Python處理數據是很方便的，用來分析學生成績，生成成績報告還是方便的。其實只要認真找一本Python科學計算的書籍，認真學一遍就知道怎么辦了，但是系統學習成本太高，所以盡管網上免費的資源汗牛充棟，我還是要重復造輪子，也記錄自己學習的過程。

對于數據科學家或者專業的程序員來說，處理excel這種事其實非常小兒科，但是成績分析不在他們的業務范圍內，所以面向教務員、信息技術老師的python成績分析的教程相對比較少；學校里相當一部分辦公室人員、行政人員、教務員都是信息技術教師擔任的，很多數理老師學習編程能力也很強或者本身有編程基礎，而數理老師擔任班主任的挺多，也有成績分析的需求，從這部分老師的使用場景出發，來分析python處理成績應該怎么做，甚至擴展到辦公自動化的需求。

成績分析

實際上現在成績分析已經容易多了，裝備了智學網、全通等各種網絡閱卷系統的學校，如果是網上閱卷，很容易就能夠根據自己的需求得到需要的成績分析報告，平均分最高分，三線一律，分數段分析等等，除了數據還能夠給出豐富的圖表；也有的考試系統，雖然給出了洋洋灑灑數頁的分析報告，但是不能定制，不能提供學科老師關注的成績分析的點；至于這些成績分析，能否給出更加詳細的知識點掌握情況的反饋，這個不在本文討論之列，本文只討論每科最終得分；有的學校是由教務員或者信息技術老師用Excel或者成績分析軟件進行分析，但是多年的成績數據往往不能夠形成數據庫，相對來說比較分散。

能夠購買網上閱卷系統或者成績分析軟件的學校其實還是少數，大部分都是自己用Excel進行分析，如果是單個班級單個學科，用Excel進行成績分析并不復雜，但是如果涉及到任教的所有班級、整個年級甚至整個學校，用Excel進行成績分析的工作就會相當繁重，大大超過了學會python再來進行成績分析的工作量。所以無論是因為缺乏必要的軟件工具，還是用Excel太復雜又或者不能勝任，學習用python來進行成績分析和處理都是有必要的，無論是對于當前在校的老師還是還在學校的師范生。疫情當前，生活本來就很難，提高工作效率，會有更多的時間放空和養生，畢竟無論什么時候養生都是第一位呢。

當然用python來處理一個年級的成績，需要所有的成績表格式一致，不一致的話需要進行預處理也就是所謂的數據清洗，這樣寫程序會避免寫一些額外的代碼，畢竟大家都知道代碼其實并不智能，你要寫的很智能，就要增加非常度的開發量，但是這些開發量可以通過統一格式來避免；有的學校統計成績用釘釘的在線表格或者金山在線文檔，格式會一致，這樣就會方便很多；很多高大上的功能，在實際中并不是很重要，甚至我們不處理異常，更多的我們寫的是一次性的腳本或者程序，運行一次之后就“丟棄了”，當然了成績分析這種事，年年有，每個學期有，花費心思定制屬于自己的成績分析軟件是值得的，畢竟大部分老的教師職業生涯都要三四十年，從這個角度學習python，在現有軟件不能滿足需求，學校自己不足的情況下，開發自己的成績分析軟件，用的順手的軟件是很賺的。

事情做多了，手熟了，就會有自己的一套方法，把這套方法用程序表示出來，并漸漸的能夠兼容很多亂七八糟的情況，屬于自己的軟件就成了。從這個角度，我很佩服以前工作的學校的一個體育老師，自己從零開始學習，開發了青島市運動會管理系統，從這個角度，他比我厲害。

Python庫的選擇

其實用Python進行成績分析，Pandas無疑是最強大的，然后才是其他的Excel相關的第三方庫，比如xlrd&xlwt、openpyxl、xlxwriter等，但是情境的不同需要選擇的庫也不同。

xlrd&xlwt

xlrd的作用是讀取Excel文件，xlwt是修改Excel文件。不管悲催的是，想要既要讀取又修改&吸入Excel，還需要第三方庫的支持。相對來說修改并保存Excel的邏輯比較復雜，所以只有僅需讀取excel的時候，用xlrd。

openpyxl

這個庫不支持2003版本的excel，excel 2010之后的都是支持的，現在一般電腦自帶的excel版本都比較新，所以用這個庫不會遇到太多的兼容性問題；即便是偏遠地區，薄弱校，excel的版本大多是2007或者wps，實在不行，如果真的是excel2003，裝個wps也能解決問題。

openpyxl的API設計的比xlrd合理，跟我們日常使用excel的邏輯是一致的，讀取并寫入excel也很優雅流程，跟我們用excel打開文件，然后保存一樣簡單。甚至openpyxl還支持公式等操作，但是其實，我們只需要用到數據的讀取就好了。

如果是用xlrd&xlwt類似的庫來讀取寫入excel，進行成績分析，成績分析的算法需要自行實現，好比你買了一套工具比較少的工具箱，能夠滿足基本需求，但是高級的需求要自己實現，畢竟只有一把銼刀也可以造錘子，但是如果有機床肯定更加方便。但是如果是用pandas庫進行成績分析，那么就好比從傳統木工工具上升到了機床，直接數控開榫，效率大大提高。pandas求總分、平均分，六選三不同組合的分是很簡單的，幾乎跟用excel公式沒有差別，但是相對來說openpyxl稍微麻煩點，pandas處理數據是按照矢量來的，跟openpyxl是不同的。不過對于初學者pandas更加容易理解，就像小孩子在學習小烏龜編程，寧愿復制命令，也不會主動的用循環或者函數簡化代碼，要么不會，要么掌握的不夠熟練。

openpyxl的安裝

安裝非常簡單，只需要在python中的命令行提示符中

python -m pip install openpyxl

或者更簡單一點

pip install openpyxl

pandas

pandas無疑是強大的，坦白的講，我自己也不熟悉，當然這也是我寫文章的原因，記錄自己學習的過程，健身學習印象。

處理excel

文件的打開和關閉

其實，分析成績最常見的工作流就是：打開文件，編輯excl文件，保存文件。這個流程用excel來做舊比較簡單。

from openpyxl import load_workbook

# 打開excel文件
wb = load_workbook('iamhappy.xlsx')

# 選擇第1個工作表sheet
ws = wb.active 

# 修改A1單元格的值
ws['A1'] = '茍日新，日日新'

# 保存文件
wb.save('iamhappy.xlsx') 

首先從openpyxl庫中導入加載（打開）excel文件要用到的方法（工具）load_workbook，然后調用，相當于在excel通過打開菜單，打開文件；而wb.active其實就是選擇默認激活的工作表，在excel中默認激活的excel一般是第一個，當然你修改了就不是了，這個在處理excel的時候是需要注意的。

選擇工作簿中激活的工作表

注意我們平時說的excel文件術語是工作簿，也就是英文的worksheet，習慣性縮寫為wb；而工作表就是sheet，也就是worksheet這個詞，習慣性縮寫為ws；日常生活中一般很少用工作簿或者工作表，除非是寫書，一般說excel文件和sheet。**還需要注意的是，在excel打開的情況下，python程序無法操縱excel文件的，需要在文件關閉的狀態下進行。

文件的修改

打開關閉文件只是準備工作，對數據修改才是核心，也就是數據的插入、修改、刪除、復制、計算、格式等操作，我們慢慢講來。

在這里需要贅述下excel中的基本概念，單元格，單元格的值，單元格的行標和列標，以及單元格的格式，單元格值的修改；然后是行的概念，列的概念，表頭；然后是公式；這是一些基礎的概念，想要用python處理excel，就要知道在python的第三方庫xlrd、openpyxl以及pandas，這些操作是如何完成的，掌握了這些知識，就可以愉快的用python進行數據處理了。所以從這個角度來看，python處理數據其實很簡單的。

以前陪朋友去咨詢古箏課程，說學習古箏有兩種學習方法，一種是為了考級那就非常系統的學習，一種是老頭老太太，學會彈奏一兩首就行了，這兩種學習目的不同的人，教學方式也不同，就像有人看了陳情令，買了笛子就只想學會不羈是一樣的。

單元格值的讀取和修改

可以說無論是什么水平的excel使用者，大部分時間都花在了跟單元格打交道上，夸張點說，只要我們知道了如何讀取單元格，如何設置、修改單元格的值，我們就已經可以使用excel了，同樣可以用python處理excel了，因為無非是python讀取數據，編寫處理數據處理的程序，然后把處理的結果輸出到excel，所以學會處理excel的值是最重要的。

而openpyxl的API顯然是經過了非常良好的設計，可以方便的讀取工作簿（英文單詞是哪個？）中工作表中的單元格的值。

選中B4單元格

日常使用excel的時候，描述一個單元格，往往會說B4單元格，在excel中，行的序號是字母以及字母的組合，列的序號是阿拉伯數字。而openpyxl庫的作者利用python提供的一些魔術方法，使得我們在用這個庫訪問excel單元格的數據的時候，跟我們日常習慣相同。所以從語法上看ws["A1"]是在訪問字典ws中鍵為A1的元素，實際上，得益于魔術方法，訪問的是ws中第1列第1行的數據，ws在openpyxl中，可以看做是一個具有二維數組特性的類，當然擴展了很多屬性，這種實現是很妙的，得益于python良好的語言架構，如果你讀過《流暢的Python》這本書就更能領會優雅精妙之處了，由于python提供的魔術方法，我們可以像操作python自帶的數據結構一樣操作自定義的類，比如這個中括號運算，真的是非常的方便了。

既然知道了怎么修改了，其實讀取值也是一樣的，還是ws["A1"].value或者ws["B4"].value，如果想要輸出單元格的值，只要

from openpyxl import load_workbook

# 打開excel文件
wb = load_workbook('iamhappy.xlsx')

# 選擇第1個工作表sheet
ws = wb.active 

# # 修改A1單元格的值
# ws['A1'] = '茍日新，日日新'

# 讀取單元格的值
print(ws["A1"].value)
# 保存文件
wb.save('iamhappy.xlsx') 

小結

所以到這里，我們已經理解了如何打開、保存excel，讀取和修改單元格的值，這就可以用excel處理需求了，可以這是用python處理excel數據需要學習的最簡單的技巧了。寫這些一方面是想學習，一方面也是打發時間，還有一些說不清道不明的原因，反正就是寫點總比不寫好。雖然我打算寫的是針對學校場景中的信息技術老師、教務員以及想用python分析成績的學科老師的內容，但是其他應用場景下的無產階級兄弟們也是可以學習借鑒，只不過力求通俗（懶）所以寫的很是臃腫啰嗦，近乎于培訓講座的逐字稿。

練習

你可以試著安裝下openpyxl庫，然后用openpyxl打開（這里不用讀取用打開其實是為了與日常使用excel的體驗一致）一個已有的excel文件，

• 讀取單元格的數據，用print函數打印出來，顯示在命令行中；
• 修改excel中某個單元格的值
• 打開一個成績表，求幾個學生的總分，當然所有學生的總分需要用到循環