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xlrd、xlwt、xlutils是Simplistix公司开发，原网站内容基本都清空了，项目迁移到http://www.python-excel.org，并在GitHub开源，见https://github.com/python-excel。三兄弟在操作Excel方面表现中规中矩，能够覆盖大部分需求，也是本人最先熟悉的库。三兄弟一起配合才能比较方便地实现Excel文件的读写，xlutils不是必需，但额外提供了一些简化操作的工具函数。

0x00 读文件

读文件功能由xlrd包提供。xlrd包实现了xlrd.book.Book（以下简称Book）、xlrd.sheet.Sheet（以下简称Sheet）和xlrd.sheet.Cell（以下简称Cell）类型，与Excel中的工作簿、表单、单元格概念相对应，单元格是最小操作粒度。

API

xlrd没有pyexcel那么花哨，加载表格文件就1个函数——open_workbook，常用参数就2个：

filename，指定要打开的Excel文件路径；
on_demand，如果是True则按需加载工作簿中的表单，如果是False则直接加载所有表单，默认为False，为节省资源一般设为True，这在大文件时表现更明显。

示例

假使当前路径下，样例文件名称是data.xls，有3个表单，仅Sheet1有数据，内容如下图，其中C列2行是公式，sum(A2,B2)，C列3行是日期，A列4行是TRUE。
data.xls Sheet1

可按下述示例代码加载文件。

import xlrd # 导入包
In [4]: rbk = xlrd.open_workbook('./data.xls',on_demand=True)
#变量rbk，r代表读，bk代表book
In [5]: type(rbk)
Out[5]: xlrd.book.Book

0x01 数据访问

工作簿和表单

读入Excel文件拿到Workbook后，下一步就是定位到Sheet。Book类对象有几个重要的属性和方法，用于索引Sheet。

nsheets属性，指示包含的Sheet对象个数;
sheet_names方法，返回所有表单名称；
sheet_by_index、sheet_by_name方法，分别使用序号、名称索引表单；
sheets方法，返回一个包含所有Sheet对象的列表，。

In [7]: rbk.nsheets
Out[7]: 3

In [8]: rbk.sheet_names()
Out[8]: ['Sheet1', 'Sheet2', 'Sheet3']

In [9]: rsh1 = rbk.sheet_by_index(0) # 通过序号索引

In [10]: rsh2 = rbk.sheet_by_name('Sheet2') # 通过名称索引

In [11]: type(rsh1)
Out[11]: xlrd.sheet.Sheet

In [12]: for sh in rbk.sheets(): # 循环遍历每个Sheet
    ...:     print(sh.name, sh)
    ...:
Sheet1 <xlrd.sheet.Sheet object at 0x00000155511F7F28>
Sheet2 <xlrd.sheet.Sheet object at 0x0000015550DF4860>
Sheet3 <xlrd.sheet.Sheet object at 0x00000155511E4E80>

拿到Sheet对象后，下一步就是要索引行/列/单元格，获取到行/列/单元格的数据。Sheet类对象有几个重要的属性和方法，用于支持后续操作。

name属性，即表单名称；
nrows、ncols属性，指示读入表单的最大行数、列数，由于单元格仅支持行列序号索引，因此这两个属性是检查越界的必备内容；
cell方法，接受2个参数，即行、列序号，返回Cell对象，注意xlrd仅支持通过行列序号索引单元格，行列序号从0起始；
cell_value方法，与cell方法类似，只不过返回的是单元格中的值，不是Cell对象；
cell_type方法，返回单元格的类型，见下图；
row、col方法，返回某1整行（列）的Cell对象组成的列表；
row_types、col_types，返回指定行（列）内若干列（行）的单元格的类型；
row_values、col_values，返回指定行（列）内若干列（行）的单元格的值；
row_slice、col_slice，返回指定行（列）内若干列（行）的单元格，是types和values的综合。

In [14]: rsh1.nrows, rsh1.ncols # 查看行列上限
Out[14]: (5, 3)

In [15]: rsh2.nrows, rsh2.ncols # Sheet2为空
Out[15]: (0, 0)

In [16]: cC2 = rsh1.cell(1,2) # 索引到第2行C列

In [17]: type(cC2)
Out[17]: xlrd.sheet.Cell

In [18]: rsh1.cell_value(1,2) # 读公式返回公式值
Out[18]: 4.0

In [19]: rsh1.row_values(4)
Out[19]: ['A5', '', '']

# 注意日期在Excel中只是格式化形式，2019/1/1的值为43466（1900/1/1以来的天数）
In [20]: rsh1.col_values(2)
Out[20]: ['列C', 4.0, 43466.0, 0.0, '']

In [21]: rsh1.cell_type(2,2) # xlrd.XL_CELL_DATE
Out[21]: 3

In [22]: rsh1.cell_type(4,0) # xlrd.XL_CELL_TEXT
Out[22]: 1

In [23]: rsh1.cell_type(3,0) # xlrd.XL_CELL_BOOLEAN
Out[23]: 4

In [24]: rsh1.cell_type(3,1) # xlrd.XL_CELL_NUMBER
Out[24]: 2

In [25]: xlrd.XL_CELL_TEXT,xlrd.XL_CELL_NUMBER,xlrd.XL_CELL_DATE
Out[25]: (1, 2, 3)

In [26]: xlrd.XL_CELL_BOOLEAN,xlrd.XL_CELL_ERROR,xlrd.XL_CELL_BLANK,xlrd.XL_CELL_EMPTY
Out[26]: (4, 5, 6, 0)

In [30]: rsh1.col_types(2,1) # 第2列，第1行起始
Out[30]: [2, 3, 2, 0]

In [31]: rsh1.row_slice(3,0,3) # 第3行，第0列起始
Out[31]: [bool:1, number:-0.2, number:0.0]

xlrd单元格类型
总结以上，xlrd根据单元格的类型返回恰当的值，Number（整数或小数）类型返回的是浮点数，Text类型返回的是Unicode字符串，Boolean（TRUE或False）类型返回的是1或0，Date类型返回浮点数，公式则求值后根据公式值的类型而定。

行、列、单元格

单元格的访问是核心，xlrd包中行、列本质就是Cell对象组成的列表。Cell对象有几个重要属性、方法用于支持获取数据。

value属性，和Sheet对象的cell_value方法作用相同；
ctype属性，和Sheet对象的cell_type方法作用相同；
dump方法，打印单元格信息。

为便于索引，xlrd包的cellname、cellnameabs、colname函数，将行列序号转换为Excel风格的单元格地址；xlwt.Utils模块的rowcol_to_cell、rowcol_pair_to_cellrange函数，也可以将行列序号转换为Excel风格的单元格地址；而col_by_name、cell_to_rowcol、cell_to_rowcol2、cellrange_to_rowcol_pair函数，则将Excel风格的单元格地址转换为行列序号。

In [35]: xlrd.cellname(2,10)
Out[35]: 'K3'

In [36]: xlrd.cellnameabs(2,10) # 结果为绝对引用地址
Out[36]: '$K$3'

# 注意列名称必须大写，小写是错误的！
In [44]: xlwt.Utils.col_by_name('K'),xlwt.Utils.col_by_name('k')
Out[44]: (10, 42)

In [45]: rsh1.col_values(xlwt.Utils.col_by_name('C'))
Out[45]: ['列C', 4.0, 43466.0, 0.0, '']

In [46]: xlwt.Utils.cell_to_rowcol('K3') # 行列均无绝对引用
Out[46]: (2, 10, False, False)

In [47]: xlwt.Utils.cell_to_rowcol('K$3') # 行绝对引用
Out[47]: (2, 10, True, False)

# 与上一个函数的区别是忽略绝对引用符号
In [48]: xlwt.Utils.cell_to_rowcol2('K$3')
Out[48]: (2, 10)

# cC2是C2单元格，在前一小节In [16]创建
In [50]: cC2.ctype, cC2.value
Out[50]: (2, 4.0)

行列序号与单元格地址转换总结如下图。

要遍历1个sheet内所有单元格，通常按行、列顺序逐个得到单元格，再读出单元格值存起来，以便后续处理。也可以直接得到一整行（列），整行（列）地处理数据。

# 1、逐单元格处理
for rx in range(rsh.nrows):
	for cx in range(rsh.ncols):
		c = rsh.cell(rx, cx)
		# 对单元格的进一步处理
		print(c.ctype, c.value)

# 2、整行处理
for rx in range(rsh.nrows):
	row = rsh.row(rx)
	# 对行的进一步处理
	print(len(row))

# 3、整列处理
for cx in range(rsh.ncols):
	col = rsh.col(cx)
	# 对列的进一步处理
	print(len(col))

0x02 改写文件

xlrd包只能将表单内的数据读出来，对改写数据无能为力，改写数据和保存至文件，由xlwt包完成。xlwt实现了一套xlwt.Workbook.Workbook（以下简称Workbook）、xlwt.Worksheet.Worksheet（以下简称Worksheet）类型，但很不幸与xlrd包的不存在继承关系，这导致用xlrd包读出来的Book、Sheet对象并不能直接用于创建Workbook和Worksheet对象，只能把数据暂存着以备后续再写回去，使得过程十分繁琐。

API

xlwt包对外暴露的类型、方法、函数及参数也十分简洁，紧密契合改写数据、保存至文件的流程，属于“人狠话不多”的类型。

调用Workbook模块的Workbook函数，创建Workbook对象，第1个参数是encoding，直接默认’ascii’即可；
调用Workbook对象的add_sheet方法，往Workbook中添加Worksheet对象，第1个参数sheetname指定表单名称，第2个参数cell_overwrite_ok确定是否允许单元格覆写，建议设置为True，避免对程序可能对单元格多次写数据而抛出错误；
调用Worksheet对象的write方法，往Worksheet的行/列/单元格内写入数据，此处用到的数据多数情况来自xlrd包从Excel文件读出来的结果，前2个参数为行列序号，第3个参数是要写入的值，第4个参数是单元格风格，如无特殊需求默认即可；
调用Workbook对象的save方法，将Workbook对象保存至文件，参数为文件名称或文件流对象。

其他的属性、方法、函数一般用的较少。

改写与保存示例

假使将前一节data.xls中读出的表格做简单处理，再保存至新的Excel文件。

import xlwt  # 导入库
In [51]: wbk = xlwt.Workbook()

In [52]: type(wbk)
Out[52]: xlwt.Workbook.Workbook

In [53]: wsh1 = wbk.add_sheet("Sheet1", cell_overwrite_ok=True)

In [54]: type(wsh1)
Out[54]: xlwt.Worksheet.Worksheet

# 将rsh1中的数据复制到wsh1，刻意多空1行、1列
In [55]: for rx in range(rsh1.nrows):
    ...:     for cx in range(rsh1.ncols):
    ...:         wsh1.write(rx+1,cx+1,rsh1.cell_value(rx,cx))

In [56]: wsh1.write(0,0, '新数据A1')

In [59]: wsh1.write(0,1, 3.14159)

In [60]: wsh1.write(0,6, False)

In [61]: wsh1.write(4+1,0+1,False) # 覆写原表第4行A列

# 覆写原表第4行D列
In [62]: wsh1.write(3+1, xlwt.Utils.col_by_name('D'),'列D')

经过一番改写，目前所有的改动仍在内存中，调用Workbook对象的save方法，可将数据写入文件中。

In [65]: wbk.save('./data2.xls')

In [66]: wbk.save('./data-second.xlsx') # 可以多次保存

In [67]: wbk.save('./data-second.xlsx') # 本质还是xls格式

对于保存，有两点需要提醒：

Python所有涉及Excel操作的库都不支持“原地编辑与保存”，xlwt也不例外，“保存”实际上是“另存为”，只是指定保存到原文件的话，原文件被覆盖。
xlwt支持写入到xls格式文件，不支持xlsx格式，即使指定扩展名.xlsx，文件格式本身仍是xls格式。

保存后文件内容如下图。
datasecond.xls Sheet1

注意从data.xls中读出来的日期，本质是数值，复制后写入还是数值，需要在Excel中将单元格设定为日期格式，才能显示为日期形式。上述写入过程忽略了单元格风格，原data.xls中包含的风格信息被全部丢失。关于单元格风格支持，详见xlwt.Style模块API，风格设置过程繁琐，不如在Excel软件中操作方便，本文不做评述。

xlwt还支持写入公式，但较为有限，比如支持countif却不支持countifs，写入不支持的公式会报错。

# 第3行E列写入公式
In [69]: wsh1.write(2,4, xlwt.Formula('sum(A3:D3)'))

In [70]: wbk.save('./data-含公式.xls')

表格保存后文件内容如下。
data-含公式.xls Sheet1

其他辅助

从上述步骤看，如果仅是生成全新的Excel文件，使用xlwt包即可。如果是“编辑”Excel文件中的某些数据，则必须使用xlrd加载原文件并将原表格复制一份，再使用xlwt去处理需要编辑的单元格，流程繁琐。xlutils包的copy正是为简化此流程而生，可以将xlrd的Book对象复制转换为xlwt的Workbook对象。

import xlutils.copy # 导入模块
# rbk是xlrd载入data.xls文件对应的工作簿，见In [4]
In [78]: wbk2 = xlutils.copy.copy(rbk)

In [79]: wbk2
Out[79]: <xlwt.Workbook.Workbook at 0x15552d5aba8>

In [84]: sh = wbk2.get_sheet(0) # 索引到Sheet1

In [85]: sh.write(0,6,'COPIED')

In [86]: wbk2.add_sheet('表单2') #新增表单
Out[86]: <xlwt.Worksheet.Worksheet at 0x15552cda048>

In [87]: wbk2.save('./data-copy.xls')

xlutils.copy.copy是以工作簿整体复制和转换，原data.xls文件的3个表单均被复制过来，上述代码对Sheet1做了修改，后又增加了新表单，保存后文件内容如下。
data-copy.xls

除了copy模块，xlutils包中还有display、filter等模块辅助操作Excel文件。

0x03 总结

从上述读写的示例来看，xlrd负责读、xlwt负责写、xlutils负责提供辅助和衔接，三兄弟各自相对独立而分工明确、配合紧密。xlrd、xlwt、xlutils是以十分原始的方式进行数据访问，流程相对繁琐，好在功能支持方面可以满足大部分需求。

参考

Working with Excel files in Python，2009. www.python-excel.org

Python操作Excel文件（2）：中规中矩三兄弟xlrd、xlwt和xlutils