本节书摘来自华章出版社《Python自动化运维：技术与最佳实践》一书中的第3章，第3.1节，作者 （美）Neil Bergman ，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看
3.1 数据报表之Excel操作模块
Excel是当今最流行的电子表格处理软件，支持丰富的计算函数及图表，在系统运营方面广泛用于运营数据报表，比如业务质量、资源利用、安全扫描等报表，同时也是应用系统常见的文件导出格式，以便数据使用人员做进一步加工处理。本节主要讲述利用Python操作Excel的模块XlsxWriter（https://xlsxwriter.readthedocs.org），可以操作多个工作表的文字、数字、公式、图表等。XlsxWriter模块具有以下功能：
100%兼容的Excel XLSX文件，支持Excel 2003、Excel 2007等版本；
支持所有Excel单元格数据格式；
单元格合并、批注、自动筛选、丰富多格式字符串等；
支持工作表PNG、JPEG图像，自定义图表；
内存优化模式支持写入大文件。
XlsxWriter模块的安装方法如下：
# pip install XlsxWriter #pip安装方法
# easy_install XlsxWriter #easy_install安装方法
#源码安装方法
# curl -O -L http://github.com/jmcnamara/XlsxWriter/archive/master.tar.gz
# tar zxvf master.tar.gz
# cd XlsxWriter-master/
# sudo python setup.py install
下面通过一个简单的功能演示示例，实现插入文字（中英字符）、数字（求和计算）、图片、单元格格式等，代码如下：
【/home/test/XlsxWriter/simple1.py】
#coding: utf-8
import xlsxwriter
workbook = xlsxwriter.Workbook('demo1.xlsx') #创建一个Excel文件
worksheet = workbook.add_worksheet() #创建一个工作表对象
worksheet.set_column('A:A', 20) #设定第一列（A）宽度为20像素
bold = workbook.add_format({'bold': True}) #定义一个加粗的格式对象
worksheet.write('A1', 'Hello') #A1单元格写入'Hello'
worksheet.write('A2', 'World', bold) #A2单元格写入'World'并引用加粗格式对象bold
worksheet.write('B2', u'中文测试', bold) #B2单元格写入中文并引用加粗格式对象bold
worksheet.write(2, 0, 32) #用行列表示法写入数字'32'与'35.5'
worksheet.write(3, 0, 35.5) #行列表示法的单元格下标以0作为起始值，'3,0'等价于'A3'
worksheet.write(4, 0, '=SUM(A3:A4)') #求A3:A4的和，并将结果写入'4，0'，即'A5'
worksheet.insert_image('B5', 'img/python-logo.png') #在B5单元格插入图片
workbook.close() #关闭Excel文件
程序生成的demo1.xlsx文档截图如图3-1所示。
3.1.1 模块常用方法说明
- Workbook类
Workbook类定义：Workbook(filename[, options])，该类实现创建一个XlsxWriter的Workbook对象。Workbook类代表整个电子表格文件，并且存储在磁盘上。参数filename（String类型）为创建的Excel文件存储路径；参数options（Dict类型）为可选的Workbook参数，一般作为初始化工作表内容格式，例如值为{'strings_to_numbers': True}表示使用worksheet.write()方法时激活字符串转换数字。
add_worksheet([sheetname])方法，作用是添加一个新的工作表，参数sheetname（String类型）为可选的工作表名称，默认为Sheet1。例如，下面的代码对应的效果图如图3-2所示。
worksheet1 = workbook.add_worksheet() # Sheet1
worksheet2 = workbook.add_worksheet('Foglio2') # Foglio2
worksheet3 = workbook.add_worksheet('Data') # Data
worksheet4 = workbook.add_worksheet() # Sheet4
add_format([properties])方法，作用是在工作表中创建一个新的格式对象来格式化单元格。参数properties（dict类型）为指定一个格式属性的字典，例如设置一个加粗的格式对象，workbook.add_format({'bold': True})。通过Format methods（格式化方法）也可以实现格式的设置，等价的设置加粗格式代码如下：
bold = workbook.add_format()
bold.set_bold()
更多格式化方法见http://xlsxwriter.readthedocs.org/working_with_formats.html。
add_chart（options）方法，作用是在工作表中创建一个图表对象，内部是通过insert_chart()方法来实现，参数options（dict类型）为图表指定一个字典属性，例如设置一个线条类型的图表对象，代码为chart = workbook.add_chart({'type': 'line'})。
close()方法，作用是关闭工作表文件，如workbook.close()。
- Worksheet类
Worksheet类代表了一个Excel工作表，是XlsxWriter模块操作Excel内容最核心的一个类，例如将数据写入单元格或工作表格式布局等。Worksheet对象不能直接实例化，取而代之的是通过Workbook对象调用add_worksheet()方法来创建。Worksheet类提供了非常丰富的操作Excel内容的方法，其中几个常用的方法如下：
write(row, col, args)方法，作用是写普通数据到工作表的单元格，参数row为行坐标，col为列坐标，坐标索引起始值为0；args无名字参数为数据内容，可以为数字、公式、字符串或格式对象。为了简化不同数据类型的写入过程，write方法已经作为其他更加具体数据类型方法的别名，包括：
write_string() 写入字符串类型数据，如：
worksheet.write_string(0, 0, 'Your text here')；
write_number() 写入数字类型数据，如：
worksheet.write_number('A2', 2.3451)；
write_blank() 写入空类型数据，如：
worksheet.write('A2', None)；
write_formula() 写入公式类型数据，如：
worksheet.write_formula(2, 0, '=SUM(B1:B5)')；
write_datetime() 写入日期类型数据，如：
worksheet.write_datetime(7, 0,datetime.datetime.strptime('2013-01-23', '%Y-%m-%d'),workbook.add_format({'num_format': 'yyyy-mm-dd'}))；
write_boolean() 写入逻辑类型数据，如：
worksheet.write_boolean(0, 0, True)；
write_url() 写入超链接类型数据，如：
worksheet.write_url('A1', 'ftp://www.python.org/')。
下列通过具体的示例来观察别名write方法与数据类型方法的对应关系，代码如下：
worksheet.write(0, 0, 'Hello') # write_string()
worksheet.write(1, 0, 'World') # write_string()
worksheet.write(2, 0, 2) # write_number()
worksheet.write(3, 0, 3.00001) # write_number()
worksheet.write(4, 0, '=SIN(PI()/4)') # write_formula()
worksheet.write(5, 0, '') # write_blank()
worksheet.write(6, 0, None) # write_blank()
上述示例将创建一个如图3-3所示的工作表。
set_row（row, height, cell_format, options）方法，作用是设置行单元格的属性。参数row（int类型）指定行位置，起始下标为0；参数height（float类型）设置行高，单位像素；参数cell_format（format类型）指定格式对象；参数options（dict类型）设置行hidden（隐藏）、level（组合分级）、collapsed（折叠）。操作示例如下：
worksheet.write('A1', 'Hello') #在A1单元格写入'Hellow'字符串
cell_format = workbook.add_format({'bold': True}) #定义一个加粗的格式对象
worksheet.set_row(0, 40, cell_format) #设置第1行单元格高度为40像素，且引用加粗
#格式对象
worksheet.set_row(1, None, None, {'hidden': True}) #隐藏第2行单元格
上述示例将创建一个如图3-4所示的工作表。
set_column（first_col, last_col, width, cell_format, options）方法，作用为设置一列或多列单元格属性。参数first_col（int类型）指定开始列位置，起始下标为0；参数last_col（int类型）指定结束列位置，起始下标为0，可以设置成与first_col一样；参数width（float类型）设置列宽；参数cell_format（Format类型）指定格式对象；参数options（dict类型）设置行hidden（隐藏）、level（组合分级）、collapsed（折叠）。操作示例如下：
worksheet.write('A1', 'Hello') #在A1单元格写入'Hello'字符串
worksheet.write('B1', 'World') #在B1单元格写入'World'字符串
cell_format = workbook.add_format({'bold': True}) #定义一个加粗的格式对象
#设置0到1即(A到B) 列单元格宽度为10像素，
且引用加粗格式对象
worksheet.set_column(0,1, 10,cell_format)
worksheet.set_column('C:D', 20) #设置C到D列单元格宽度为20像素
worksheet.set_column('E:G', None, None, {'hidden': 1}) #隐藏E到G列单元格
上述示例将创建一个如图3-5所示的工作表。
insert_image(row, col, image[, options])方法，作用是插入图片到指定单元格，支持PNG、JPEG、BMP等图片格式。参数row为行坐标，col为列坐标，坐标索引起始值为0；参数image（string类型）为图片路径；参数options（dict类型）为可选参数，作用是指定图片的位置、比例、链接URL等信息。操作示例如下：
#在B5单元格插入python-logo.png图片，图片超级链接为http://python.org
worksheet.insert_image('B5', 'img/python-logo.png', {'url': 'http://python.org'})
上述示例将创建一个如图3-6所示的工作表。
- Chart类
Chart类实现在XlsxWriter模块中图表组件的基类，支持的图表类型包括面积、条形图、柱形图、折线图、饼图、散点图、股票和雷达等，一个图表对象是通过Workbook（工作簿）的add_chart方法创建，通过{type, '图表类型'}字典参数指定图表的类型，语句如下：
chart = workbook.add_chart({type, 'column'}) #创建一个column(柱形)图表
更多图表类型说明：
area：创建一个面积样式的图表；
bar：创建一个条形样式的图表；
column：创建一个柱形样式的图表；
line：创建一个线条样式的图表；
pie：创建一个饼图样式的图表；
scatter：创建一个散点样式的图表；
stock：创建一个股票样式的图表；
radar：创建一个雷达样式的图表。
然后再通过Worksheet（工作表）的insert_chart()方法插入到指定位置，语句如下：
worksheet.insert_chart('A7', chart) #在A7单元格插入图表
下面介绍chart类的几个常用方法。
chart.add_series (options)方法，作用为添加一个数据系列到图表，参数options (dict类型)设置图表系列选项的字典，操作示例如下：
chart.add_series({
'categories': '=Sheet1!$A$1:$A$5',
'values': '=Sheet1!$B$1:$B$5',
'line': {'color': 'red'},
})
add_series方法最常用的三个选项为categories、values、line，其中categories作为是设置图表类别标签范围；values为设置图表数据范围；line为设置图表线条属性，包括颜色、宽度等。
其他常用方法及示例。
set_x_axis(options)方法，设置图表X轴选项，示例代码如下，效果图如图3-7所示。
chart.set_x_axis({
'name': 'Earnings per Quarter', #设置X轴标题名称
'name_font': {'size': 14, 'bold': True}, #设置X轴标题字体属性
'num_font': {'italic': True }, #设置X轴数字字体属性
})
set_size(options)方法，设置图表大小，如chart.set_size({'width': 720, 'height': 576})，其中width为宽度，height为高度。
set_title(options)方法，设置图表标题，如chart.set_title({'name': 'Year End Results'})，效果图如图3-8所示。
set_style(style_id)方法，设置图表样式，style_id为不同数字则代表不同样式，如chart.set_style(37)，效果图如图3-9所示。
set_table(options)方法，设置X轴为数据表格形式，如chart.set_table()，效果图如图3-10所示。
3.1.2 实践：定制自动化业务流量报表周报
本次实践通过定制网站5个频道的流量报表周报，通过XlsxWriter模块将流量数据写入Excel文档，同时自动计算各频道周平均流量，再生成数据图表。具体是通过workbook.add_chart({'type': 'column'})方法指定图表类型为柱形，使用write_row、write_column方法分别以行、列方式写入数据，使用add_format()方法定制表头、表体的显示风格，使用add_series()方法将数据添加到图表，同时使用chart.set_size、set_title、set_y_axis设置图表的大小及标题属性，最后通过insert_chart方法将图表插入工作表中。我们可以结合2.3节的内容来实现周报的邮件推送，本示例略去此功能。实现的代码如下：
【/home/test/XlsxWriter/simple2.py】
#coding: utf-8
import xlsxwriter
workbook = xlsxwriter.Workbook('chart.xlsx') #创建一个Excel文件
worksheet = workbook.add_worksheet() #创建一个工作表对象
chart = workbook.add_chart({'type': 'column'}) #创建一个图表对象
#定义数据表头列表
title = [u'业务名称',u'星期一',u'星期二',u'星期三',u'星期四',u'星期五',u'星期六',u'星期日',u'平均流量']
buname= [u'业务官网',u'新闻中心',u'购物频道',u'体育频道',u'亲子频道'] #定义频道名称
#定义5频道一周7天流量数据列表
data = [
[150,152,158,149,155,145,148],
[89,88,95,93,98,100,99],
[201,200,198,175,170,198,195],
[75,77,78,78,74,70,79],
[88,85,87,90,93,88,84],
]
format=workbook.add_format() #定义format格式对象
format.set_border(1) #定义format对象单元格边框加粗(1像素)的格式
format_title=workbook.add_format() #定义format_title格式对象
format_title.set_border(1) #定义format_title对象单元格边框加粗(1像素)的格式
format_title.set_bg_color('#cccccc') #定义format_title对象单元格背景颜色为
#'#cccccc'的格式
format_title.set_align('center') #定义format_title对象单元格居中对齐的格式
format_title.set_bold() #定义format_title对象单元格内容加粗的格式
format_ave=workbook.add_format() #定义format_ave格式对象
format_ave.set_border(1) #定义format_ave对象单元格边框加粗(1像素)的格式
format_ave.set_num_format('0.00') #定义format_ave对象单元格数字类别显示格式
#下面分别以行或列写入方式将标题、业务名称、流量数据写入起初单元格，同时引用不同格式对象
worksheet.write_row('A1',title,format_title)
worksheet.write_column('A2', buname,format)
worksheet.write_row('B2', data[0],format)
worksheet.write_row('B3', data[1],format)
worksheet.write_row('B4', data[2],format)
worksheet.write_row('B5', data[3],format)
worksheet.write_row('B6', data[4],format)
#定义图表数据系列函数
def chart_series(cur_row):
worksheet.write_formula('I'+cur_row, \
'=AVERAGE(B'+cur_row+':H'+cur_row+')',format_ave) #计算（AVERAGE函数）频
#道周平均流量
chart.add_series({
'categories': '=Sheet1!$B$1:$H$1', #将“星期一至星期日”作为图表数据标签(X轴)
'values': '=Sheet1!$B$'+cur_row+':$H$'+cur_row, #频道一周所有数据作
#为数据区域
'line': {'color': 'black'}, #线条颜色定义为black(黑色)
'name': '=Sheet1!$A$'+cur_row, #引用业务名称为图例项
})
for row in range(2, 7): #数据域以第2～6行进行图表数据系列函数调用
chart_series(str(row))
#chart.set_table() #设置X轴表格格式，本示例不启用
#chart.set_style(30) #设置图表样式，本示例不启用
chart.set_size({'width': 577, 'height': 287}) #设置图表大小
chart.set_title ({'name': u'业务流量周报图表'}) #设置图表（上方）大标题
chart.set_y_axis({'name': 'Mb/s'}) #设置y轴（左侧）小标题
worksheet.insert_chart('A8', chart) #在A8单元格插入图表
workbook.close() #关闭Excel文档
上述示例将创建一个如图3-11所示的工作表。
