详细的openpyxl开发文档OpenPyXL 对象模型 Workbook: 对应整个 Excel 文件 Workshe

OpenPyXL 全面开发指南

本文档为 OpenPyXL 库的完整开发指南，涵盖从基础操作到高级特性的全方位解析，适用于 Python 3.7+ 和 OpenPyXL 3.1.0+ 版本

核心概念解析

Excel 文件结构

Workbook (工作簿)
├── Worksheet (工作表)
│   ├── Row (行)
│   │   └── Cell (单元格)
│   └── Column (列)
├── Chartsheet (图表页)
└── Defined Names (命名区域)

OpenPyXL 对象模型

Workbook: 对应整个 Excel 文件
Worksheet: 单个工作表对象
Cell: 存储数据和样式的原子单元
Style: 包含字体/边框/填充等样式属性
Charts: 图表对象（柱状图/折线图等）
DataValidation: 数据验证规则

环境配置与安装

系统要求

Python ≥ 3.7
内存 ≥ 512MB（处理大型文件建议 ≥ 2GB）

安装方式

# 标准安装
pip install openpyxl

# 包含图片支持
pip install openpyxl[html]

# 开发版安装
pip install git+https://gitlab.com/openpyxl/openpyxl.git

版本验证

import openpyxl
print(openpyxl.__version__)  # 应输出 3.1.0+

工作簿深度操作

新建工作簿

from openpyxl import Workbook

# 创建空白工作簿
wb = Workbook()

# 指定文件模板
wb = Workbook(write_only=True)  # 只写模式优化内存

文件读写控制

# 加载现有文件
wb = load_workbook(
    filename='data.xlsx',
    read_only=False,      # 是否只读模式
    keep_vba=False,       # 是否保留VBA代码
    data_only=False,      # 是否忽略公式
    keep_links=True       # 是否保留外部链接
)

# 保存配置选项
wb.save(
    'output.xlsx',
    as_template=False,    # 是否保存为模板
    password='secret'     # 设置打开密码
)

文件属性管理

# 元数据设置
wb.properties = {
    'title': '销售报告',
    'creator': 'AI助手',
    'description': '2023年度销售数据分析'
}

# 自定义属性
wb.custom_doc_props = {
    'Department': '财务部',
    'ConfidentialLevel': 3
}

工作表高级管理

工作表创建

# 创建指定位置的工作表
wb.create_sheet(title='月度报表', index=0)  # 作为第一个工作表

# 克隆现有工作表
source = wb['模板']
target = wb.copy_worksheet(source)

工作表遍历

# 遍历所有工作表
for sheet in wb:
    print(f"工作表名称: {sheet.title}")

# 按条件筛选
hidden_sheets = [s for s in wb.worksheets if s.sheet_state == 'hidden']

工作表属性设置

ws = wb.active

# 显示属性
ws.sheet_view.showGridLines = False    # 隐藏网格线
ws.sheet_view.zoomScale = 120          # 缩放比例

# 保护设置
ws.protection.sheet = True
ws.protection.password = 'protect123'
ws.protection.enableFormatColumns = False

单元格精细操作

多维度访问方式

# 坐标访问
cell = ws['A1']

# 行列索引
cell = ws.cell(row=3, column=2)

# 迭代访问
for row in ws.iter_rows(min_row=2, max_row=10):
    for cell in row:
        print(cell.value)

批量写入优化

# 矩阵式写入
data_matrix = [
    ['ID', '姓名', '销售额'],
    [1, '张三', 45000],
    [2, '李四', 62000]
]

for row in data_matrix:
    ws.append(row)

# 使用生成器优化内存
def large_data():
    for i in range(100000):
        yield (i, f"Item{i}", i*100)

ws.append(("ID", "名称", "价格"))
for row in large_data():
    ws.append(row)

样式系统全解

样式层级结构

Cell Style
├── Font (字体)
├── Fill (填充)
├── Border (边框)
├── Alignment (对齐)
├── Number Format (数字格式)
└── Protection (保护)

复合样式示例

from openpyxl.styles import *

# 创建样式对象
highlight_style = NamedStyle(name="highlight")
highlight_style.font = Font(bold=True, color="FF0000")
highlight_style.fill = PatternFill("solid", fgColor="FFFF00")
highlight_style.border = Border(
    left=Side(style='medium', color='000000'),
    right=Side(style='medium', color='000000')
)

# 注册全局样式
wb.add_named_style(highlight_style)

# 应用样式
ws['A1'].style = 'highlight'

公式与计算引擎

动态公式处理

# 基础公式
ws['C1'] = '=SUM(A1:B1)'

# 相对引用公式
for row in range(1, 10):
    ws[f'C{row}'] = f'=A{row}+B{row}'

# 使用表格引用
ws['D1'] = '=SUM(Table1[销售额])'

公式计算控制

# 手动触发计算
wb.calculate_dimension()

# 公式缓存配置
wb.formula_attributes = {
    'calcId': 124519, 
    'fullCalcOnLoad': True
}

数据可视化图表

复合图表示例

from openpyxl.chart import (
    BarChart,
    LineChart,
    Reference,
    Series
)

# 创建组合图表
combo_chart = BarChart()
line_chart = LineChart()
combo_chart += line_chart

# 设置数据范围
data = Reference(ws, min_col=2, min_row=1, max_col=4, max_row=7)
cats = Reference(ws, min_col=1, min_row=2, max_row=7)

# 图表配置
combo_chart.title = "销售对比分析"
combo_chart.y_axis.title = "金额"
combo_chart.x_axis.title = "季度"
combo_chart.style = 13

# 添加图表到工作表
ws.add_chart(combo_chart, "E10")

数据验证机制

多级联动验证

from openpyxl.worksheet.datavalidation import DataValidation

# 一级分类验证
dv1 = DataValidation(
    type="list",
    formula1='"电子产品, 服装, 食品"',
    showDropDown=False
)
ws.add_data_validation(dv1)
dv1.add('A2:A100')

# 二级子类验证
dv2 = DataValidation(
    type="list",
    formula1='INDIRECT(A2)',
    allowBlank=True
)
ws.add_data_validation(dv2)
dv2.add('B2:B100')

文件安全与优化

加密保护方案

from openpyxl.workbook.protection import WorkbookProtection

# 工作簿级保护
wb.security = WorkbookProtection(
    workbookPassword='topsecret',
    lockStructure=True,
    lockWindows=True
)

# 工作表级保护
ws.protection.set_password('sheetpass')
ws.protection.enableFormatCells = False

实战案例集合

案例1：数据库导出报表

import sqlite3
from datetime import datetime

# 连接数据库
conn = sqlite3.connect('sales.db')
cursor = conn.cursor()

# 创建报表工作簿
wb = Workbook()
ws = wb.active
ws.title = "销售报表"

# 写入表头
headers = ['订单ID', '客户', '金额', '日期']
ws.append(headers)

# 写入数据
for row in cursor.execute('SELECT * FROM orders'):
    formatted_date = datetime.strptime(row[3], '%Y-%m-%d').date()
    ws.append((row[0], row[1], row[2], formatted_date))

# 添加样式
for cell in ws[1]:
    cell.style = 'Header'

# 保存文件
wb.save('sales_report.xlsx')

性能优化策略

内存管理模式对比

模式	特点	适用场景
常规模式	完全加载到内存，可随机访问	小型文件编辑
只读模式	流式读取，不可写	大型文件读取
只写模式	流式写入，不可读	生成超大型文件

# 只读模式示例
wb = load_workbook('large.xlsx', read_only=True)

# 只写模式示例
wb = Workbook(write_only=True)
ws = wb.create_sheet()
for row in data_generator():
    ws.append(row)

API 速查手册

Workbook 关键方法

方法	描述
`active`	获取活动工作表
`create_sheet()`	创建新工作表
`remove()`	删除工作表
`save()`	保存工作簿
`close()`	关闭工作簿

完整 API 参考 →

详细的openpyxl开发文档

OpenPyXL 全面开发指南

目录

核心概念解析

Excel 文件结构

OpenPyXL 对象模型

环境配置与安装

系统要求

安装方式

版本验证

工作簿深度操作

新建工作簿

文件读写控制

文件属性管理

工作表高级管理

工作表创建

工作表遍历

工作表属性设置

单元格精细操作

多维度访问方式

批量写入优化

样式系统全解

样式层级结构

复合样式示例

公式与计算引擎

动态公式处理

公式计算控制

数据可视化图表

复合图表示例

数据验证机制

多级联动验证

文件安全与优化

加密保护方案

实战案例集合

案例1：数据库导出报表

性能优化策略

内存管理模式对比

API 速查手册

Workbook 关键方法