举例讲解Python的Tornado框架实现数据可视化的教程

所用拓展模块

xlrd:

Python语言中，读取Excel的扩展工具。可以实现指定表单、指定单元格的读取。  
使用前须安装。  
下载地址：https://pypi.python.org/pypi/xlrd  
解压后cd到解压目录，执行 python setup.py install 即可

datetime:

Python内置用于操作日期时间的模块

拟实现功能模块

读xls文件并录入数据库

根据年、月、日三个参数获取当天的值班情况

    饼状图（当天完成值班任务人数/当天未完成值班任务人数）

    瀑布图（当天所有值班人员的值班情况）

根据年、月两个参数获取当月的值班情况

根据年参数获取当年的值班情况

值班制度

每天一共有6班：

8：00 - 9：45  
9：45 - 11：20  
13：30 - 15：10  
15：10 - 17：00  
17：00 - 18：35  
19：00 - 22：00

每个人每天最多值一班。

仅值班时间及前后半个小时内打卡有效。

上班、下班均须打卡，缺打卡则视为未值班。

分析Excel表格

我的指纹考勤机可以一次导出最多一个月的打卡记录。有一个问题是，这一个月可能横跨两个月，也可能横跨一年。比如：2015年03月21日-2015年04月20日、2014年12月15日-2015年01月05日。所以写处理方法的时候一定要注意这个坑。

导出的表格如图所示：

=。=看起来好像基本没人值班，对，就是这样。  
大家都好懒T。T  
Sign...

简单分析一下，

• 考勤记录表是文件的第三个sheet

• 第三行有起止时间
• 第四行是所有日期的数字
• 接下来每两行：第一行为用户信息；第二行为考勤记录

思路

决定用3个collection分别储存相关信息：

1. user：用户信息，包含id、name、dept

2. record：考勤记录，包含id（用户id）、y（年）、m（月）、d（日）、check（打卡记录）
3. duty：值班安排，包含id（星期数，例：1表示星期一）、list（值班人员id列表）、user_id：["start_time","end_time"]（用户值班开始时间和结束时间）

读取xls文件，将新的考勤记录和新的用户存入数据库。

根据年月日参数查询对应record，查询当天的值班安排，匹配获得当天值班同学的考勤记录。将值班同学的打卡时间和值班时间比对，判断是否正常打卡，计算实际值班时长、实际值班百分比。

之后输出json格式数据，用echarts生成图表。

分析当月、当年的考勤记录同理，不过可能稍微复杂一些。

所有的讲解和具体思路都放在源码注释里，请继续往下看源码吧~

源码

main.py

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding: utf-8 -*-
    import os.path

    import tornado.auth
    import tornado.escape
    import tornado.httpserver
    import tornado.ioloop
    import tornado.options
    import tornado.web
    from tornado.options import define, options

    import pymongo
    import time
    import datetime
    import xlrd

    define("port", default=8007, help="run on the given port", type=int)

    class Application(tornado.web.Application):
      def __init__(self):
        handlers = [
          (r"/", MainHandler),
          (r"/read", ReadHandler),
          (r"/day", DayHandler),
        ]
        settings = dict(
          template_path=os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates"),
          static_path=os.path.join(os.path.dirname(__file__), "static"),
          debug=True,
          )
        conn = pymongo.Connection("localhost", 27017)
        self.db = conn["kaoqin"]
        tornado.web.Application.__init__(self, handlers, **settings)


    class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
      def get(self):
        pass

    class ReadHandler(tornado.web.RequestHandler):
      def get(self):
        #获取collection
        coll_record = self.application.db.record
        coll_user = self.application.db.user
        #读取excel表格
        table = xlrd.open_workbook('/Users/ant/Webdev/python/excel/data.xls')
        #读取打卡记录sheet
        sheet=table.sheet_by_index(2)
        #读取打卡月份范围
        row3 = sheet.row_values(2)
        m1 = int(row3[2][5:7])
        m2 = int(row3[2][18:20])
        #设置当前年份
        y = int(row3[2][0:4])
        #设置当前月份为第一个月份
        m = m1
        #读取打卡日期范围
        row4 = sheet.row_values(3)
        #初始化上一天
        lastday = row4[0]
        #遍历第四行中的日期
        for d in row4:
          #如果日期小于上一个日期
          #说明月份增大，则修改当前月份为第二个月份
          if d < lastday:
            m = m2
            #如果当前两个月份分别为12月和1月
            #说明跨年了，所以年份 +1
            if m1 == 12 and m2 == 1:
              y = y + 1
          #用n计数，范围为 3 到（总行数/2+1）
          #（总行数/2+1）- 3 = 总用户数
          #即遍历所有用户
          for n in range(3, sheet.nrows/2+1):
            #取该用户的第一行，即用户信息行
            row_1 = sheet.row_values(n*2-2)
            #获取用户id
            u_id = row_1[2]
            #获取用户姓名
            u_name = row_1[10]
            #获取用户部门
            u_dept = row_1[20]
            #查询该用户
            user = coll_user.find_one({"id":u_id})
            #如果数据库中不存在该用户则创建新用户
            if not user:
              user = dict()
              user['id'] = u_id
              user['name'] = u_name
              user['dept'] = u_dept
              coll_user.insert(user)
            #取该用户的第二行，即考勤记录行
            row_2 = sheet.row_values(n*2-1)
            #获取改当前日期的下标
            idx = row4.index(d)
            #获取当前用户当前日期的考勤记录
            check_data = row_2[idx]
            #初始化空考勤记录列表
            check = list()
            #5个字符一组，遍历考勤记录并存入考勤记录列表
            for i in range(0,len(check_data)/5):
              check.append(check_data[i*5:i*5+5])
            #查询当前用户当天记录
            record = coll_record.find_one({"y":y, "m":m, "d":d, "id":user['id']})
            #如果记录存在则更新记录
            if record:
              for item in check:
                #将新的考勤记录添加进之前的记录
                if item not in record['check']:
                  record['check'].append(item)
                  coll_record.save(record)
            #如果记录不存在则插入新纪录
            else:
              record = {"y":y, "m":m, "d":d, "id":user['id'], "check":check}
              coll_record.insert(record)

    class DayHandler(tornado.web.RequestHandler):
      def get(self):
        #获取年月日参数
        y = self.get_argument("y",None)
        m = self.get_argument("m",None)
        d = self.get_argument("d",None)
        #判断参数是否设置齐全
        if y and m and d:
          #将参数转换为整型数，方便使用
          y = int(y)
          m = int(m)
          d = int(d)
          #获取当天所有记录
          coll_record = self.application.db.record
          record = coll_record.find({"y":y, "m":m, "d":d})
          #获取当天为星期几
          weekday = datetime.datetime(y,m,d).strftime("%w")
          #获取当天值班表
          coll_duty = self.application.db.duty
          duty = coll_duty.find_one({"id":int(weekday)})
          #初始化空目标记录（当天值班人员记录）
          target = list()
          #遍历当天所有记录
          for item in record:
            #当该记录的用户当天有值班任务时，计算并存入target数组
            if int(item['id']) in duty['list']:
              #通过用户id获取该用户值班起止时间
              start = duty[item['id']][0]
              end = duty[item['id']][1]
              #计算值班时长/秒
              date1 = datetime.datetime(y,m,d,int(start[:2]),int(start[-2:]))
              date2 = datetime.datetime(y,m,d,int(end[:2]),int(end[-2:]))
              item['length'] = (date2 - date1).seconds
              #初始化实际值班百分比
              item['per'] = 0
              #初始化上下班打卡时间
              item['start'] = 0
              item['end'] = 0
              #遍历该用户打卡记录
              for t in item['check']:
                #当比值班时间来得早
                if t < start:
                  #计算时间差
                  date1 = datetime.datetime(y,m,d,int(start[:2]),int(start[-2:]))
                  date2 = datetime.datetime(y,m,d,int(t[:2]),int(t[-2:]))
                  dif = (date1 - date2).seconds
                  #当打卡时间在值班时间前半小时内
                  if dif <= 1800:
                    #上班打卡成功
                    item['start'] = start
                elif t < end:
                  #如果还没上班打卡
                  if not item['start']:
                    #则记录当前时间为上班打卡时间
                    item['start'] = t
                  else:
                    #否则记录当前时间为下班打卡时间
                    item['end'] = t
                else:
                  #如果已经上班打卡
                  if item['start']:
                    #计算时间差
                    date1 = datetime.datetime(y,m,d,int(end[:2]),int(end[-2:]))
                    date2 = datetime.datetime(y,m,d,int(t[:2]),int(t[-2:]))
                    dif = (date1 - date2).seconds
                    #当打卡时间在值班时间后半小时内
                    if dif <= 1800:
                      #下班打卡成功
                      item['end'] = end
              #当上班下班均打卡
              if item['start'] and item['end']:
                #计算实际值班时长
                date1 = datetime.datetime(y,m,d,int(item['start'][:2]),int(item['start'][-2:]))
                date2 = datetime.datetime(y,m,d,int(item['end'][:2]),int(item['end'][-2:]))
                dif = (date2 - date1).seconds
                #计算（实际值班时长/值班时长）百分比
                item['per'] = int(dif/float(item['length']) * 100)
              else:
                #未正常上下班则视为未值班
                item['start'] = 0
                item['end'] = 0
              #将记录添加到target数组中
              target.append(item)
          #输出数据
          self.render("index.html",
            target = target
            )


    def main():
      tornado.options.parse_command_line()
      http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(Application())
      http_server.listen(options.port)
      tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()


    if __name__ == "__main__":
      main()

      index.html

    {
    {% for item in target %}
      {
       'id':{{ item['id'] }},
       'start':{{ item['start'] }},
       'end':{{ item['end'] }},
       'length':{{ item['length'] }}, 
       'per':{{ item['per'] }}
       }
    {% end %}
    }

最后

暂时只写到读文件和查询某天值班情况，之后会继续按照之前的计划把这个小应用写完的。

因为涉及到一堆小伙伴的隐私，所以没有把测试文件发上来。不过如果有想实际运行看看的同学可以跟我说，我把文件发给你。

可能用到的一条数据库插入语句：db.duty.insert({"id":5,"list":[1,2],1:["19:00","22:00"],2:["19:00","22:00"]})

希望对像我一样的beginner们有帮助！