使用Python对Excel数据读取与保存的全面指南
更新时间：2025年12月17日 08:57:50 作者：Dfreedom.
在数据分析与处理工作中,Excel文件是最常见的数据源之一,本文将详细介绍如何使用Python的Pandas库进行Excel文件的读写操作,涵盖常用函数、典型应用场景、实例演示及常见问题解决方案,需要的朋友可以参考下
1. Pandas读写Excel核心函数解析
Pandas提供了完善的Excel文件支持，可以处理.xlsx、.xls等多种格式的电子表格文件。
1.1 数据读取函数：read_excel()
pd.read_excel()函数是Pandas中用于读取Excel数据的核心方法，支持丰富的参数配置：
def read_single_sheet(file_path: str | Path, sheet_name: str | int = 0,
usecols: Optional[List] = None, skiprows: int = 0,
nrows: Optional[int] = None) -> pd.DataFrame:
"""
读取单个Excel文件的指定工作表
"""
关键参数详解：
- io：文件路径，支持字符串、路径对象或文件流
- sheet_name：工作表指定，可以是名称(str)、索引(int)或列表(多工作表)
- header：指定作为列名的行号，默认为0（第一行）
- usecols：选择特定列读取，提高读取效率
- nrows：限制读取行数，适合探索大型文件
- dtype：指定列数据类型，优化内存使用
1.2 数据写入函数：to_excel()
将DataFrame写入Excel文件同样简单直观：
def save_to_excel(data: Union[pd.DataFrame, Dict[str, pd.DataFrame]],
output_path: str | Path, index: bool = False, **kwargs) -> bool:
"""
将数据保存到Excel文件，支持单个或多个工作表
"""
2. 数据读取与保存的常见场景
2.1 单工作表读取
最基本的应用场景，读取指定Excel文件的特定工作表：
# 读取单个工作表
df = pd.read_excel('data.xlsx', sheet_name='Sheet1')
2.2 工作表级别精细读取
2.2.1 读取单个工作表的基本信息
在实际数据处理中，我们经常需要先了解工作表的结构再决定如何读取：
def get_excel_info(file_path: str | Path) -> Dict:
"""
获取Excel文件的基本信息，包括工作表数量、名称、数据范围等
"""
try:
wb = load_workbook(file_path, read_only=True)
info = {
'file_name': os.path.basename(file_path),
'sheet_count': len(wb.sheetnames),
'sheet_names': wb.sheetnames,
'active_sheet': wb.active.title # 获取默认打开时选中的工作表
}
# 获取每个工作表的详细数据范围
sheets_info = {}
for sheet_name in wb.sheetnames:
ws = wb[sheet_name]
sheets_info[sheet_name] = {
'max_row': ws.max_row, # 工作表的最大数据行数
'max_column': ws.max_column # 工作表的最大数据列数
}
info['sheets_info'] = sheets_info
wb.close()
return info
except Exception as e:
print(f"获取文件信息失败: {e}")
return {}
2.2.2 多工作表处理
当Excel文件包含多个工作表时，可以一次性读取所有工作表：
# 读取所有工作表，返回字典{sheet_name: DataFrame}
all_sheets = pd.read_excel('data.xlsx', sheet_name=None)
# 或者读取特定多个工作表
selected_sheets = pd.read_excel('data.xlsx', sheet_name=['Sheet1', 'Sheet2'])
2.2.3 读取特定工作表的特定区域
对于大型工作表，可以只读取需要的区域：
# 只读取A到C列，跳过前两行标题，只读取100行数据
df = pd.read_excel('large_file.xlsx',
sheet_name='Sheet1',
usecols='A:C',
skiprows=2,
nrows=100)
2.3 批量处理：读取文件夹中的多个Excel文件
在实际项目中，经常需要处理整个文件夹中的多个Excel文件。思路如下：
2.4 数据导出与格式控制
将处理结果保存为Excel文件时，可以精细控制输出格式：
# 保存单个DataFrame
df.to_excel('output.xlsx', index=False, sheet_name='处理结果')
# 保存多个DataFrame到同一文件的不同工作表
with pd.ExcelWriter('multi_sheet_output.xlsx') as writer:
df1.to_excel(writer, sheet_name='汇总', index=False)
df2.to_excel(writer, sheet_name='详情', index=False)
3. 实战演示：完整Excel数据处理流程
以下是一个完整的实际应用示例，展示从数据读取、处理到保存的全过程：
import pandas as pd
import glob
from pathlib import Path
from typing import List, Union, Dict, Optional
from openpyxl import load_workbook, Workbook
from file_io import FileIO
class ExcelIO:
"""
Excel文件处理工具类
封装常见的Excel数据读取和保存操作
"""
def __init__(self):
pass
@staticmethod
def read_single_sheet(file_path: str | Path, sheet_name: str | int = 0,
usecols: Optional[List] = None, skiprows: int = 0,
nrows: Optional[int] = None) -> pd.DataFrame:
"""
读取单个Excel文件的指定工作表[1,4](@ref)
Args:
file_path: Excel文件路径
sheet_name: 工作表名称或索引，默认为第一个工作表
usecols: 指定读取的列
skiprows: 跳过的行数
nrows: 读取的行数限制
Returns:
pd.DataFrame: 读取的数据框
"""
try:
df = pd.read_excel(
file_path,
sheet_name=sheet_name,
usecols=usecols,
skiprows=skiprows,
nrows=nrows
)
print(f"成功读取文件: {file_path}, 工作表: {sheet_name}")
return df
except Exception as e:
print(f"读取文件失败: {e}")
return pd.DataFrame()
@staticmethod
def read_all_sheets(file_path: str | Path) -> Dict[str, pd.DataFrame]:
"""
读取单个Excel文件的所有工作表[1](@ref)
Args:
file_path: Excel文件路径
Returns:
Dict[str, pd.DataFrame]: 工作表名到数据框的映射字典
"""
try:
all_sheets = pd.read_excel(file_path, sheet_name=None)
print(f"成功读取文件的所有工作表: {file_path}, 共{len(all_sheets)}个工作表")
return all_sheets
except Exception as e:
print(f"读取所有工作表失败: {e}")
return {}
@staticmethod
def save_to_excel(data: Union[pd.DataFrame, Dict[str, pd.DataFrame]],
output_path: str | Path, index: bool = False, **kwargs) -> bool:
"""
将数据保存到Excel文件[1,4](@ref),可以保存一个sheet的数据或者多个sheet的数据
Args:
data: 要保存的数据，可以是单个DataFrame或工作表字典
output_path: 输出文件路径
index: 是否保存索引
**kwargs: 其他pandas参数
Returns:
bool: 保存是否成功
"""
try:
if isinstance(data, pd.DataFrame):
# 保存单个数据框
data.to_excel(output_path, index=index, **kwargs)
print(f"成功保存单个数据框到: {output_path}")
elif isinstance(data, dict):
# 保存多个工作表
with pd.ExcelWriter(output_path) as writer:
for sheet_name, df in data.items():
# 确保工作表名称有效
valid_sheet_name = str(sheet_name)[:31] # Excel工作表名最大31字符
df.to_excel(writer, sheet_name=valid_sheet_name, index=index, **kwargs)
print(f"成功保存{len(data)}个工作表到: {output_path}")
return True
except Exception as e:
print(f"保存文件失败: {e}")
return False
@staticmethod
def get_excel_info(file_path: str | Path) -> Dict:
"""
获取Excel文件的基本信息
Args:
file_path: Excel文件路径，可以是字符串或Path对象
Returns:
Dict: 包含Excel文件信息的字典
"""
try:
# 确保文件路径为Path对象（兼容str格式）
file_path = Path(file_path)
# 以只读模式加载Excel工作簿（提高大文件读取效率）
wb = load_workbook(file_path, read_only=True)
# 构建信息字典，包含文件基本属性[7](@ref)
info = {
'file_name': file_path.name, # 提取文件名（不含路径）
'sheet_count': len(wb.sheetnames), # 工作表总数[7](@ref)
'sheet_names': wb.sheetnames, # 所有工作表名称列表[7](@ref)
'active_sheet': wb.active.title # 默认激活的工作表名称[6](@ref)
}
# 遍历每个工作表，获取详细信息[7](@ref)
sheets_info = {}
for sheet_name in wb.sheetnames:
ws = wb[sheet_name]
sheets_info[sheet_name] = {
'max_row': ws.max_row, # 工作表的最大数据行数（从1开始）
'max_column': ws.max_column # 工作表的最大数据列数（从1开始）
}
# 将各工作表详细信息添加到返回字典
info['sheets_info'] = sheets_info
wb.close() # 关闭工作簿释放资源
return info
except Exception as e:
print(f"获取文件信息失败: {e}")
return {} # 发生异常时返回空字典
# 使用示例
if __name__ == "__main__":
# 创建处理器实例
excel_io = ExcelIO()
source_folder = Path(r"F:\test")
excel_name = "data.xlsx"
# 读取单个文件，单个工作表
df_single = excel_io .read_single_sheet(source_folder / excel_name , "Sheet1")
print(df_single)
array = df_single.to_numpy()# 转换为NumPy数组
filtered_array = array[1,:] #通过切片读取特定区域的数据
print( filtered_array)
# 读取单个文件，所有工作表
all_sheets = excel_io .read_all_sheets(source_folder / excel_name )
print(all_sheets)
print(all_sheets["Sheet1"])
# 获取文件信息
file_info = excel_io.get_excel_info(source_folder / excel_name)
print(f"文件信息: {file_info}")
#保存数据到Excel
target_folder = Path(r"F:\target")
new_name = "new.xlsx"
excel_io.save_to_excel(df_single, target_folder/new_name)
#读取目标文件夹所有数据，并保存
file_io = FileIO(source_folder, target_folder )
file_paths = file_io.list_file_paths(True) #遍历所有文件，包括子文件夹里的
excel_paths = file_io.filter_by_strings(file_paths ,[".xlsx"],True)#获取Excel文件
for excel_path in excel_paths:
#数据读取
df = excel_io.read_single_sheet(excel_path,"Sheet1")
##数据处理
#数据保存
save_excel_name = Path(excel_path).name #可以通过修改名称进行重命名
excel_io.save_to_excel(df, target_folder / save_excel_name) #保存至excel
4. 常见问题与解决方案
4.1 编码问题导致读取失败
问题：读取时出现UnicodeDecodeError等编码错误
解决方案：
# 指定编码格式读取
df = pd.read_excel('file.xlsx', encoding='utf-8') # 或gbk、gb2312等
# 如仍失败，可先以二进制方式读取再处理
with open('problem_file.xlsx', 'rb') as f:
df = pd.read_excel(f)
4.2 大型文件内存不足
问题：读取大文件时内存占用过高
解决方案：
# 分块读取
chunk_size = 10000
chunks = pd.read_excel('large_file.xlsx', chunksize=chunk_size)
for i, chunk in enumerate(chunks):
process_chunk(chunk) # 逐块处理
if i >= 10: # 限制处理块数，避免无限循环
break
# 或者只读取必要列
df = pd.read_excel('large_file.xlsx', usecols=['必要列1', '必要列2'])
4.3 数据类型自动识别错误
问题：数值被识别为文本，日期格式错误等
解决方案：
# 明确指定列数据类型
df = pd.read_excel('file.xlsx',
dtype={'电话': str, '数量': int}, # 明确指定类型
parse_dates=['日期列']) # 明确解析日期列
4.4 批量处理中的错误处理
问题：批量处理多个文件时，单个文件错误导致整个任务失败
解决方案：
def safe_batch_process(folder_path):
"""带错误处理的批量处理"""
excel_files = glob.glob(os.path.join(folder_path, "*.xlsx"))
success_count = 0
error_files = []
for file_path in excel_files:
try:
# 尝试读取和处理文件
df = pd.read_excel(file_path)
# ...处理逻辑...
success_count += 1
print(f"成功处理: {os.path.basename(file_path)}")
except Exception as e:
error_files.append((os.path.basename(file_path), str(e)))
print(f"处理失败: {os.path.basename(file_path)}, 错误: {e}")
continue # 继续处理下一个文件
print(f"处理完成: 成功 {success_count} 个, 失败 {len(error_files)} 个")
if error_files:
print("失败文件列表:")
for file_name, error in error_files:
print(f" {file_name}: {error}")
return success_count, error_files
4.5 保存时的格式丢失
问题：保存后数字格式、日期格式等丢失
解决方案：
# 使用ExcelWriter进行精细控制
with pd.ExcelWriter('output.xlsx', engine='openpyxl') as writer:
df.to_excel(writer, sheet_name='数据', index=False)
# 获取工作表对象进行格式设置
worksheet = writer.sheets['数据']
# 设置数字格式
for column in worksheet.columns:
column_name = column[0].value
if column_name in ['金额', '价格']:
for cell in column[1:]: # 跳过标题行
cell.number_format = '#,##0.00'
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