【Python】Excel（エクセル）を操作する【→業務効率UP】

プログラム女子

会社でデータの集計を任されたんだけど、excelファイルが複数ある場合ってマクロ使えないよね...

ファイルが１つの場合は、excelマクロを組んで処理できるけど、ファイルが複数ある場合は、プログラムで外からファイルを読み込む方法が良いね。今回は、excelをPythonで操作する方法を説明するね。

Tommy

PythonでExcelを操作する概要

現在のオフィス環境では、データの集計やまとめにはExcel形式のファイルでやり取りされることが多くあります。また、企画内容や仕様内容をExcelで考えを纏める人も少なくありません。

なので、社内環境ではまだまだExcel使用者が根強く残っています。このような環境で、あるシステムのアウトプットとしてのExcelを扱う為には、いづれかのプログラムによってExcelファイルを操作できる必要があります。

この記事では、Pythonを使ったExcelファイルの作成方法と、Excelファイルからのデータ読み取りを方法を説明します。

PythonでExcelを操作する前提環境

Excelを操作する前提の環境は、下の記事で説明している私の環境と同じ環境で確認しています。

レンタルサーバなどのLinuxサーバを使っている場合は、下の記事でプログラミングする環境の作り方を説明しています。もし、まだプログラムする環境ができていない方は、先にこちらの記事を読んで、プログラミングできる環境をつくることをおすすめします。

• openpyxlライブラリをインストール

$ pip freeze | grep openpyxl
openpyxl==2.6.1

PythonでExcelを操作するサンプルプログラム

ここでは、Pythonを使ってexcelを操作するためのサンプルプログラムを説明します。サンプルプログラムでは大きく次の２つの処理を説明します。

• Excelを作成する
• Excelからデータを読み込む

Excelファイルを作成する

「Excelファイルの作成」には、具体的には次のような８つの処理が必要になります。

1. Excelのワークブックオブジェクトを作成する関数の定義
2. Excelのワークシートを取得する関数の定義
3. Excelのセルを編集する関数の定義
4. Excelのシートを追加する関数の定義
5. Excelのシート名を変更する関数の定義
6. Excelのワークブックを保存する関数の定義
7. Excelのセルの幅を調整する関数の定義
8. 定義した関数の実行

以下に８つの処理内容をプログラムを使って具体的に説明します。

1.Excelのワークブックオブジェクトを作成する関数の定義

下に記載しているcreate_workbook()関数では、Excel操作に必要なExcelワークブックオブジェクトを作成します。返り値（戻り値）にwb（ワークブックオブジェクト）を返すことによって、このcreate_excel()関数の呼び出し元でExcelワークブックを扱えるようにします。

引数の「default_sheet」はシート名が入力されます。もし特に指定がない場合はシート名として「default」という名前のシートが作成されます。

# create excel work book(return work book object)
def create_workbook(default_sheet='default'):

	# Workbookインスタンスを作成する
	wb = openpyxl.Workbook()
	ws = wb.active

	# ワークシートのタイトルは"Sheet1"を指定する
	ws.title = default_sheet

	return wb

2.Excelのワークシートを取得する関数の定義

下のget_worksheet()関数では、Excelのワークシートオブジェクトを取得します。引数にwork_book（ワークブックオブジェクト）と、sheet_name（シート名）をとります。

もし、「sheet_name」が入力されていない場合は、現在のアクティブなシートオブジェクトを返却し、sheet_nameが入力されている場合は、その名前のシートオブジェクトを返却します。

# get sheet object
def get_worksheet(work_book,sheet_name=None):

	if sheet_name is None:
		ws = work_book.active
	else:
		ws = work_book[sheet_name]

	return ws

3.Excelのセルを編集する関数の定義

下のedit_cell()では、excelのセルを編集します。引数に、次の４つのパラメータを入力します。

• work_sheet（ワークシートオブジェクト）
• row_p（列番号）
• col_p（行番号）
• contents（セルに入れる文字や値）

目的の行列の番号で指定されたセルの内容をcontentsに書き換えた後、wc（ワークセルオブジェクト）を返り値で返却します。

※関数「adjust_coll」は、セルの幅を調整するための関数です。関数「adjust_coll」の説明は後ほど行います。

# edit cell value
def edit_cell(work_sheet,row_p,col_p,contents):

	wc = work_sheet.cell(row = row_p, column = col_p, value = contents)

	adjust_col(work_sheet)

	return wc

4.Excelのシートを追加する関数の定義

下のadd_sheet()関数では、excelシートを追加します。引数にwork_book（ワークブックオブジェクト）とsheet_name（シート名）を入力します。sheet_nameで指定された名前のシートがwork_bookに追加されます。戻り値として、ワークシートオブジェクトを返却します。

# add sheet(retrurn additinal sheet object)
def add_sheet(work_book,sheet_name):

	work_sheet = work_book.create_sheet(title=sheet_name)
	return work_sheet

5.Excelのシート名を変更する関数の定義

関数change_sheet_name()では、excelのシート名を変更します。引数に次の３つのパラメータを入力します。

• work_book（ワークブックオブジェクト）
• org_name（現在のシート名）
• dst_name（変更するシート名）

動作としては、work_bookの中にあるorg_nameのシート名をdst_nameに変更します。この関数の返り値はありません。

# change name of sheet
def change_sheet_name(work_book,org_name,dst_name):

	work_sheet = work_book[org_name]
	work_sheet.title = dst_name

6.Excelのワークブックを保存する関数の定義

次の関数save_workbook()では、excelのワークブック（エクセルファイル）を保存します。

引数に

• work_book（ワークブックオブジェクト）
• file_name（保存ファイル名）
• save_path（保存する場所）

を入力すると、work_bookをfile_nameのファイル名で、save_pathの場所に保存されます。

もし、save_pathが入力されなかった場合は、現在の場所にファイルを保存します。このsave_file()関数には、返り値はありません。

# save excel files
def save_workbook(work_book,file_name,save_path=''):

	work_book.save(file_name)

7.Excelのセルの幅を調整する関数の定義

下のadjust_col()関数では、セルの幅を自動調整します。引数にws（ワークシートオブジェクト）を取り、wsで指定されたワークシートのcellに入力されている文字や数字の長さに合わせてCellの幅を調節します。

# adjust cell width
def adjust_col(ws):

	for col in ws.columns:
		 max_length = 0
		 column = col[0].column # Get the column name
		 column = chr(ord("A") - 1 + column)

		 for cell in col:
			 try: # Necessary to avoid error on empty cells
				 if len(str(cell.value)) > max_length:
					 max_length = len(cell.value)
			 except:
				 pass

		 adjusted_width = (max_length + 2) * 1.1
		 ws.column_dimensions[column].width = adjusted_width

8.定義した関数の実行

ここでは、上記で定義した関数の呼び出しを行います。ソースコードの処理の流れは、下記の通りです。

• Excelワークシートオブジェクトを作成
• ワークシートオブジェクトを取得（はじめのシート名は「default」になります）
• 1行１列目のセルから２行２列目のセルに文字列を書き込み
• Excelシートを追加
• セルに文字列を書き込み
• シート名を変更
• ファイルを保存

# 使用するライブラリをインポートする

import openpyxl
from openpyxl.styles.fonts import Font
from openpyxl.styles.alignment import Alignment
from openpyxl.styles.borders import Border, Side
from openpyxl.chart import BarChart

if __name__ == '__main__':

	# set file name as 'test.xlsx'
	filename = 'test.xlsx'

	# create excel work book for writing
	w_wb = create_workbook()

	# get work sheet
	w_ws = get_worksheet(work_book=w_wb,sheet_name=None)

	# edit cell
	edit_cell(work_sheet=w_ws,row_p=1,col_p=1,contents='A1')
	edit_cell(work_sheet=w_ws,row_p=1,col_p=2,contents='B1')
	edit_cell(work_sheet=w_ws,row_p=2,col_p=1,contents='A2')
	edit_cell(work_sheet=w_ws,row_p=2,col_p=2,contents='B2')

	# add work sheet
	n_ws = add_sheet(work_book=w_wb,sheet_name='new sheet')

	# edit cell
	edit_cell(work_sheet=n_ws,row_p=1,col_p=1,contents='BBBB')

	# change sheet name
	change_sheet_name(work_book=w_wb,org_name='default',dst_name='changed sheet')

	# save work book
	save_workbook(work_book=w_wb,file_name=filename,save_path='')

Excelからデータを読み込む

次に既に作成されているExcelからデータを読み込む方法を説明します。データを読み込むために、具体的には次の３つの処理が必要になります。

1. Excelのワークブックを読み込む関数の定義
2. Excelのセルのデータを読み込む関数の定義
3. 定義した関数の実行

上記の３つの処理をサンプルプログラムを使って説明します。

1.Excelのワークブックを読み込む関数の定義

下記のload_workbook()では、既存のExcelファイルのワークブックオブジェクトの読み込みを行います。引数には既に作成されているExcelのファイル名（file_name）を入力し、そのファイルのワークブックオブジェクトを返却します。

# load exsiting work book
def load_workbook(file_name):

	r_wb = openpyxl.load_workbook(filename)
	return r_wb

2.Excelのセルのデータを読み込む関数の定義

read_cells()では、セルのデータを読み込みます。引数にワークシートオブジェクト（work_sheet）を取り、指定されたワークシートのセルの値を２次元（シートにある縦と横で）の配列として返却します。

# read cells
def read_cells(work_sheet):

	extracted_cells=[]
	for column in work_sheet.columns:
		temp_array = []
		for cell in column:
			temp_array.append(cell.value)
		extracted_cells.append(temp_array)

	return extracted_cells

3.定義した関数の実行

ここでは、上記で定義した関数の呼び出しを行います。ソースコードの処理の流れは、下記の通りです。

• Excelのワークブックオブジェクトを作成します。
• データを取得するシートのシートオブジェクトを取得します。
• セルのデータを取得します。

if __name__ == '__main__':

	# load excel work book for reading
	r_wb = load_workbook(file_name=filename)

	# get work sheet
	r_ws = get_worksheet(work_book=r_wb,sheet_name='changed sheet')

	# read cells
	extracted_cells = read_cells(work_sheet=r_ws)

	print(extracted_cells)

Pythonで行うその他のofficeの操作方法

Excel以外にも、officeにはそれぞれ異なる操作方法があります。

下記の記事では、普段の業務で使える、office（パワーポイント、エクセル、ワード）のPythonのプログラムによる操作方法を説明しています。

officeそれぞれの操作方法を、下記の記事を参考に、ご自身のプログラムを作成してみてください。