Excel 进阶——从工作到工程 2 自动匹配分类

本文介绍 VLOOKUP 函数的单条件匹配和多条件匹配,IF 函数运算逻辑,CHOOSE 函数用法,以及数组表达式的用法。


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设想一个简单的任务,给定数据源表格(其中最左上角坐标 A1):

姓名 班级 年龄 性别
张三 1 18
李四 3 17
王五 2 20
周六 1 19
赵七 2 17

在如下的查询表格中填空(其中最左上角坐标 F1):

姓名 班级 年龄
张三
周六
李四

毋庸置疑,使用 VLOOKUP 函数。

VLOOKUP

VLOOKUP(lookup_value, table_array, col_index_num, [range_lookup])
  • lookup_value:查询值;
  • table_array:作用区域,其中第一列作为搜索查询值的查询列;
  • col_index_num:引用列的序号,从 1 开始,1 表示作用区域的第一列;
  • range_lookup:TRUE 为模糊查询,FALSE 为精确查询。

函数返回值为,在作用区域中的第 x 行,第 y 列的值,如果找到的话。其中 x 为作用区域第一列中,由上至下首个与查询值相等的值,在作用区域中的行数;y 由 col_index_num 指定。

说白了就是,在 table_array 第一列中,搜索 lookup_value,若找到,则在 table_array 中找到 lookup_value 的这一行里,选取给定的第 col_index_num 列的值。

则,在张三的班级处(G2),填写公式

=VLOOKUP(F2, $A$1:$D$6, 2, FALSE)

注意

  • table_array 采用了绝对引用,因为在将 G2 的公式粘贴到其他单元格中的时候,作用区域始终是 A1:D6 这个范围,不随着填空行列的变化而变化。
  • col_index_num 值为 2,因为班级这一列在作用区域中是第 2 列;同理在张三的年龄空白处(H2),应将 VLOOKUP 的 col_index_num 参数修改为 3,因为在作用区域中,年龄是第 3 列。

将 G2 和 H2 处的公式向下填充三行,即可获得如下的结果:

姓名 班级 年龄
张三 1 18
周六 1 19
李四 3 17

这就是 VLOOKUP 函数的最基本应用,单条件匹配


如果有两个人叫张三怎么办?首先假设两人在不同的班级(左上角坐标 A1):

姓名 班级 年龄 性别
张三 1 18
张三 4 19
李四 3 17
王五 2 20
周六 1 19
赵七 2 17

可以发现,此时必须至少凭借姓名和班级(或者年龄、性别)两个值才能唯一确定张三到底是指哪个人。习惯上,姓名和班级是已知信息,年龄和性别作为填空信息出现。

例如,在如下查询表中填空(左上角坐标 F1):

姓名 班级 年龄
张三 1
张三 4
周六 1
李四 3

如何解决?思路有二。

其一,在源数据表中插入一列,另这一列的内容是两个识别值的加总,例如“张三1、张三4”或,或者“张三-1、张三-4”等,形式不限;额外在查询表中插入一列,将两个查询值按同样的格式合并。这样实现了降维的处理,使多条件查询变回了单条件查询,直接应用 VLOOKUP 即可。但是这样的操作除了显得繁琐,还会破坏表格的结构,留下了冗余的信息。

其二,用 VLOOKUP 函数进行多条件匹配

然而 VLOOKUP 并不支持多条件查询。怎么办呢?使用 CHOOSE 函数和数组表达式构建出 VLOOKUP 的数据结构,然后进行普通查询,听着好像欺骗了 VLOOKUP 一样。


Excel 公式中,数组用大括号表示。数组内的元素,既可以是值,也可以是数组,即嵌套数组。而数组整体被当做一个元素来看待,这使得数组成为沟通单个参数与多个数据值的桥梁。类似 Python 中的嵌套列表。

对于数据结构

a = {100, 200, 300, 350}
b = {a, 400}
c = {"a", 500}

来说,有

a[1] = 100
a[3] = 300

b[1] = a = {100, 200, 300, 350}
b[1][4] = a[4] = 350
b[2] = 400

c[1] = "a"
c[2] = 500

遗憾的是 Excel 的公式里无法直接这样使用数据,但是针对这个样子的数据,它的运算逻辑是完善的。所以在使用数组时务必要做到对数据结构心中有数。

另外注意,Excel 中的索引下界是 1,不是 0。即数组中的第一个元素索引是 1, 第二个是 2,以此类推。


利用 CHOOSE 函数和数组表达式构建出 VLOOKUP 所使用的数据结构。

CHOOSE

CHOOSE(index_num, value1, [value2], ...)
  • index_num:要返回的值的索引;
  • value1/2/...:第几个值。

函数返回值为,value1、value2、……中的第 index_num 个。

回过头来看 VLOOKUP 的 table_array 参数,这个参数指定一个作用区域,其实就是一个二维表格,其中第一列存放着要搜索的信息,其余列存放着要取用的信息。那么我们就可以用 CHOOSE 函数配合数组表达式,构建出这张二维表的数据结构,另其第一列为姓名和班级拼接后的条件。从过程上看是把手动的显式合并变为自动的隐式合并,从结果上看是将多条件匹配降维到单条件匹配。

使用如下语句构建合并多个条件后的作用区域数据结构:

CHOOSE({1, 2}, $A$2:$A$7&$B$2:$B$7, $C$2:$C$7)

上述语句形成如下数据结构中的 A&B 和 C 两部分,左边三列辅助理解。

|Row|A|B|A&B|C|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|2|张三|1|张三1|18|
|3|张三|4|张三4|19|
|4|李四|3|李四3|17|
|5|王五|2|王五2|20|
|6|周六|1|周六1|19|
|7|赵七|2|赵七2|17|

说明

  • CHOOSE 函数的第一个参数 index_num 只允许一个元素,而我们需要让 CHOOSE 函数的返回值作为 VLOOKUP 的 table_array,应该是一个表格,所以采用了数组的形式,返回一个两列的表格。
  • {1, 2} 中,1 表示取用 value1 的值,而 value1 本身也是数组,其值是将 A 列和 B 列拼接起来的 A&B 列的内容,这部分作为搜索区域;2 表示取用信息的区域,也即年龄列。
  • & 符号用来横向拼接两列,A2&B2 的值是“张三1”,A3&B3 的值是“张三4”;A2:A7&B2:B7 这种左右都是区域的用法,是对每一行进行横向拼接后,再放到一起作为一列,即 A&B 列中的样子。
  • 此处绝对引用的原因与前文相同。

最终,CHOOSE 函数所生成的数据结构如下(不包含第一行):

(此行不算) (此行不算)
张三1 18
张三4 19
李四3 17
王五2 20
周六1 19
赵七2 17

此时,VLOOKUP 的 table_array 参数所需的数据结构已经构建完毕,可以直接按照单条件匹配的语法用 VLOOKUP 了。

在 1 班张三的年龄(H2)处,填写如下公式:

=VLOOKUP(F2&G2, CHOOSE({1, 2}, $A$2:$A$7&$B$2:$B$7, $C$2:$C$7), 2, FALSE)

来获得该同学的年龄。

注意

  • VLOOKUP 的第一个参数 lookup_value 也采用了 & 符号拼合的方式,因为要把搜索值和搜索区域的格式相统一。
  • CHOOSE 函数生成了 table_array 所指代的作用区域,也即上文的数据表,其中第一列用于搜索 lookup_value。
  • col_index_num 的值为 2,也即在 CHOOSE 所生成的表中,取用第二列的信息。

将 H2 处的公式向下填充三行,即可获得最终结果:

姓名 班级 年龄
张三 1 18
张三 4 19
周六 1 19
李四 3 17

这里特别说明,网上盛传使用 IF 函数来构建作用区域:

IF({1, 0}, $A$2:$A$7&$B$2:$B$7, $C$2:$C$7)

这种做法本质上与 CHOOSE 函数是一样的,IF 函数原型为

IF

IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])
  • logical_test:逻辑表达式;
  • value_if_true:logical_test 为真时的返回值;
  • value_if_false:logical_test 为假时的返回值。

函数返回值如上所述。

所以 {1, 0} 中的 1 表示把 value_if_true 部分的数据作为返回值元素的第一项,也即二维表格的第一列,搜索区域;0 表示把 value_if_false 部分的数据作为返回值元素的第二项,也即二维表的第二列,取用区域。

我不推荐这种写法,因为:意思表达不直观;1 和 0 逆序排列容易引起疏忽性错误;最多只支持返回两列的表格,而 CHOOSE 可以返回更多列的表格。


说明一点,在公式中使用数组与编写数组公式不同,直接按 Enter 键应用公式即可,不需要 Ctrl + Shift + Enter 创造数组公式。当然,写成数组公式也能生效,就是没必要罢了。


最后,把这些技术拿到案例中来,通过练习文件实操一下。

打开 Example 1.xlsx,我们的目标是将 Template 工作表中的一级分类和二级分类补齐,根据 Genre 工作表里的分类体系进行匹配。

Example 1.xlsx 的 Tamplate 工作表初始状态

由于三级分类在设计时已经保证了每一条的唯一性,所以可以直接用来作为搜索值。这里有一个小细节值得思考,为什么单凭三级分类一个条件就可以唯一确定一个分类,却还是要用到 CHOOSE 函数来构建作用区域呢?因为 VLOOKUP 函数固定地把作用区域第一列当做搜索区域,而在对 Genre 工作表中分类的引用中,三级分类排在第三列,第一列的一级分类被当做搜索区域,这自然是无法成功匹配的。所以此处使用 CHOOSE 实际上是调整三级分类的位置,从数据结构上把它挪到第一列去,充当搜索区域。

Example 1.xlsx 的 Genre 工作表

在 Template 工作表的 A3 位置输入公式

=VLOOKUP($C3, CHOOSE({1, 2}, Genre!$C$2:$C$121, Genre!A$2:A$121), 2, FALSE)
在 Template 工作表的 A3 位置填写公式

将其填充满 A3:B8 区域,即可看到一级分类和二级分类被自动补齐。注意这里几处相对引用、绝对引用和部分相对部分绝对引用的组合。

最终效果

如此便完成了 Example 2.xlsx


下一课中,将介绍如何让表格支持分类标准的动态增减。

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