办公自动化与图像处理

NOTE
本文对应仓库 Day24~29：用 Python 处理 Office 文档（Excel/Word/PPT）、PDF、图像，以及发送邮件短信。这是 Python “胶水语言” 优势最直观的体现——把重复的办公工作自动化。

常用库一览#

任务	库	安装
Excel (.xlsx)	openpyxl	`pip install openpyxl`
Word (.docx)	python-docx	`pip install python-docx`
PPT (.pptx)	python-pptx	`pip install python-pptx`
PDF	PyPDF / pdfplumber	`pip install pypdf`
图像	Pillow	`pip install Pillow`
邮件	smtplib（标准库）	内置

一、Excel 处理（openpyxl）#

读 Excel#

1
from openpyxl import load_workbook
2

3
wb = load_workbook("data.xlsx")           # 加载工作簿
4
ws = wb.active                            # 当前活动工作表
5
# ws = wb["Sheet1"]                        # 或按名字取
6

7
# 读单元格（两种定位方式）
8
print(ws["A1"].value)                     # 坐标方式
9
print(ws.cell(row=1, column=1).value)     # 行列方式（1-based）
10

11
# 遍历所有行
12
for row in ws.iter_rows(values_only=True):
13
    print(row)                            # 每行是一个元组
14

15
# 维度信息
16
print(ws.max_row, ws.max_column)          # 最大行/列

写 Excel#

1
from openpyxl import Workbook
2

3
wb = Workbook()                # 新建工作簿
4
ws = wb.active
5
ws.title = "成绩单"
6

7
# 写表头
8
ws.append(["姓名", "语文", "数学", "总分"])
9

10
# 写数据行
11
data = [["Ethan", 90, 95], ["Tom", 85, 88]]
12
for row in data:
13
    ws.append(row + [row[1] + row[2]])    # 追加总分
14

15
# 直接写单元格
16
ws["A1"] = "姓名"
17
ws.cell(row=2, column=2, value=90)
18

19
# 用公式
20
ws["D2"] = "=B2+C2"
21

22
wb.save("output.xlsx")         # 保存

调整样式#

1
from openpyxl.styles import Font, Alignment, PatternFill, Border, Side
2

3
cell = ws["A1"]
4
cell.font = Font(name="Arial", size=14, bold=True, color="FF0000")
5
cell.alignment = Alignment(horizontal="center", vertical="center")
6
cell.fill = PatternFill(start_color="FFFF00", end_color="FFFF00", fill_type="solid")
7

8
# 边框
9
thin = Side(border_style="thin", color="000000")
10
cell.border = Border(left=thin, right=thin, top=thin, bottom=thin)
11

12
# 列宽 / 行高
13
ws.column_dimensions["A"].width = 20
14
ws.row_dimensions[1].height = 30
15

16
# 合并单元格
17
ws.merge_cells("A1:D1")

生成统计图表#

1
from openpyxl.chart import BarChart, LineChart, PieChart, Reference
2

3
# 柱状图
4
chart = BarChart()
5
chart.title = "成绩对比"
6
chart.x_axis.title = "姓名"
7
chart.y_axis.title = "分数"
8

9
# 数据范围（min_col, min_row, max_col, max_row）
10
data = Reference(ws, min_col=2, min_row=1, max_col=3, max_row=3)
11
cats = Reference(ws, min_col=1, min_row=2, max_row=3)
12
chart.add_data(data, titles_from_data=True)
13
chart.set_categories(cats)
14

15
ws.add_chart(chart, "F2")       # 图表锚定到 F2 单元格
16
wb.save("chart.xlsx")

二、Word 文档（python-docx）#

1
from docx import Document
2
from docx.shared import Pt, RGBColor
3
from docx.enum.text import WD_ALIGN_PARAGRAPH
4

5
# 创建文档
6
doc = Document()
7

8
# 添加标题（0-9 级）
9
doc.add_heading("项目报告", level=0)
10
doc.add_heading("一、概述", level=1)
11

12
# 添加段落
13
p = doc.add_paragraph("这是正文内容。")
14
p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER    # 居中
15

16
# 设置文字样式（run 是段落中格式统一的一段文字）
17
run = p.add_run("加粗红字")
18
run.bold = True
19
run.font.size = Pt(14)
20
run.font.color.rgb = RGBColor(0xFF, 0x00, 0x00)
21

22
# 添加列表
23
doc.add_paragraph("第一项", style="List Bullet")
24
doc.add_paragraph("第二项", style="List Number")
25

26
# 添加表格
27
table = doc.add_table(rows=2, cols=3)
28
table.style = "Table Grid"
29
table.rows[0].cells[0].text = "姓名"
30
table.rows[1].cells[0].text = "Ethan"
31

32
# 添加图片
33
doc.add_picture("logo.png")
34

35
doc.save("report.docx")
36

37
# 读取已有文档
38
doc = Document("report.docx")
39
for para in doc.paragraphs:
40
    print(para.text)

三、PPT 演示文稿（python-pptx）#

1
from pptx import Presentation
2
from pptx.util import Inches, Pt
3

4
prs = Presentation()
5

6
# 用版式添加幻灯片（0=标题页，1=标题+内容，5=纯标题，6=空白）
7
slide_layout = prs.slide_layouts[1]
8
slide = prs.slides.add_slide(slide_layout)
9

10
# 设置标题和正文
11
slide.shapes.title.text = "Python 办公自动化"
12
slide.placeholders[1].text = "用代码解放双手"
13

14
# 添加文本框
15
from pptx.util import Inches
16
left, top = Inches(1), Inches(3)
17
txbox = slide.shapes.add_textbox(left, top, Inches(8), Inches(1))
18
txbox.text_frame.text = "这是自定义文本框"
19

20
# 添加图片
21
slide.shapes.add_picture("chart.png", Inches(1), Inches(4))
22

23
prs.save("presentation.pptx")

四、PDF 处理#

提取文本#

1
# 方式1：pypdf
2
from pypdf import PdfReader
3

4
reader = PdfReader("doc.pdf")
5
print(f"共 {len(reader.pages)} 页")
6
for page in reader.pages:
7
    text = page.extract_text()
8
    print(text)
9

10
# 方式2：pdfplumber（表格提取更强）
11
import pdfplumber
12
with pdfplumber.open("doc.pdf") as pdf:
13
    for page in pdf.pages:
14
        print(page.extract_text())
15
        for table in page.extract_tables():   # 提取表格
16
            print(table)

合并、拆分、旋转#

1
from pypdf import PdfReader, PdfWriter
2

3
# 合并多个 PDF
4
writer = PdfWriter()
5
for filename in ["a.pdf", "b.pdf"]:
6
    reader = PdfReader(filename)
7
    for page in reader.pages:
8
        writer.add_page(page)
9
with open("merged.pdf", "wb") as f:
10
    writer.write(f)
11

12
# 拆分（每页存一个文件）
13
reader = PdfReader("doc.pdf")
14
for i, page in enumerate(reader.pages):
15
    w = PdfWriter()
16
    w.add_page(page)
17
    with open(f"page_{i}.pdf", "wb") as f:
18
        w.write(f)
19

20
# 旋转页面
21
reader = PdfReader("doc.pdf")
22
writer = PdfWriter()
23
for page in reader.pages:
24
    page.rotate(90)          # 顺时针旋转 90 度
25
    writer.add_page(page)

加密与加水印#

1
from pypdf import PdfReader, PdfWriter
2

3
# 加密 PDF
4
writer = PdfWriter()
5
reader = PdfReader("doc.pdf")
6
for page in reader.pages:
7
    writer.add_page(page)
8
writer.encrypt("password123")     # 设置密码
9
with open("encrypted.pdf", "wb") as f:
10
    writer.write(f)
11

12
# 批量加水印（把水印 PDF 叠加到每页）
13
watermark = PdfReader("watermark.pdf").pages[0]
14
writer = PdfWriter()
15
for page in PdfReader("doc.pdf").pages:
16
    page.merge_page(watermark)     # 叠加水印
17
    writer.add_page(page)
18
with open("watermarked.pdf", "wb") as f:
19
    writer.write(f)

从 HTML/文本创建 PDF#

1
# reportlab（可生成带中文的 PDF，需注册中文字体）
2
from reportlab.pdfgen import canvas
3
from reportlab.pdfbase import pdfmetrics
4
from reportlab.pdfbase.ttfonts import TTFont
5

6
pdfmetrics.registerFont(TTFont("SimHei", "simhei.ttf"))   # 注册中文字体
7
c = canvas.Canvas("created.pdf")
8
c.setFont("SimHei", 16)
9
c.drawString(100, 750, "你好，PDF！")
10
c.save()

五、图像处理（Pillow）#

1
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont, ImageFilter
2

3
# 打开图像
4
img = Image.open("photo.jpg")
5
print(img.size, img.mode)        # (宽,高) 模式(RGB/RGBA/L)
6

7
# 基本操作
8
img.resize((400, 300))           # 缩放
9
img.rotate(90)                   # 旋转
10
img.crop((100, 100, 400, 400))   # 裁剪 (left, upper, right, lower)
11
img.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)   # 水平翻转
12
img.convert("L")                 # 转灰度
13
img.thumbnail((200, 200))        # 生成缩略图（保持比例）
14

15
# 滤镜
16
img.filter(ImageFilter.BLUR)             # 模糊
17
img.filter(ImageFilter.CONTOUR)          # 轮廓
18
img.filter(ImageFilter.SHARPEN)          # 锐化
19

20
# 保存
21
img.save("output.png")           # 靠扩展名决定格式（可 jpg→png）
22
img.save("quality.jpg", quality=85)   # JPEG 质量

绘图与添加水印#

1
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
2

3
img = Image.open("photo.jpg").convert("RGBA")
4
draw = ImageDraw.Draw(img)
5

6
# 画图形
7
draw.line([(0, 0), (200, 200)], fill="red", width=3)
8
draw.rectangle([50, 50, 150, 150], outline="blue", width=2)
9
draw.ellipse([200, 50, 300, 150], fill="green")
10

11
# 写文字（含中文需指定字体）
12
font = ImageFont.truetype("arial.ttf", 36)
13
draw.text((10, 10), "Hello", fill="white", font=font)
14

15
# 图片水印（把 logo 半透明叠加）
16
logo = Image.open("logo.png").convert("RGBA")
17
logo.putalpha(128)               # 设置透明度 0-255
18
img.paste(logo, (10, 10), logo)  # 第三个参数是 mask
19

20
img.save("watermarked.png")

六、发送邮件和短信#

发送电子邮件（smtplib）#

1
import smtplib
2
from email.mime.text import MIMEText
3
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
4
from email.header import Header
5

6
# 1. 构造邮件内容
7
msg = MIMEMultipart()
8
msg["From"] = "sender@qq.com"
9
msg["To"] = "receiver@example.com"
10
msg["Subject"] = Header("测试邮件", "utf-8")
11

12
# 正文（HTML 格式）
13
body = "<h1>标题</h1><p>这是一封 <b>HTML</b> 邮件</p>"
14
msg.attach(MIMEText(body, "html", "utf-8"))
15

16
# 添加附件
17
with open("report.pdf", "rb") as f:
18
    attachment = MIMEText(f.read(), "base64", "utf-8")
19
    attachment["Content-Type"] = "application/octet-stream"
20
    attachment["Content-Disposition"] = 'attachment; filename="report.pdf"'
21
    msg.attach(attachment)
22

23
# 2. 通过 SMTP 发送（以 QQ 邮箱为例，用授权码而非登录密码）
24
try:
25
    server = smtplib.SMTP_SSL("smtp.qq.com", 465)   # SSL 端口 465
26
    server.login("sender@qq.com", "授权码")
27
    server.sendmail("sender@qq.com", ["receiver@example.com"], msg.as_string())
28
    server.quit()
29
    print("发送成功")
30
except smtplib.SMTPException as e:
31
    print(f"发送失败：{e}")

WARNING
邮箱登录用的是 SMTP 授权码（在邮箱设置里开启 SMTP 服务后获取），不是网页登录密码。授权码属于敏感信息，务必放环境变量或配置文件，不要硬编码进代码或提交到 Git。

发送短信#

1
# 短信需要第三方服务商（阿里云、腾讯云等），这里以阿里云 SDK 为例
2
from alibabacloud_dysmsapi20170525.client import Client
3
from alibabacloud_dysmsapi20170525 import models
4
from alibabacloud_tea_openapi import models as open_api_models
5

6
def send_sms(phone, code):
7
    config = open_api_models.Config(
8
        access_key_id="你的AK",
9
        access_key_secret="你的SK",
10
    )
11
    config.endpoint = "dysmsapi.aliyuncs.com"
12
    client = Client(config)
13
    request = models.SendSmsRequest(
14
        phone_numbers=phone,
15
        sign_name="你的签名",
16
        template_code="SMS_xxx",
17
        template_param=f'{{"code":"{code}"}}',
18
    )
19
    response = client.send_sms(request)
20
    return response.body.code == "OK"
21

22
# 调用
23
send_sms("13800138000", "123456")

常见问题 Q&A#

Q1：处理旧的 .xls（Excel 97-2003）用什么？ A：openpyxl 只支持 .xlsx。老的 .xls 用 xlrd（读）和 xlwt（写）。现在基本都用 .xlsx 了。

Q2：Excel 里写的公式，openpyxl 能算出结果吗？ A：不能。openpyxl 只写入公式字符串（如 "=B2+C2"），不会计算。需要计算结果得用 Excel/WPS 打开触发计算，或用 formulas 库，或干脆用 Python 算好再写入值。

Q3：中文 PDF 提取出来是乱码或空白？ A：pypdf 对某些 PDF（尤其扫描件、特殊编码）支持有限。表格和复杂版式推荐用 pdfplumber；扫描件（图片型 PDF）需要先 OCR（如 pytesseract）。

Q4：Pillow 处理中文文字显示方块？ A：默认字体不含中文。必须用 ImageFont.truetype("中文字体.ttf", size) 指定一个中文字体文件（如 simhei.ttf、msyh.ttf）。

Q5：这些库需要装 Office 吗？ A：不需要。openpyxl/python-docx/python-pptx 都是纯 Python 操作文件，跨平台，服务器上没装 Office 也能跑，这也是自动化批处理的优势。

Q6：发邮件端口怎么选？ A：465 用 SSL（SMTP_SSL），587 用 STARTTLS（SMTP + starttls()），25 常被运营商封禁。推荐 465 SSL。

复习卡片#

TIP
办公自动化速记

Excel：load_workbook 读 / Workbook 写，ws.append() 加行，iter_rows 遍历，openpyxl.chart 画图

Word：Document()，add_heading/add_paragraph/add_table/add_picture，run 控样式

PPT：Presentation()，slide_layouts 选版式，shapes.title / placeholders 填内容

PDF：pypdf 合并拆分旋转加密，pdfplumber 提文本表格，水印用 merge_page

图像：Image.open，resize/rotate/crop/thumbnail/filter，ImageDraw 绘图，putalpha 调透明度

邮件：smtplib + MIMEMultipart，用 SMTP 授权码，465 端口走 SSL

安全：授权码/AK-SK 放环境变量，绝不硬编码进 Git

通用优势：纯 Python 操作，无需装 Office，跨平台可批处理

TIP
下一篇：正则表达式与 Linux 将讲解正则表达式的语法规则和在 Python 中的应用（输入验证、内容提取、替换、拆分），以及 Linux 操作系统的基础命令、文件系统和 Shell 编程。
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