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文章导读

如何使用Python处理CSV和Excel文件?


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作者 2025年9月3日 11

答案:python处理CSV和excel文件最直接高效的方式是使用pandas库,它提供DataFrame结构简化数据操作。1. 读取文件时,pd.read_csv()和pd.read_excel()可加载数据,配合try-except处理文件缺失或读取异常;支持指定sheet_name读取特定工作表。2. 数据操作包括查看info()和describe()、布尔索引筛选、修改列值、添加新列等。3. 写入文件用to_csv()和to_excel(),后者结合ExcelWriter可写入多工作表。处理大型CSV时,采用分块读取(chunksize)、预设dtype优化内存、使用csv模块逐行处理,或转为Parquet/数据库提升性能。复杂操作如合并(pd.merge)、多条件筛选、pivot_table透视分析及缺失值处理(fillna/dropna)均便捷高效。常见错误包括编码问题(可用chardet检测)、文件路径错误(os.path.exists检查)、文件被占用(关闭Excel)、数据类型推断错误(指定dtype或na_values)及Excel文件损坏,调试时应结合print、info、head逐步排查。

如何使用Python处理CSV和Excel文件?

Python处理CSV和Excel文件,最直接且高效的方式莫过于利用其强大的第三方库,尤其是

pandas

。它提供了一套非常直观且功能丰富的工具集,能让你轻松地读取、写入、操作和分析这两种格式的数据。对于纯文本的CSV,Python内置的

csv

模块也能提供更底层的控制。

解决方案

处理CSV和Excel文件,我个人首选

pandas

库。它将数据结构化为DataFrame,极大地简化了数据操作。

1. 读取文件:

  • csv文件

    立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

    import pandas as pd  try:     df_csv = pd.read_csv('your_file.csv')     print("CSV文件读取成功!")     print(df_csv.head()) except FileNotFoundError:     print("错误:CSV文件未找到,请检查路径。") except pd.errors.EmptyDataError:     print("警告:CSV文件为空。") except Exception as e:     print(f"读取CSV文件时发生未知错误: {e}")

    这里我喜欢用

    try-except

    包裹,因为文件路径错误或空文件是常有的事,提前处理能避免程序崩溃。

  • Excel文件:

    import pandas as pd  try:     # 读取第一个工作表     df_excel = pd.read_excel('your_file.xlsx')     print("Excel文件读取成功!")     print(df_excel.head())      # 如果需要指定工作表,可以使用sheet_name参数     # df_excel_sheet2 = pd.read_excel('your_file.xlsx', sheet_name='Sheet2')     # print("n读取指定工作表成功!")     # print(df_excel_sheet2.head()) except FileNotFoundError:     print("错误:Excel文件未找到,请检查路径。") except Exception as e:     print(f"读取Excel文件时发生未知错误: {e}")

    Excel文件可能包含多个工作表,

    sheet_name

    参数非常实用。

2. 数据操作(以DataFrame为例):

一旦数据加载到DataFrame,你就可以进行各种操作了。

  • 查看基本信息:

    print(df_csv.info()) print(df_csv.describe()) # 统计描述
  • 筛选数据:

    # 筛选某一列值大于100的行 filtered_df = df_csv[df_csv['column_name'] > 100] print("n筛选后的数据:") print(filtered_df.head())
  • 修改数据:

    # 将某一列的值全部转换为大写 df_csv['text_column'] = df_csv['text_column'].str.upper() print("n修改后的数据(text_column):") print(df_csv.head())
  • 添加新列:

    df_csv['new_column'] = df_csv['column_A'] + df_csv['column_B'] print("n添加新列后的数据:") print(df_csv.head())

3. 写入文件:

  • 写入CSV文件:

    df_csv.to_csv('output.csv', index=False) # index=False表示不写入行索引 print("n数据已成功写入 output.csv")
  • 写入Excel文件:

    df_excel.to_excel('output.xlsx', index=False) print("n数据已成功写入 output.xlsx")  # 写入多个工作表 with pd.ExcelWriter('multi_sheet_output.xlsx') as writer:     df_csv.to_excel(writer, sheet_name='CSV_Data', index=False)     df_excel.to_excel(writer, sheet_name='Excel_Data', index=False) print("数据已成功写入 multi_sheet_output.xlsx (包含多个工作表)")
    ExcelWriter

    是写入多工作表的关键,非常方便。

Python处理大型CSV文件有哪些优化策略?

处理大型CSV文件时,内存和性能往往是瓶颈。我个人在遇到GB级别的文件时,通常会从以下几个方面入手优化:

首先,分块读取(Chunking) 是最常见的策略。

pandas.read_csv

有一个

chunksize

参数,它不会一次性加载整个文件,而是返回一个迭代器,每次读取指定行数的数据块。这能显著减少内存占用,尤其是在你只需要对部分数据进行处理,或者需要聚合计算时。

import pandas as pd  chunk_size = 10000 # 每次读取1万行 total_rows_processed = 0 for chunk in pd.read_csv('large_file.csv', chunksize=chunk_size):     # 对每个chunk进行处理,例如筛选、聚合等     processed_chunk = chunk[chunk['value'] > 50]     # 或者将处理结果存储起来,最后再合并     # results.append(processed_chunk)     total_rows_processed += len(chunk)     print(f"已处理 {total_rows_processed} 行数据...") # 最后可能需要将results合并成一个大的DataFrame # final_df = pd.concat(results)

其次,指定数据类型(

dtype

也是一个非常有效的优化手段。

pandas

在读取文件时,会尝试推断每一列的数据类型。如果你的文件很大,这个推断过程会消耗时间和内存。更重要的是,它可能会将实际上是整数的列推断为浮点数(因为有缺失值),或者将短字符串推断为

类型,这都会占用更多的内存。如果你对数据类型有了解,提前指定可以节省大量资源。

# 假设你知道'id'是int64,'name'是string,'value'是float32 optimized_df = pd.read_csv('large_file.csv', dtype={'id': 'int64', 'name': 'string', 'value': 'float32'}) print(optimized_df.info(memory_usage='deep')) # 比较内存占用

特别是对于整数列,如果数值范围不大,使用

int8

,

int16

,

int32

而非默认的

int64

能节省一半甚至更多的内存。字符串类型也可以尝试使用

category

类型,如果列中重复值很多的话。

再者,使用Python内置的

csv

模块 进行低级别处理。对于某些极端情况,比如你只需要逐行读取数据,或者文件格式非常不规范,

pandas

可能显得过于“重”。Python的

csv

模块提供了

csv.reader

csv.writer

,它们以迭代器的方式工作,内存占用极低,非常适合处理超大型文件,但你需要手动解析每一行。

import csv  with open('very_large_file.csv', 'r', encoding='utf-8') as f:     reader = csv.reader(f)     header = next(reader) # 读取表头     for row in reader:         # 对每一行数据进行处理,例如写入数据库或进行简单计算         # print(row) # row是一个列表         pass

这种方式的缺点是,你需要自己处理数据类型转换、缺失值、错误处理等,不如

pandas

方便。但当内存真的吃紧时,它是最后的堡垒。

最后,如果你的数据量真的非常巨大,或者需要频繁地查询和分析,可能需要考虑将数据导入到数据库中,例如sqlite、postgresql,或者使用像Parquet这样的列式存储格式,它们在读取和查询大型数据集时效率更高。

pandas

可以直接将DataFrame写入SQL数据库或Parquet文件。

如何在Python中对Excel数据进行复杂操作,如合并、筛选和透视?

pandas

在处理Excel数据方面,其DataFrame对象提供了极其强大的功能,让复杂的数据操作变得轻而易举。我通常会把Excel的各种“花活”都搬到

pandas

里来做,效率和可复用性都高得多。

1. 数据合并(Merging/Joining):

这就像SQL里的JOIN操作。当你从不同的Excel工作表或文件读取了相关联的数据时,通常需要将它们合并起来。

import pandas as pd  # 假设有两个DataFrame,df1包含订单信息,df2包含客户信息 df_orders = pd.DataFrame({     'OrderID': [1, 2, 3, 4],     'CustomerID': [101, 102, 101, 103],     'Amount': [100, 150, 200, 50] })  df_customers = pd.DataFrame({     'CustomerID': [101, 102, 103],     'CustomerName': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'],     'City': ['NY', 'LA', 'SF'] })  # 根据CustomerID进行内连接(inner join) merged_df = pd.merge(df_orders, df_customers, on='CustomerID', how='inner') print("合并后的数据:") print(merged_df)  # 如果连接键名不同,可以使用left_on和right_on # pd.merge(df1, df2, left_on='ID_in_df1', right_on='ID_in_df2', how='left')
how

参数可以控制连接类型,如

'left'

,

'right'

,

'outer'

等,这和SQL的逻辑是一致的。

2. 数据筛选(Filtering):

筛选是日常操作的重中之重。

pandas

的布尔索引非常灵活。

# 筛选金额大于120且客户在'NY'的订单 filtered_complex = merged_df[(merged_df['Amount'] > 120) & (merged_df['City'] == 'NY')] print("n复杂筛选后的数据:") print(filtered_complex)  # 筛选CustomerName在特定列表中的订单 names_to_find = ['Alice', 'Charlie'] filtered_by_list = merged_df[merged_df['CustomerName'].isin(names_to_find)] print("n根据列表筛选后的数据:") print(filtered_by_list)

注意,多个条件筛选时要用括号将每个条件括起来,并使用

&

(与)或

|

(或)连接。

3. 数据透视(Pivoting):

这相当于Excel的“数据透视表”功能,用于对数据进行聚合和重塑,以从不同维度查看汇总信息。

# 假设我们想看每个城市和客户的订单总金额 pivot_table = pd.pivot_table(merged_df,                              values='Amount',                              index=['City', 'CustomerName'],                              aggfunc='sum') print("n数据透视表(总金额):") print(pivot_table)  # 也可以使用groupby进行类似操作 # grouped_data = merged_df.groupby(['City', 'CustomerName'])['Amount'].sum() # print("nGroupBy结果:") # print(grouped_data)
pivot_table

非常强大,

values

指定要聚合的列,

index

指定行索引,

columns

(可选)指定列索引,

aggfunc

指定聚合函数(如

sum

,

mean

,

等)。

groupby

也能实现类似功能,但在需要更复杂的多维度透视时,

pivot_table

更直观。

4. 缺失值处理:

Excel数据常常不完整,

pandas

提供了多种处理缺失值(NaN)的方法。

# 假设df_orders中Amount列有缺失值 df_orders_with_nan = df_orders.copy() df_orders_with_nan.loc[0, 'Amount'] = None # 模拟缺失值  print("n带有缺失值的原始数据:") print(df_orders_with_nan)  # 填充缺失值(例如用0填充) df_filled = df_orders_with_nan.fillna(0) print("n填充缺失值后的数据:") print(df_filled)  # 删除包含缺失值的行 df_dropped = df_orders_with_nan.dropna() print("n删除缺失值行后的数据:") print(df_dropped)
fillna()

可以填充任意值,

dropna()

可以删除包含缺失值的行或列。

这些操作只是冰山一角,

pandas

的API非常丰富,熟练掌握后,处理Excel数据的效率会有一个质的飞跃。

Python处理CSV/Excel时常见的错误与调试技巧有哪些?

在用Python处理CSV和Excel文件时,我遇到过不少让人头疼的问题,总结下来,主要集中在文件格式、编码、数据类型和文件锁定上。理解这些常见错误并掌握一些调试技巧,能让你少走很多弯路。

1. 编码错误(

UnicodeDecodeError

):

这是我个人遇到最多,也最让人抓狂的错误之一。尤其是在处理来自不同系统或软件导出的CSV文件时,编码不一致是家常便饭。

  • 错误现象:

    UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xxx in position y: invalid start byte
  • 原因:

    pandas.read_csv

    默认使用

    utf-8

    编码。如果你的CSV文件实际上是

    gbk

    latin-1

    或其他编码,就会报错。

  • 调试技巧:

    • 尝试指定编码: 最直接的方法是尝试不同的编码。

      encoding='gbk'

      encoding='latin-1'

      encoding='iso-8859-1'

      是我最常尝试的几个。

      try:     df = pd.read_csv('data.csv', encoding='utf-8') except UnicodeDecodeError:     print("UTF-8解码失败,尝试GBK...")     try:         df = pd.read_csv('data.csv', encoding='gbk')     except UnicodeDecodeError:         print("GBK解码失败,尝试Latin-1...")         df = pd.read_csv('data.csv', encoding='latin-1')
    • 使用

      chardet

      库检测编码: 如果实在不知道是什么编码,可以使用

      chardet

      库来猜测。

      import chardet  with open('data.csv', 'rb') as f:     raw_data = f.read(10000) # 读取文件开头一部分进行检测     result = chardet.detect(raw_data)     print(f"检测到的编码是: {result['encoding']}") # 然后用检测到的编码去读取 # df = pd.read_csv('data.csv', encoding=result['encoding'])

2. 文件未找到错误(

FileNotFoundError

):

这个错误很直接,但有时候也容易犯。

  • 错误现象:
    FileNotFoundError: [errno 2] No such file or Directory: 'your_file.csv'
  • 原因: 文件路径不正确,或者文件根本不存在。
  • 调试技巧:
    • 检查路径: 确保文件路径是绝对路径,或者相对于你的脚本的正确相对路径。
    • 使用
      os.path.exists()

      在读取文件前先检查文件是否存在。

      import os file_path = 'non_existent_file.csv' if not os.path.exists(file_path):     print(f"错误:文件 '{file_path}' 不存在。请检查路径。") else:     df = pd.read_csv(file_path)

3. 文件被占用错误(

PermissionError

IOError

):

当你尝试写入一个正在被其他程序(比如Excel本身)打开的文件时,就会遇到这个问题。

  • 错误现象:
    PermissionError: [Errno 13] Permission denied: 'output.xlsx'

    IOError: [Errno 13] Permission denied: 'output.csv'
  • 原因: 目标文件被其他程序锁定,Python无法对其进行写入操作。
  • 调试技巧:
    • 关闭文件: 确保你尝试写入的文件在任何其他程序中都是关闭的。这是最常见的原因。
    • 更改文件名: 如果你只是想保存结果,可以暂时将输出文件名改一下,避免冲突。
    • 等待或重试机制:自动化脚本中,有时可以实现一个简单的重试机制,等待几秒钟再尝试写入。

4. 数据类型推断错误:

pandas

在读取CSV时会尝试推断列的数据类型,但这并不总是准确的,尤其是在数据不规范或包含混合类型时。

  • 错误现象: 例如,一列数字中混入了一个文本值,
    pandas

    可能会将整列推断为

    object

    (字符串),导致后续数值计算失败。或者日期列被读成字符串。

  • 原因: 数据不干净,或者
    pandas

    的推断机制不够“智能”。

  • 调试技巧:
    • df.info()

      df.head()

      经常使用这两个方法来检查DataFrame的列名、数据类型和前几行数据,快速发现问题。

    • 指定
      dtype

      如果你知道某些列的正确数据类型,直接在

      read_csv

      read_excel

      时通过

      dtype

      参数指定。

      df = pd.read_csv('data.csv', dtype={'id': int, 'value': float, 'date_col': str}) # 对于日期,可以先读成字符串,再用pd.to_datetime()转换 df['date_col'] = pd.to_datetime(df['date_col'], errors='coerce') # errors='coerce'会将无法转换的日期设为NaT
    • na_values

      参数: 如果你的缺失值不是标准的空字符串,而是像

      'N/A'

      '-'

      这样的字符串,

      pandas

      可能不会识别。使用

      na_values

      参数可以告诉

      pandas

      哪些值应该被视为缺失值。

      df = pd.read_csv('data.csv', na_values=['N/A', '-'])

5. Excel特定问题:

  • openpyxl.utils.exceptions.InvalidFileException

    尝试用

    read_excel

    读取一个损坏的Excel文件,或者一个实际上是CSV但后缀名是

    .xlsx

    的文件。

  • 调试技巧: 确保文件真的是一个有效的Excel文件。有时需要手动打开文件检查一下。

总而言之,处理文件数据,耐心和细致是关键。当遇到问题时,不要急于修改代码,先用

print()

语句、

df.info()

df.head()

工具查看数据状态,一步步缩小问题范围,往往能事半功倍。



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