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Python升级后openpyxl图表不显示?教你完美解决

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Python 版本升级后,openpyxl 生成的图表不显示了?教你搞定!

不少朋友可能遇到过这样的怪事:用 Python 3.7 配合 openpyxl 生成带图表的 Excel 文件,一切正常,图表漂漂亮亮。可一旦把 Python 升级到 3.8 或更高版本(比如 3.10, 3.11, 甚至 3.13),同样的代码生成的 Excel 文件里,图表就“翻车”了——要么显示不全,要么样式错乱,甚至干脆一片空白。

就像下面这样:

  • Python 3.7 + openpyxl 生成的正常图表:
    正常图表示例
  • Python 3.8+ + openpyxl 生成的异常图表:
    异常图表示例

这到底是咋回事呢?

问题根源探究

有朋友经过一番搜索和尝试,发现了一个有趣的线索。问题的关键似乎藏在生成的 .xlsx 文件内部的一个叫做 app.xml 的文件里。

.xlsx 文件本质上是一个 ZIP 压缩包。解压后,可以在 docProps 目录下找到 app.xml。对比 Python 3.7 和更高版本生成的 app.xml,会发现一个差异:

  • 高版本 Python + openpyxl 生成的 app.xml 文件里,<Application> 标签的内容是 "Compatible / Openpyxl"。
  • 而 Python 3.7 + openpyxl 生成的文件里,这个标签的内容可能只是 "Microsoft Excel" 或其他,但没有 "Compatible / Openpyxl" 这部分。

app.xml 文件对比

神奇的是,如果手动修改高版本生成的 .xlsx 文件(先改成 .zip 后缀,解压,编辑 docProps/app.xml,去掉 "Compatible / Openpyxl" 字样,再压缩回去,改回 .xlsx 后缀),图表竟然又能正常显示了!

这说明,"Compatible / Openpyxl" 这个标记似乎在高版本 Python 环境下,以某种方式干扰了 Excel 或其他兼容软件(如 WPS Office, LibreOffice)对图表的正确渲染。具体原因可能是:

  1. 标记误导: 这个标记可能暗示 Excel 使用某种兼容模式来打开文件,而这种模式恰好与 openpyxl 新版本生成的图表定义方式不兼容。
  2. 库版本与标记: openpyxl 库本身在更新过程中,可能改变了生成图表对象所依赖的底层 XML 结构或命名空间。同时,它又添加了 "Compatible / Openpyxl" 标记。这两者的组合在高版本 Python 环境下(可能影响了某些依赖库的行为)导致了渲染问题。
  3. Excel 渲染差异: 不同版本的 Excel 或其他电子表格软件对这个标记的解释和处理可能存在差异。

虽然根本原因错综复杂,涉及库、Python 环境、Excel 自身等多方面,但现象很明确:app.xml 里的 "Compatible / Openpyxl" 标记在高版本 Python + openpyxl 场景下是个麻烦制造者。

既然知道了问题所在,怎么解决呢?手动改文件肯定不现实,尤其是在需要自动化生成大量报表的场景。

解决方案

下面提供几种可行的方案,从简单尝试到彻底解决。

方案一:尝试更新或固定 openpyxl 版本

软件开发中,遇到问题先试试更新或回退库版本,总没错。

  • 原理: openpyxl 的不同版本在生成文件结构、标记处理上可能存在差异。新版本可能修复了旧版的问题,或者旧版本没有引入导致问题的改动。

  • 操作:

    1. 尝试最新稳定版:
      pip install --upgrade openpyxl
      
      运行代码,看看问题是否解决。有时候,最新的版本可能已经注意到了这个问题并进行了修复。
    2. 尝试特定旧版本: 如果最新版不行,可以试试回退到 Python 3.7 环境下工作正常的那个版本,或者它之后的一些稳定版本。
      首先,找到你之前能正常工作的 openpyxl 版本(如果在旧环境里 pip freeze 查看)。
      然后安装指定版本,例如:
      pip install openpyxl==3.0.9
      
      (请将 3.0.9 替换为你测试有效的版本号)
      多尝试几个版本,看哪个版本能在你的高版本 Python 环境下正常工作。
  • 评价: 这是最简单直接的方法,如果能行,省时省力。但不保证一定有效,因为问题可能涉及 Python 版本和 openpyxl 版本的复杂交互。

方案二:程序化修改 app.xml

既然手动修改 app.xml 有效,那我们就用代码来自动化这个过程。这需要我们在 openpyxl 保存文件 之后,对生成的 .xlsx 文件进行二次处理。

  • 原理: 利用 Python 的 zipfile 模块像处理 ZIP 压缩包一样读写 .xlsx 文件,找到 docProps/app.xml,用 XML 解析库(如 xml.etree.ElementTree)修改其内容,然后重新打包。

  • 操作步骤与代码示例:

    import zipfile
    import xml.etree.ElementTree as ET
    import os
    import shutil
    from io import BytesIO
    
    def fix_openpyxl_chart_issue(xlsx_filepath):
        """
        处理 openpyxl 在高版本 Python 下生成的图表显示问题。
        通过修改 xlsx 文件内的 app.xml,移除 'Compatible / Openpyxl' 标记。
    
        :param xlsx_filepath: 需要修复的 xlsx 文件路径
        """
        print(f"开始处理文件: {xlsx_filepath}")
        temp_zip_filepath = xlsx_filepath + ".tmp.zip" # 临时文件
    
        try:
            # 1. 将原始 xlsx 复制为一个临时的 zip 文件,避免直接操作原文件
            shutil.copyfile(xlsx_filepath, temp_zip_filepath)
    
            # 用于存储修改后的文件内容
            output_buffer = BytesIO()
    
            # 2. 打开临时 zip 文件进行读写
            with zipfile.ZipFile(temp_zip_filepath, 'r') as zin:
                with zipfile.ZipFile(output_buffer, 'w', zipfile.ZIP_DEFLATED) as zout:
                    # 遍历 zip 包里的所有文件
                    for item in zin.infolist():
                        content = zin.read(item.filename)
    
                        # 3. 找到 app.xml 并修改
                        if item.filename == 'docProps/app.xml':
                            print("找到 docProps/app.xml,进行修改...")
                            # 使用 ElementTree 解析 XML 内容
                            try:
                                tree = ET.fromstring(content)
                                # 查找 Application 标签 (通常在 Properties 命名空间下)
                                # 注意:XML 可能有命名空间,需要正确处理
                                namespaces = {'vt': 'http://schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/docPropsVTypes'} # 根据实际XML结构调整
                                # 通用方式查找 Application 标签,不假设命名空间前缀
                                app_tag = None
                                for elem in tree.iter():
                                     # ElementTree 的 tag 属性会包含命名空间 {uri}tagname
                                     if elem.tag.endswith('Application'):
                                          app_tag = elem
                                          break
    
                                if app_tag is not None and app_tag.text and 'Compatible / Openpyxl' in app_tag.text:
                                     print(f"原始 Application 标签内容: {app_tag.text}")
                                     # 移除 'Compatible / Openpyxl' 部分,保留其他可能的内容 (虽然通常只有这个)
                                     # 更安全的做法是直接设置为空或目标值,如 "Microsoft Excel"
                                     # 这里选择置空文本内容,根据观察,这通常能解决问题
                                     app_tag.text = app_tag.text.replace('Compatible / Openpyxl', '').strip()
                                     # 或者直接设置为 'Microsoft Excel' (需要测试兼容性)
                                     # app_tag.text = "Microsoft Excel"
                                     print(f"修改后 Application 标签内容: {app_tag.text if app_tag.text else '空'}")
    
                                     # 将修改后的 XML 转换回字节流
                                     # 必须显式指定 XML 声明和编码,与原始文件保持一致
                                     modified_content = ET.tostring(tree, encoding='UTF-8', xml_declaration=True)
                                     content = modified_content # 使用修改后的内容
                                else:
                                     print("Application 标签未找到或内容无需修改。")
    
                            except ET.ParseError as e:
                                print(f"解析 app.xml 出错: {e},跳过修改此文件。")
                                # 出错则保留原始 content 不变
    
                        # 4. 将文件(无论是原始的还是修改过的)写入新的 zip 输出流
                        zout.writestr(item, content)
    
            # 5. 用修改后的内容覆盖原始文件
            with open(xlsx_filepath, 'wb') as f:
                f.write(output_buffer.getvalue())
    
            print(f"文件处理完成: {xlsx_filepath}")
    
        except Exception as e:
            print(f"处理文件 {xlsx_filepath} 时发生错误: {e}")
        finally:
            # 6. 清理临时文件
            if os.path.exists(temp_zip_filepath):
                os.remove(temp_zip_filepath)
                print(f"临时文件已删除: {temp_zip_filepath}")
    
    # --- 使用示例 ---
    # 假设你已经用 openpyxl 生成了文件 'report.xlsx'
    # workbook.save('report.xlsx')
    
    # 在保存后调用修复函数
    # fix_openpyxl_chart_issue('report.xlsx')
    
    # 你的 openpyxl 图表生成代码...
    # from openpyxl import Workbook
    # from openpyxl.chart import BarChart, Reference
    # 
    # wb = Workbook()
    # ws = wb.active
    # 
    # data = [
    #     ['类别', '系列1', '系列2'],
    #     ['A', 10, 30],
    #     ['B', 40, 60],
    #     ['C', 50, 70],
    #     ['D', 20, 10],
    # ]
    # for row in data:
    #     ws.append(row)
    # 
    # chart = BarChart()
    # chart.title = "示例图表"
    # chart.style = 10
    # 
    # values = Reference(ws, min_col=2, min_row=1, max_col=3, max_row=5)
    # cats = Reference(ws, min_col=1, min_row=2, max_row=5)
    # chart.add_data(values, titles_from_data=True)
    # chart.set_categories(cats)
    # ws.add_chart(chart, "E5")
    # 
    # file_path = 'test_chart_py_high.xlsx'
    # wb.save(file_path)
    # 
    # print(f"原始文件已保存: {file_path}")
    # 
    # # 调用修复函数
    # fix_openpyxl_chart_issue(file_path)
    
    
  • 代码解释:

    • 函数 fix_openpyxl_chart_issue 接收 .xlsx 文件路径作为参数。
    • 使用 shutil.copyfile 创建一个临时文件操作,更安全。
    • 使用 zipfile 模块以读模式打开临时文件 (zin),同时以写模式打开一个内存中的 BytesIO 对象 (zout) 用于构建新的 ZIP 包。
    • 遍历原 ZIP 包中的每一项 (item)。
    • 读取每一项的内容 (content)。
    • 判断文件名是否为 docProps/app.xml。如果是,则:
      • 使用 xml.etree.ElementTree.fromstring 解析 XML 内容。
      • 查找 <Application> 标签。这里需要注意 XML 命名空间(namespace),代码中尝试用一种通用方式查找。
      • 如果找到且其文本包含 "Compatible / Openpyxl",则修改其文本内容(这里是清空或移除该特定字符串)。
      • 使用 ET.tostring 将修改后的 Element 对象转换回带 XML 声明的 UTF-8 字节流。
      • 用修改后的内容替换原始 content
    • content(可能是原始的,也可能是修改过的 app.xml)通过 zout.writestr(item, content) 写入新的 ZIP 结构中。item 参数保留了原始的文件信息(如文件名、压缩方式等)。
    • 循环结束后,output_buffer 中就包含了修改后的整个 .xlsx 文件内容。
    • 最后,将 output_buffer 中的内容写回原始文件路径,完成覆盖。
    • 添加了 try...except...finally 结构来处理潜在错误并确保临时文件被删除。
  • 进阶与安全建议:

    • 健壮性: 上面的代码做了基本的错误处理,但在生产环境中,你可能需要更细致的错误处理,比如对 XML 解析失败、文件读写权限问题等进行捕获和记录。
    • XML 命名空间: app.xml 的确切结构和命名空间可能随 Office 版本或 openpyxl 版本变化。代码中对命名空间的处理可能需要根据实际 app.xml 文件调整。可以先解压一个文件出来看看 app.xml 的具体内容,尤其是根元素的 xmlns 定义。
    • 性能: 对于非常大的 Excel 文件,频繁的解压和压缩可能有效率问题。如果性能是瓶颈,可能需要寻找更底层的库或者不同的策略。
    • 备份: 在自动化流程中加入这一步前,务必充分测试,并考虑对原始文件做备份,以防修改过程出错导致文件损坏。
  • 评价: 这是目前看来最可靠且能集成到自动化流程中的方法。虽然代码稍微复杂一点,但一劳永逸地解决了问题,无需关心 openpyxl 或 Python 的具体版本组合。

方案三:检查图表创建代码本身

虽然问题看起来和版本关系很大,但也不能完全排除图表创建代码写法的细微差别导致的可能性。

  • 原理: openpyxl 的 API 在不同版本间可能有微小变化或默认值调整。某些在高版本下不再推荐或行为有变的用法,可能导致图表定义不正确。

  • 操作:

    • 仔细对照你使用的 openpyxl 版本的官方文档,检查你的图表创建代码。特别是关于数据系列 (Reference)、类别轴 (set_categories)、图表类型 (BarChart, LineChart 等)、样式 (chart.style)、布局 (chart.layout) 等相关的设置。
    • 尝试简化图表创建代码,只保留最基本的数据和设置,看是否能正常显示。如果可以,再逐步添加其他配置,找出是哪个具体设置导致了问题。
  • 评价: 作为辅助排查手段。如果前两种方法都没用,或者你怀疑自己的代码用法比较特殊,可以检查一下。但根据问题,版本依赖性是主要矛盾。

总结思考

openpyxl 在高版本 Python 下生成图表显示异常的问题,根源很可能在于 app.xml 文件中添加的 "Compatible / Openpyxl" 标记与 Excel 或其他软件的渲染机制发生了冲突。

最直接的自动化解决方案是在 openpyxl 保存文件后,通过程序读取 .xlsx (ZIP) 包,修改 app.xml,移除这个标记,再写回文件。虽然稍微麻烦,但效果显著且稳定。当然,也别忘了试试更新或切换 openpyxl 版本这个简单选项,说不定就能碰上好运气。

希望以上方法能帮你解决这个恼人的图表问题!