解决Pandas读取ODS/Excel文件时单元格注释与内容混淆问题

理解问题：Pandas与单元格注释的交互

在使用pandas的read_excel函数（特别是针对ods文件并指定engine='odf'时），如果源文件中的单元格包含“插入注释”，pandas在读取这些数据时可能会将注释的某些部分与单元格的实际内容拼接在一起。这种行为并非总是预期，因为它会破坏原始数据的结构和完整性。

例如，一个单元格的实际内容是field_name，但它带有一个注释。当Pandas读取时，输出可能变成'commentfield_name'，其中'comment'是某种内部注释标识或注释内容的一部分被错误地前置了。更复杂的情况下，整个注释内容甚至日期、作者信息都可能以不规则的方式混入单元格值中。

考虑以下原始XML结构，其中field_name是单元格内容，而office:annotation>标签内是注释：

 
  FirstName LastName
   2023-11-30T17:12:00
    Column name to use in all cases.
 
field_name

在某些情况下，Pandas读取后可能会生成类似['commentfield_name', 'alt_names', 'type']的列表，而非期望的['field_name', 'alt_names', 'type']。这种混淆尤其在处理表头等关键数据时，会严重影响后续的数据分析和处理。

解决方案：基于字符串切片的后处理

由于Pandas在读取ODS/Excel文件时，目前可能没有一个直接的选项来完全忽略或分离单元格注释（特别是对于odf引擎），我们需要在数据读取后进行后处理。核心思想是识别并移除那些被错误拼接的注释前缀。

假设我们已经通过pd.read_excel读取了数据，并且观察到某个列表（例如，代表某一行数据）的第一个元素被'comment'前缀污染：

import pandas as pd

# 假设这是从ODS文件读取后，经过某种转换（例如to_csv().split('\n')）得到的列表
# 实际场景中，这可能是DataFrame的一行或一个特定列的元素
problematic_row = ['commentfield_name', 'alt_names', 'type']

我们的目标是从'commentfield_name'中提取出'field_name'，同时保持列表中的其他元素不变。

1. 识别并移除固定前缀

如果观察到被拼接的注释前缀是固定的（例如，总是'comment'），我们可以使用Python的字符串切片功能来移除它。字符串'comment'的长度是7，因此我们可以从索引7开始切片。

方法一：创建新列表

这种方法会生成一个全新的列表，原始列表保持不变。

last_row = ['commentfield_name', 'alt_names', 'type']
# 从第一个元素的索引7开始切片，即跳过'comment'
cleaned_row = [last_row[0][7:], last_row[1], last_row[2]]
print(cleaned_row)

输出：

['field_name', 'alt_names', 'type']

方法二：原地修改列表元素

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如果希望直接修改原始列表中的元素，可以使用以下方式：

last_row_inplace = ['commentfield_name', 'alt_names', 'type']
# 直接修改第一个元素
last_row_inplace[0] = last_row_inplace[0][7:]
print(last_row_inplace)

输出：

['field_name', 'alt_names', 'type']

这两种方法都有效地移除了'comment'前缀，恢复了预期的单元格内容。

2. 将解决方案应用于DataFrame

在实际应用中，我们通常会处理Pandas DataFrame。如果问题出现在DataFrame的某一列（例如，表头行），我们可以通过应用函数或列表推导式来处理。

假设DataFrame的列名被污染：

# 模拟一个DataFrame，其中列名被污染
df_problematic = pd.DataFrame(columns=['commentfield_name', 'alt_names', 'type'])
print("原始DataFrame列名:", df_problematic.columns.tolist())

# 假设污染前缀是'comment'
prefix_to_remove = 'comment'
prefix_len = len(prefix_to_remove)

# 清理列名
cleaned_columns = [col[prefix_len:] if col.startswith(prefix_to_remove) else col for col in df_problematic.columns]
df_problematic.columns = cleaned_columns

print("清理后DataFrame列名:", df_problematic.columns.tolist())

输出：

原始DataFrame列名: ['commentfield_name', 'alt_names', 'type']
清理后DataFrame列名: ['field_name', 'alt_names', 'type']

如果污染发生在DataFrame的某个特定列的数据中，例如，'field_name'列的某些值被污染，可以使用.apply()方法：

# 模拟一个数据列，其中包含被污染的值
df_data_problem = pd.DataFrame({
    'ID': [1, 2],
    'Value': ['commentA', 'B'],
    'Description': ['commentX', 'Y']
})
print("原始数据:\n", df_data_problem)

# 清理'Value'列
df_data_problem['Value'] = df_data_problem['Value'].apply(
    lambda x: x[prefix_len:] if isinstance(x, str) and x.startswith(prefix_to_remove) else x
)
# 清理'Description'列
df_data_problem['Description'] = df_data_problem['Description'].apply(
    lambda x: x[prefix_len:] if isinstance(x, str) and x.startswith(prefix_to_remove) else x
)

print("清理后数据:\n", df_data_problem)

输出：

原始数据:
    ID     Value Description
0   1  commentA    commentX
1   2         B           Y
清理后数据:
    ID Value Description
0   1     A           X
1   2     B           Y

注意事项与通用性

1. 前缀识别的准确性： 上述解决方案依赖于能够准确识别被拼接的注释前缀。在示例中，前缀是明确的'comment'。在实际应用中，您需要仔细检查Pandas读取后的数据，确定污染前缀的具体形式和长度。如果前缀不总是'comment'，或者长度不固定，则需要更复杂的模式匹配（如正则表达式）来识别并移除。
2. 前缀的一致性： 此方法最适用于前缀在所有受影响的单元格中保持一致的情况。如果前缀随单元格内容或注释类型而异，则需要更复杂的逻辑来动态确定要移除的部分。
3. 数据类型检查： 在对DataFrame列进行操作时，务必进行isinstance(x, str)检查，以避免对非字符串类型的数据（如数字、NaN）进行字符串操作而引发错误。
4. Pandas版本与引擎： 这种行为可能与Pandas版本以及使用的Excel引擎（openpyxl、odf等）有关。在未来的Pandas版本中，可能提供更直接的选项来处理或忽略单元格注释。
5. XML解析： 如果上述方法不可行，并且您需要更精细地控制注释和内容的分离，可以考虑直接使用Python的XML解析库（如xml.etree.ElementTree）来读取ODS/Excel文件的底层XML结构，然后手动提取所需的数据。但这会大大增加代码的复杂性。

总结

当Pandas在读取含有单元格注释的ODS/Excel文件时，如果出现注释内容与实际数据混淆的情况，通过字符串切片进行后处理是一种简单有效的解决方案。关键在于准确识别并移除被错误拼接的注释前缀。通过本文介绍的方法，您可以有效地清洗数据，确保后续分析的准确性。尽管这是一种工作arounds，但它在当前Pandas版本中为处理此类特定问题提供了实用的指导。