學習Excel+Python編程(一)

By 高煥堂

 

1. 前言

   從一個簡單的範例，來說明如何在Excel框架裡，填寫其按鈕(Button)背後的Python程式碼(代碼)。以極為簡潔的形式，讓不懂編程的人人迅速掌握AI深度學習的核心觀念和技術。同時，也讓熟悉編程的工程師或老師們都可以輕易把Python程式配上Excel 的簡潔UI(User Interface)，也就是把Python程式碼隱藏於Excel的button幕後。把AI的Python應用程式馬配上了Excel UI，就能讓人人都能輕易與AI互動。

 

(圖片部分引自百度圖片)

   就像一位開車的人，手操控方向盤，眼睛看儀板表，就能駕駛汽車(AI 應用)。所以，我出版了一本《不編程，而學AI：Excel + TensorFlow》書籍，其本意並非不要Python編程，而是一項富有愛心的表現，由工程師們在幕後默默為所有人(如中小學生)而編程。由於學習編程是一件費時費力的事情，只要由少數人去學去做即可，其他人皆可以直接學AI。要學習AI，不一定要先學Python編程。例如，由於我是Python的編程高手，非常擅長於寫代碼生成器(Code Generator)，來自動產生代碼，來替所有人寫Python程式。

  在本文裡，我開始教您自己來動手撰寫簡單的Excel + Python，設計簡單的Excel UI給學生，以第1人稱去操作Excel UI。如同親自學開車一樣的體驗，而不是上課只聽老師的旁白，介紹抽象的非綫性代數，微積分，並沒有親自學開車的感覺。

  雖然使用Keras來提供UI 也可以，但是在教學上非常困難，因為每一支AI App的UI都不一樣，其操作方法都要老師去也講解一遍，而且幕後使用的UI支援軟體都不一樣。

  如今，使用大家已經很熟悉的Excel操作介面，只要搭配Open CV來提供繪圖。此時，在學校課堂內，先安裝好Open CV即可，不必隨時安裝其他繪圖軟體，這Excel提供的統一簡潔的UI，對老師的教學幫助非常大，大幅減輕老師的負擔。

 

2. 開始創新製作Excel+Python代碼

2.1  製作一個Excel工作表(Workbook)

  • 預先安裝：Python、TensorFlow、xlwings
  • 開啟Excel：

  

  • 點選<Microsoft Excel 2010>，Excel開啟一個空白工作表(Ｗorkbook)：

 

  • 輸入Meta data如下：

 

  • 按下<Alt-F11>，準備匯入xlwings.bas檔案：

 

  • 點選<檔案->匯入檔案>：

 

  • 在剛才所安裝xlwings的文件夾裡可以找到xlwinf.bas檔案： 

 

  • 按下＜開啟＞，就匯入了。

 

  • 點擊 ，返回工作表畫面：

  

2.2  在工作表上設計一個按鈕(Button)

  • 如果您還沒設定為＜開發人員＞，請先設定為<開發人員>，步驟如下：
  • 點選＜檔案 -> 選項＞

  • 勾選＜開發人員＞

 

  • 設定完畢了
  • 返回到工作表(出現了＜開發人員＞選項)

 

  • 點選右上角的＜開發人員 -> 插入>：

  • 拖拉出一個按鈕(位於＜表單控制項的左上角＞)
  • 並且輸入名稱：”OK”

 

  • 接下來，定義VBA巨集
  • 選取OK按鈕，點擊右鍵：

 

  • 點選＜指定巨集＞：

 

  • l按下＜新增＞：

 

  • 寫入VBA
  • 程式碼：RunPython(“from abcex01 import f1; f1()”)

 

  • 關閉視窗：

 

  • 點擊，返回工作表畫面：

 

  • 點選＜檔案 -> 另存新檔＞：

 

  • 輸入檔案名稱：

 

  • 點選<存檔類型(T)>，出現： 

 

  • 點選<Excel啟用巨集的範本>，亦即<xltm>類型： 

 

  • 選擇儲存文件夾(例如C:\Users\Queena\)，然後按下＜儲存＞，就存檔了。
  • 可以瀏覽C:\Users\Queena\，可以看到這個abc_wb01.xltm新檔案：

 

2.3  撰寫Python程式碼 

  • 撰寫Python程式(並存檔)：abc01.py

 

  • 撰寫Python程式(並存檔)：abcex01.py 

 

  • 製作完成了，請關閉Excel。 

2.4  測試一下

  • 在Python環境裡，執行abc01.py
  • 出現Excel工作表畫面：

 

  • 按下＜OK>按鈕，就呼叫到abcex01.py裡的f1()函數
  • 顯示出：

 

 

3.  如何更新您的創作

  • 剛才已經設計了abc01.py來叫出的Excel工作表，也在Excel的Button幕後撰寫了abcex01.py。
  • 只要人們按下Button就可以呼叫到abcex01.py裡的函數了。

3.1 更新Excel工作簿(Workbook)設計

  • 現在，開始動手吧。
  • 在Python環境裡，執行abc01.py
  • 出現Excel工作表畫面：

 

  • 接下來，修改VBA巨集
  • 選取OK按鈕，點擊右鍵：

 

  • 點選＜指定巨集＞：
  • 寫入VBA
  • 程式碼：RunPython(“from abcex02 import f1; f1()”)

 

  • 關閉視窗：

 

  • 點擊，返回工作表畫面：

 

  • 點選＜檔案 -> 另存新檔＞： 

 

  • 輸入(修改)檔案名稱：

 

  • 選取<xltm>檔案型別： 

 

  • 選擇儲存文件夾(例如C:\Users\Queena\)，然後按下＜儲存＞，就存檔了。
  • 可以瀏覽C:\Users\Queena\，可以看到這個abc_wb02.xltm新檔案：

 

  • 關閉Excel。 

3.2  更新Python程式碼

  • 撰寫Python程式(並存檔)：abc02.py

 

  • 撰寫Python程式(並存檔)：abcex02.py

 

  • 製作完成了。

3.3  測試一下

  • 在Python環境裡，執行abc02.py
  • 出現Excel工作表畫面：

 

  • 按下＜OK>按鈕，就呼叫到abcex02.py裡的f1()函數
  • 顯示出：

 

4. 銜接到TensorFlow

  • 各位老師可以修改abcex02.py。
  • 它可以讀取Excel工作表裡的AI訓練資料(Training data)。
  • 它也可以Import TensorFlow，把訓練資料轉送給TensorFlow，就能夠進行AI模型訓練了。

~ End ~

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