', '冬季', '四季'],
    ordered=True # 按照我们设置的列表进行排序
)
my_type

# 转化为自定义的type
df['季节'] = df['季节'].astype(my_type)
df.dtypes


df['季节'].memory_usage()

tb1 = pd.pivot_table(
    df,
    index='季节',
    values='销量',
    aggfunc=sum
)
image-20211214220442839

扩展:

df = pd.read_excel(
    '2019销售总表.xlsx',
    usecols=['货号', '平台']
).sample(12) # 抽取12条数据

df.sort_values(['货号', '平台'])

# 货号设置升序
df.sort_values(['货号', '平台'],ascending=[True, False])
image-20211214220442839

11、分组

1、groupby()

1. 拆分成多个组
2. 分别对每个组应用函数
3. 合并
image-20211214221432278 image-20211214221446984 image-20211214221511168 image-20211214221531633 image-20211214221543933
df = pd.DataFrame({
    '货号': ['A','B','B','A','B'],
    '平台': ['淘宝','淘宝','京东',
               '京东','淘宝'],
    '销量': [1, 2, 3, 4, 5]
})

gb = df.groupby('货号')

for name, group in gb:
    print(name)
    print(group)
image-20211214221748508

分组之后通常可以做三件事情:

1: 聚合(aggregate)

image-20211214221625800

2: 转换(transform)

image-20211214221931607

3: 过滤(filter)

image-20211214222030465

2、分组-聚合(groupby().agg())

image-20211214222155330
df = pd.DataFrame({
    '货号': ['A', 'A', 'B', 'B', 'B'],
    '销量': [1, 2, 3, 4, 5],
    '售价': [10,20,30,40,50]
})

df.groupby('货号')

df.groupby('货号').first()
image-20211214222252428

12、函数 & 方法

1、Series.apply()

在Series的值上调用函数.

Series.apply()
DataFrame.apply(axis)
GroupBy.apply()
Resample.apply()
Rolling.apply()
Expanding.apply()
image-20211214222630740 image-20211214222653949 image-20211214222716301 image-20211214222744234
s = pd.Series([1,2,3,4])
def f1(x):
    return x * 10

s.apply(f1)

2、pct-change()百分比变化

image-20211214223143787 image-20211214223245491 image-20211214223424589

3、query()查询并筛选行

image-20211215205613494
#### DataFrame.query: 使用布尔表达式筛选行
import pandas as pd

df = pd.DataFrame([
    [1, 6, 8],
    [2, 4, 3],
    [3, 2, 2]
], columns=['A', 'B', 'C'])
df

#%%
# 原本筛选的方式;同df.query('B>A')
df[df['B'] > df['A']]

#%%
# 可进行链式筛选
df.query('B>A').query('A*2==B')
#%%

df.query('B>C')

#%%

# 提取外部变量
x = 5
df.query('B<@x')
image-20211215210003994

4、重置index

image-20211215213624721
import pandas as pd

df = pd.DataFrame(
    {'A': ['a','b','c']},
    index=['x', 'y', 'z']
)
# df.index.name = 'B'
df

#%%

df.reset_index()

#%%
# 是否丢掉原来的索引
df.reset_index(drop=True)

#%%

df = pd.DataFrame(
    {'A': ['a','b','c']},
    index=pd.MultiIndex.from_tuples(
        [
            ('x', 1),
            ('y', 2),
            ('z', 3),
        ]
    )
)
df

#%%

df.reset_index()

#%%

df.reset_index(drop=True)

#%%

df.reset_index(level=0)

#%%

df.reset_index(level=1)

#%%
# level=1 层丢弃
df.reset_index(level=1, drop=True)

#%%

df = pd.DataFrame(
    {
        ('A', 'B'): ['a','b','c'],
        ('A', 'C'): ['d','e','f'],
    },
    index=['x', 'y', 'z']
)
df

#%%

df.reset_index(col_level=0)

#%%

df.reset_index(col_level=1)

#%%
# 
df.reset_index(col_level=0, col_fill='C')
image-20211215214525316 image-20211215214511334 image-20211215214458812 image-20211215214448689

5、使用结果符合指定的索引

image-20211215214858749 image-20211215214905561
import pandas as pd

#%%

df = pd.DataFrame(
    [[1,2,3],
     [4,5,6],
     [7,8,9]],
    columns=['A', 'B', 'C'],
    index=['X', 'Y', 'Z']
)
df

#%%

df.reindex(['Z', 'Y'])
image-20211215215004520

13、多表合并

1、merge联合

merge() 联接合并。

1:1情况:

image-20211215210936423 image-20211215210950652 image-20211215211000282

M:1情况:

image-20211215211036123 image-20211215211051745

M:M情况:

image-20211215211118066 image-20211215211126027 image-20211215211149273
import pandas as pd

#%%

df1 = pd.read_excel('sales.xlsx')
df1

#%%

df2 = pd.read_excel('goods_base.xlsx')
df2

#%%

# on 通过货号进行对齐后匹配;how='left' 多的在左边,使用左连接
pd.merge(df1, df2,
         on='货号',
         how='left',
         validate='m:1')
image-20211215211828131 image-20211215211841482

其他情况分析:

(1)两个表连接的中间货号不同

image-20211215211920734

(2)两个表格有重复列名称

image-20211215212112425 image-20211215212037074

(3)多对多可能出现问题

image-20211215212626858 image-20211215212709242

补充:

import pandas as pd

#%%

df1 = pd.read_excel(
    'on_index.xlsx',
    index_col=[0] # 货号设置成索引
)
df1

#%%

df2 = pd.read_excel(
    'on_index.xlsx',
    sheet_name=1, # 读取表格2
    index_col=[0]
)
df2

#%%
# 通过索引连接
pd.merge(df1, df2,
         left_index=True,
         right_index=True,
         how='outer')

#%%
# 和上面的方式相同
df1.join(df2, how='outer')

#%%

df3 = pd.read_excel(
    'on_list.xlsx'
)
df3

#%%

df4 = pd.read_excel(
    'on_list.xlsx',
    sheet_name=1
)
df4

#%%
# 通过list连接(on参数)
pd.merge(df3, df4,on=['年份', '月份'])
image-20211215213403979 image-20211215213411870

14、openyxl操作excel

openpyxl 是对 pandas 的补充
? 读写图片
? 读写格式
image-20211215133512005

1、基础

1、创建表格

from openpyxl import Workbook
from datetime import datetime
from openpyxl.drawing.image import Image
from openpyxl.styles import Font

#%%

wb = Workbook() # 实例化对象
wb

#%%
# 正在活动的工作表
ws = wb.active
ws

#%%
# 设置工作表
ws.title = 'sheet1'

#%%
# 左上角填入一和二
ws.append(['一', '二'])
ws.append([1, 2])
# 日期格式,时间戳
ws.append([datetime(2020,1,1),
           datetime(2020,1,2)])
# A4 表示 excel中的位置
ws.add_image(Image('a.jpg'), 'A4')
ws.add_image(Image('b.jpg'), 'B4')

# 对A3字体更改一下颜色 16进制的RGB的三个值
ws['A3'].font = Font(color='FF0000')

wb.save('1.xlsx')
image-20211215134524996

2、读取已有的表

from openpyxl import load_workbook

#%%

wb = load_workbook('1.xlsx')
wb

#%%

ws = wb.active
ws

#%%

c = ws['A2']
c.value

#%%

wb.save('2.xlsx')

#%%
# 读取1.xlsx -》并保存 3.xlsx
# index=False 索引不输出
import pandas as pd
pd.read_excel('1.xlsx').to_excel('3.xlsx', index=False)

使用pandas读取时,格式会丢失,输出结果如下:

image-20211215134951604

2、sheet操作

1、创建

wb = Workbook()
wx = wb.active
wx.title = 'First'

#%%

wb.create_sheet()
wb.create_sheet(title='AAA')

wb.create_sheet(
    title='BBB',
    index=0
)
image-20211215135550318

2、删除

# ['BBB', 'First', 'CCC', 'Sheet', 'DDD', 'AAA']

wb.sheetnames

wb['Sheet'].title
# <Worksheet "BBB">
# <Worksheet "First">
# <Worksheet "CCC">
# <Worksheet "Sheet">
# <Worksheet "DDD">
# <Worksheet "AAA">
for i in wb:
    print(i)

# 移除表
wb.remove(wb['Sheet'])
wb.save('2.xlsx')

3、访问单元格

#### 访问单元格(cell)
from openpyxl import load_workbook

#%%

wb = load_workbook('1.xlsx')
ws = wb.active

#%%
# 'A1:D4'
ws.dimensions

#%%

c = ws['A2']
# 对单元格进行赋值,当对表格进行save时,才保存到表格里面
c.value = 100
c.value

#%%
# 取单元格
c = ws.cell(
    row=3,
    column=2,
    value=200, # 赋值
)
c.value

#%%

# wb.save('2.xlsx')

#%%
# 获取第二行
ws[2]

ws['C']

#%%
# ((<Cell 'Sheet'.A2>, <Cell 'Sheet'.B2>, <Cell 'Sheet'.C2>, <Cell 'Sheet'.D2>),
#  (<Cell 'Sheet'.A3>, <Cell 'Sheet'.B3>, <Cell 'Sheet'.C3>, <Cell 'Sheet'.D3>))
ws[2:3]

#%%

ws['C:D']

#%%
# ((<Cell 'Sheet'.B2>, <Cell 'Sheet'.C2>, <Cell 'Sheet'.D2>),
#  (<Cell 'Sheet'.B3>, <Cell 'Sheet'.C3>, <Cell 'Sheet'.D3>),
#  (<Cell 'Sheet'.B4>, <Cell 'Sheet'.C4>, <Cell 'Sheet'.D4>))
ws['B2':'D4']

#%%

gen = ws.iter_rows(
    min_row=2,
    max_row=4,
    min_col=2,
    max_col=3,
    values_only=True)
list(gen)

#%%

gen = ws.iter_cols(
    min_row=2,
    max_row=4,
    min_col=2,
    max_col=3,
    values_only=True)
list(gen)

#%%

tuple(ws.rows)

#%%
# (('AAA', 'BBB', 'CCC', 'DDD'), (100, 2, 3, 4), (5, 200, 7, 8), (9, 10, 11, 12))
tuple(ws.values)
image-20211215140632175 image-20211215140723669

更直观一些(按行来获取):

image-20211215140754804

对单元格数据进行遍历输出:

for row in ws.values:
    for v in row:
        print(v)
image-20211215141131937

4、合并/拆分单元格

- 合并单元格: merge_cells()
- 拆分单元格: unmerge_cells()

#%%

from openpyxl import load_workbook

#%%

wb = load_workbook('1.xlsx')
ws = wb.active
ws.dimensions

#%%
# 合并单元,只会保留左上角数据
ws.merge_cells('B2:C3')

#%%

wb = load_workbook('1.xlsx')
ws = wb.active
ws.merge_cells(
    start_row=2, # 开始的行列
    start_column=2,
    end_row=3,
    end_column=3
)
wb.save('3.xlsx')

#%%

wb = load_workbook('2.xlsx')
ws = wb.active
ws.unmerge_cells('B2:C3')
wb.save('4.xlsx')

原始单元格:

image-20211215141628301

合并单元格:

image-20211215141559868

拆分单元格:

image-20211215141544997

5、插入删除行/列

- Worksheet.insert_rows()
- Worksheet.insert_cols()
- Worksheet.delete_rows()
- Worksheet.delete_cols()

from openpyxl import load_workbook
#%%

wb = load_workbook('1.xlsx')
ws = wb.active
ws.dimensions

#%%
# idx=2 在第二行进行插入2列(amount=2)
# ws.insert_cols(idx=2, amount=2)
# wb.save('2.xlsx')

#%%
# 从第2删除2列
ws.delete_rows(idx=2, amount=2)
wb.save('2.xlsx')
image-20211215142117460

6、add_image 插入图片

from openpyxl import load_workbook
from openpyxl.drawing.image import Image
import os


def insert_img_to_excel(filename, by_col, to_col, img_folder):
    """
    插入图片到 excel
    :param filename: 文件路径
    :param by_col: 依靠列 (A, B, C ...)
    :param to_col: 插入到列 (A, B, C ...)
    :param img_folder: 图片源的文件夹
    :return: None
    """
    wb = load_workbook(filename)
    ws = wb.active
    # 从 1开始序号,原本是从0开始
    for i, c in enumerate(ws[by_col], start=1):
        # 1 货号
        # 2 AGDH5500
        # ...
        # print(i, c.value)
        # 拼接路径
        img_ffn = os.path.join(img_folder, c.value + '.jpg')
        print(i, img_ffn)
        try:
            ws.add_image(
                img=Image(img_ffn),
                anchor=to_col + str(i) # 'A1'
            )
        except:
            print(c.value, '匹配不到图片')
    wb.save(filename)


if __name__ == '__main__':
    insert_img_to_excel(
        '1.xlsx', 'A', 'B',
        img_folder="D:\\03Enviroment\\23Pycharm\\02code\\python-study\\statistical_analysis\\src"
                   "\\module08_data_structrue_openyxl\\img"
    )
image-20211215144331869 image-20211215142334042 image-20211215144318843

7、Font字体

openpyxl 格式相关的类:

image-20211215144629825 image-20211215144646802
from openpyxl import load_workbook
from openpyxl.styles import Font

wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

font = Font(
    name='Apple SD Gothic Neo',    # 字体名称
    size=30,         # 字体大小
    bold=True,      # 是否黑体
    italic=True,    # 是否斜体
    underline='doubleAccounting',  # 下划线 {'double', 'single', 'singleAccounting', 'doubleAccounting'}
    color='AAFF0000'   # 颜色
)
# 对一个单元格进行设置
# ws['A1'].font = font

# 对第一行进行设置
for c in ws[1]:
    c.font = font

wb.save('tips_1.xlsx')
image-20211215144931980

8、Fill填充

image-20211215145037306
from openpyxl.styles import (
    PatternFill,  # 颜色填充
    GradientFill,  # 渐变填充
)
from openpyxl import load_workbook

wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

# {'lightGrid', 'lightVertical', 'lightTrellis',
# 'darkDown', 'lightDown', 'mediumGray',
# 'gray125', 'darkHorizontal', 'gray0625',
# 'darkGray', 'lightUp', 'darkGrid',
# 'darkUp', 'lightGray', 'darkTrellis',
# 'solid', 'lightHorizontal', 'darkVertical'}
ws['A1'].fill = PatternFill(
    patternType='solid',
    fgColor='FDEB71'
)
ws['B1'].fill = PatternFill(
    patternType='lightGrid',
    fgColor='FDEB71'
)

ws['C1'].fill = GradientFill(
    degree=0, # 水平
    stop=('CE9FFC', '7367F0')
)
ws['D1'].fill = GradientFill(
    degree=45,
    stop=('CE9FFC', '7367F0')
)
ws['E1'].fill = GradientFill(
    degree=90, # 垂直方向上填充
    stop=('CE9FFC', '7367F0')
)

# 填充一列
for c in ws['B']:
    c.fill = PatternFill(
        patternType='solid',
        fgColor='F55555'
    )

wb.save('tips_2.xlsx')
image-20211215145501803

9、Border和Side边框和边

image-20211215145626483

四条边进行设置。

from openpyxl.styles import (
    Border,  # 边框
    Side,  # 边
)
from openpyxl import Workbook

wb = Workbook()
ws = wb.active

# 将每个风格都绘制出来
style_list = ['dotted', 'dashDot', 'medium', 'mediumDashed', 'mediumDashDot', 'dashDotDot',
              'mediumDashDotDot', 'slantDashDot', 'hair',
              'thick', 'double', 'dashed', 'thin']

for i, style in enumerate(style_list, start=1):
    cell = ws['B' + str(i)]
    cell.value = style
    cell.border = Border(
        bottom=Side(border_style=style,
                    color='FF0000'),
        left=Side(border_style='medium',
                  color='0000FF')
    )

wb.save('border.xlsx')
image-20211215145827692

9、设置对齐

image-20211215145857436
from openpyxl.styles import (
    Alignment,  # 对齐
)
from openpyxl import load_workbook

wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

ws['A1'].alignment = Alignment(
    horizontal='center',  # {'fill', 'right', 'general', 'left', 'justify', 'centerContinuous', 'distributed', 'center'}
    vertical='bottom',  # {'bottom', 'justify', 'distributed', 'top', 'center'}
    wrap_text=True # 空值是否换行
)

ws['B1'].alignment = Alignment(
    horizontal='right',  # {'fill', 'right', 'general', 'left', 'justify', 'centerContinuous', 'distributed', 'center'}
    vertical='top',  # {'bottom', 'justify', 'distributed', 'top', 'center'}
    wrap_text=False
)

wb.save('tips_4.xlsx')
image-20211215150122802

10、列宽行高

image-20211215150218048
from openpyxl import load_workbook
from openpyxl.utils import get_column_letter
from openpyxl.utils import column_index_from_string

wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

# 设置一列一行
# ws.column_dimensions['B'].width = 20
# ws.row_dimensions[2].height = 60

# 对所有的行列进行遍历
for i in range(ws.max_row):
    # print(i)
    ws.row_dimensions[i + 1].height = 60

for i in range(ws.max_column):
    # print(i)
    letter = get_column_letter(i + 1)
    ws.column_dimensions[letter].width = 20

wb.save('tips_5.xlsx')

11、内置样式

image-20211215150800974 image-20211215150811067 image-20211215150822402 image-20211215150831978 image-20211215150847857
from openpyxl import load_workbook


wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

# 对第一行进行设置
for c in ws[1]:
    c.style = "Pandas"

# 对 B 和 E列进行设置 
for c in ws['B'][1:] + ws['E'][1:]:
    c.style = "Good"

wb.save('builtin.xlsx')
image-20211215150912834

12、openyxl与pandas相互转换

"""
openpyxl 与 pandas 相互转化
"""
from openpyxl import Workbook, load_workbook
import pandas as pd
from openpyxl.utils.dataframe import dataframe_to_rows

"""
pandas -> openpyxl
"""
df = pd.DataFrame(
    [[1, 2, 3],
     [4, 5, 6],
     [7, 8, 9]],
    columns=list('ABC'),
    index=list('XYZ')
)
# print(df)
# 是否需要 index header
rows = dataframe_to_rows(df, index=False, header=True)
# <generator object dataframe_to_rows at 0x000001DB13396E58>
# print(rows)

wb = Workbook()
ws = wb.active

for row in rows:
    ws.append(row)

wb.save('1.xlsx')

"""
openpyxl -> pandas
"""
wb = load_workbook('tips.xlsx')
ws = wb.active

data = list(ws.values)
# print(data)
# 第 0 行作为列名;从第2列作为数据进行切片
df = pd.DataFrame(data[1:], columns=data[0])
#    total_bill   tip     sex smoker  day    time  size
# 0       16.99  1.01  Female     No  Sun  Dinner     2
# 1       10.34  1.66    Male     No  Sun  Dinner     3
# 2       21.01  3.50    Male     No  Sun  Dinner     3
# 3       23.68  3.31    Male     No  Sun  Dinner     2
# 4       24.59  3.61  Female     No  Sun  Dinner     4
print(df.head())

1.xlsx保存文件样式:

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加:2021-12-16 17:40:43  更:2021-12-16 17:42:37 
 
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