【Excel篇】openpyxl库-入门介绍

前面给大家详细进行Python入门和进阶，从今天开始，给大家分享python中办公自动化最常用的库，先从Openpyxl开始。

一、openpyxl 介绍与原理

1. 什么是 openpyxl？

一个 专门用于读写 Excel 2010+ 文件（.xlsx / .xlsm） 的 Python 第三方库
支持：

读取/写入单元格数据
操作行、列、工作表
设置样式（字体、颜色、边框、对齐）
插入图表、图片、公式
数据验证、筛选、冻结窗格

不支持：旧版 .xls 格式（需用 xlrd / xlwt）

2. 为什么需要 openpyxl？

场景	传统方式（手工）	openpyxl 自动化
1000行成绩单加总分	手动输入公式	1行代码搞定
每月50个报表合并	复制粘贴30分钟	脚本3秒完成
销售数据生成图表	反复操作	自动生成并嵌入

3. openpyxl 的工作原理（重点）

Excel 文件的本质：

.xlsx 文件 = ZIP 压缩包├── xl/│   ├── workbook.xml   （工作簿定义）│   ├── worksheets/    （每个工作表是一个XML文件）│   │   ├── sheet1.xml│   │   └── sheet2.xml│   ├── styles.xml     （样式定义）│   └── sharedStrings.xml （共享字符串）└── [Content_Types].xml

openpyxl 工作流程：

Python 对象           操作             最终写入─────────────────────────────────────────────────Workbook    →   修改内存中的模型   →   解压原文件Worksheet                        →   修改 XMLCell                             →   重新压缩为 .xlsx

核心原理：

读取时：解压 .xlsx → 解析 XML → 构建 Python 对象（Workbook/Worksheet/Cell）
修改时：直接操作内存中的 Python 对象（不写磁盘）
保存时：将 Python 对象序列化回 XML → 重新压缩成 .xlsx

为什么这样设计？

避免频繁读写磁盘（性能高）
支持大文件（使用 read_only / write_only 模式可降低内存）
不依赖 Excel 软件（可在 Linux 服务器运行）

4. openpyxl 与其他库的对比

库名	支持格式	读/写	样式	图表	适用场景
openpyxl	.xlsx/.xlsm	✅/✅	✅	✅	现代 Excel 首选
xlrd	.xls / .xlsx	✅/❌	❌	❌	仅读取旧版
xlwt	.xls	❌/✅	✅	❌	仅写入旧版
pandas	.xlsx	✅/✅	❌	❌	数据分析为主
xlsxwriter	.xlsx	❌/✅	✅	✅	仅写入，高性能

选择 openpyxl 的原因：

唯一同时支持读写 + 样式 + 图表的现代库
不需要安装 Excel
跨平台（Windows / macOS / Linux）

5. openpyxl 的对象模型（重要）

Workbook (工作簿)    │    ├── sheetnames         # 工作表名称列表    ├── active             # 当前激活的工作表    ├── create_sheet()     # 新建工作表    ├── remove()           # 删除工作表    │    └── Worksheet (工作表)            │            ├── title      # 工作表名称            ├── max_row    # 最大行数            ├── max_column # 最大列数            ├── dimensions # 已使用区域            │            ├── cell(row, col)          # 获取单元格            ├── iter_rows()             # 遍历行            ├── iter_cols()             # 遍历列            │            └── Cell (单元格)                    ├── value           # 单元格的值                    ├── row / column    # 行列号                    ├── coordinate      # 坐标（如 "A1"）                    ├── font / fill / border  # 样式属性                    └── number_format   # 数字格式

二、代码演示（完整示例）

1. 安装与验证

pip install openpyxl

import openpyxlprint(f"openpyxl 版本：{openpyxl.__version__}")# 查看库的安装路径（可选）print(f"安装路径：{openpyxl.__file__}")

2. 理解内存与文件的关系（演示）

from openpyxl import Workbook# 此时只有内存中的对象，没有磁盘文件wb = Workbook()ws = wb.activews["A1"] = "Hello"print("文件尚未保存到磁盘")# 保存后才真正生成 .xlsx 文件wb.save("原理演示.xlsx")print("已压缩生成文件")

3. 查看 openpyxl 解析后的对象结构

from openpyxl import load_workbookwb = load_workbook("原理演示.xlsx")print(f"工作簿对象：{wb}")print(f"工作表数量：{len(wb.sheetnames)}")print(f"工作表名称：{wb.sheetnames}")ws = wb.activeprint(f"工作表对象：{ws}")print(f"最大行：{ws.max_row}，最大列：{ws.max_column}")cell = ws["A1"]print(f"单元格对象：{cell}")print(f"坐标：{cell.coordinate}，值：{cell.value}")

4. 创建一个带多个工作表的文件

from openpyxl import Workbookwb = Workbook()# 验证：新建的工作簿默认带一个工作表print(f"默认工作表：{wb.sheetnames}")# 新增工作表for name in ["数据表", "统计表", "图表表"]:    wb.create_sheet(name)print(f"新增后：{wb.sheetnames}")# 调整工作表顺序（通过索引移动）wb.move_sheet("统计表", offset=-1)  # 向前移动1位print(f"移动后：{wb.sheetnames}")# 保存wb.save("多工作表演示.xlsx")

三、独立练习

练习任务：

创建一个名为 原理练习.xlsx 的工作簿
新增3个工作表：「原始数据」「处理结果」「说明」
在「原始数据」工作表中写入：

A1: "创建时间"
B1: 当前日期（可以用字符串写）

读取并打印该单元格的值
观察：此时磁盘文件是否已存在？执行 save() 后才存在
保存后，用压缩软件打开 .xlsx 文件，观察内部 XML 结构（扩展任务）

思考题：

如果不执行 save()，数据会丢失吗？为什么？

四、常见错误与解决

错误信息	原因	解决方法
`ModuleNotFoundError: No module named 'openpyxl'`	未安装库	`pip install openpyxl`
`FileNotFoundError`	文件不存在	检查路径或先创建文件
`PermissionError`	Excel 文件被打开	关闭 Excel 再运行代码
`ValueError: Unknown extension`	文件不是 `.xlsx`	只能操作 xlsx / xlsm
`KeyError: '工作表名'`	工作表名称不存在	用 `sheetnames` 查看已有名称

五、总结

本节课核心知识点：

✅ openpyxl 是什么：读写 .xlsx 的 Python 库
✅ 原理：.xlsx = ZIP + XML，openpyxl 解压 → 修改 XML → 重新压缩
✅ 对象模型：Workbook → Worksheet → Cell
✅ 基本操作：创建、加载、保存、工作表管理
✅ 与文件的交互：修改在内存，save() 才落地

一句话记住原理：

openpyxl 像一个 XML 翻译官，把 Excel 文件翻译成 Python 对象，你改对象，它帮你写回压缩包。