经常要捣鼓excel的小伙伴们，你们有福了，今天就来介绍下pandas这个强大、开源的数据分析处理工具，直接以“例”服人，没有多余废话，直接就能上手开干。也希望本文能够起到抛砖引玉的作用，让被excel表格处理缠身的你从此着迷pandas，掌握pandas大法可以从此让你高效工作，“人生苦短，我用pandas”。

安装pandas

本文的示例基于python3.12版本，首选需要安装pandas依赖库，还需要安装openpyxl以提供excel文件的支持，另外示例中还会展示简单的图表，这里使用的是plotly库，它可以生成交互式的图表。运行如下pip命令可以同时安装这三个依赖库。
pip install pandas openpyxl plotly

另外，强烈推荐使用jupyter notebook来运行文中的示例，如果你使用的是visual code编辑器也可以搜索安装jupyter插件直接在编辑器中开启jupyter，jupyter提供了一种交互式的方式来运行python代码，比如你需要读取一个非常大的excel文件，使用jupyter就只需读取一次，后续的代码就可以直接使用读取的数据而不必再次读取，而直接使用python代码方式运行就没有这个便利。如果你不清楚如何安装使用jupyter，建议网上搜索相关指导。

读取excel文件

首先需要说明pandas支持的远不止excel这一个类型，它可以读取和写入下图所示的多种类型的数据格式，这里重点以excel为例进行讲解。

pandas处理的数据类型主要是表格型数据，也就是包含行和列的二维数据，在pandas中称为DataFrame类型。

通过调用pandas的read_excel方法可以方便地读取excel文件的数据，并返回DataFrame数据类型，传入的参数为excel的文件路径

# 导入pandas模块，简写为pd
import pandas as pd

df = pd.read_excel('./data001.xlsx')
df

读取当前目录下的excel文件并显示表格数据，这里展示了jupyter文件的后缀和相关文件目录结构，后面将主要展示代码和数据部分。

接下来，我们就通过一个个具体的示例来演示pandas的具体使用。

数据的清洗与过滤

在工作中，很多时候你要处理的excel数据可能是来自他人提供的，或者通过各种渠道收集来的，出现数据字段缺失或错误是很常见的，规范整理这些数据需要花费大量的时间。pandas在数据清洗和过滤方面可谓得心应手，这里构造一份简单的人员信息的表格，其中有不少字段是空值。

通过pandas读取此excel信息并显示其中的数据，其中空值部分显示为NaN，表示为缺失数据。

dropna方法可以丢弃为空的数据，仅保留无缺失的记录

fillna方法可以为缺失数据提供默认值，比如这些员工信息只是漏填了某些字段，如果直接移除可能影响统计总数

isna方法可以检测某个单元格是否为空值，使用它可以方便地筛选出指定列缺失的数据，以及反数据

还可以指定其他的筛选条件，比如按照年龄大小

数据的分组与聚合

通过数据的清洗和过滤处理之后，就需要对数据进行统计分析和呈现了，重新构造一份学生成绩信息的excel表格数据来进行相关的演示。

结合groupby和count方法，按照姓名进行分组可以统计学生考试课程的数目，count对课程进行计数

结合groupby和mean方法，按照课程进行分组可以统计每门课程的平均分，mean对成绩一列求平均值

这里使用此数据绘制一个饼图来呈现课程平均分的占比，演示如何使用plotly绘制饼图

提示：使用plotly绘图如果遇到下面的报错信息，执行pip install nbformat，然后重启内核后重试

ValueError: Mime type rendering requires nbformat>=4.2.0 but it is not installed

结合groupby和sum方法，按照姓名进行分组可以统计学生的总分数，sum对成绩一列求和

这里使用此数据绘制一个直方图来呈现学生总分并降序排列，演示如何使用plotly绘制直方图

数据的合并

在数据的过滤和清洗示例中，我们给出了excel文件中瑕疵数据的各种处理手段，还可能存在一份完整的原始数据需要从很多表格中汇总的情况。再次构造两个包含员工的信息excel文件，仔细观察会发现两个表格中姓名和名字是相同的意思，其中一个表格还多了身高这一列，也就是说这两个表格数据并不完全一致，如果这样的表非常多，合并起来岂不是头大，说不定会边干活边爆粗口。

pandas可以轻松搞定这项工作，这里仅以两个表格为例进行演示，首先读取每个表格的数据，至于包含很多表格的情况，只需要使用循环读取即可。

接下来，首先需要做的就是把姓名和名字这两个字段名称统一，将名字改为姓名，然后使用pd.concat就可以把所有读取到的excel数据的列表进行合并了。合并结果如下，不包含身高信息的员工身高一列被填充为空，还需要强调的是合并的表格列名顺序不必一致，只要相同名称就可以正确合并，这就是pandas的强大之处。

输出excel文件

数据分析完了还需要把分析好的结果输出为excel文件，to_excel方法可以将DataFrame数据写入到excel文件中，传入参数为excel文件的路径。

比如前面得到的学生总分信息的数据可以直接写入excel文件

打开excel文件显示结果如下

参考文献

[1] https://pandas.pydata.org/
[2] https://plotly.com/python/
[3] 《利用Python进行数据分析 第2版》Wes McKinney著