Apache POI组件操作Excel

    Apache的POI组件是Java操作Microsoft Office办公套件的强大API，其中对Word，Excel和PowperPoint都有支持，当然使用较多的还是Excel，因为Word和PowerPoint用程序动态操作的应用较少。那么本文就结合POI来介绍一下操作Excel的方法。 
    Office 2007的文件结构完全不同于2003，所以对于两个版本的Office组件，POI有不同的处理API，分开使用即可。首先来说几个Excel的基本概念。对于一个Excel文件，这称为一个工作簿（Workbook），打开Excel之后，在下方会有sheet1/2/3这样的选项卡，点击可以切换到不同的sheet中，这个sheet称作工作表。每个工作表就是我们编辑的区域，这是一张二维表，阿拉伯数字控制行数，从1开始，而程序中还是0，类似数组和集合。字母控制列数，从A开始，Z以后是两个字母控制。对于每一行，我们称为Row，列就是Column，行列可以确定唯一的一个元素，那么就是单元格，称为Cell。 
    POI组件可以方便的操纵这些元素，但初次接触POI可能会有畏惧心理，因为要对每个单元格进行设置，那么不管是用数组还是集合，从工作簿，工作表，行下来的代码量都不会小，这是不能避免的，但是按照这个处理顺序走，就一定可以得到结果。 
    有了这些基础的概念之后，我们就可以操作Excel了。先来看一下所需的依赖，因为涉及到2007，就要额外加一些依赖。 
 
    下面从读取Excel开始，首先建立一个Excel 2003以下版本的xls文件。设定几列来看。来存储学生信息的Excel表如下： 
 
    这里的姓名，性别和班级是文本值，而年龄和成绩是数字值，这在设计对象和处理时要注意区分。那么可以如下设计这个对象： 

    提供一个有参数的构造方法，用于生成对象写入Excel文档。这个对象就能刻画Excel文件中的数据了，下面就是写程序将Excel文件加载并处理，然后将内容读出，读取顺序是工作簿->工作表->行->单元格。这样一分析就很简单了。我们定义两个Excel文件，内容相同，只是版本不同，分2003和2007来处理。 
    创建工作簿时可以接收一个输入流对象，那么输入流对象可以从文件对象来生成，这样就可以继续进行了。取出工作表，取出行，遍历单元格，数据就拿到了。代码如下： 

    做几点说明，如果不处理表头，那么就从准备处理的行开始，而整个sheet对行的索引是从0开始的，而Excel中是1，这点和数组/集合类似。对于单元格中的数字，默认按double类型处理，所以只能字符串转double，再取出int值。最后执行主函数，得到如下内容： 
 
    这样就拿到对象的List了，之后要持久到数据库或者直接做业务逻辑就随心所欲了。下面来看2007的处理，处理流程和2003是类似的，区别就是使用的对象，2003中对象是HSSF*格式的，而2007是XSSF*格式的。方法如下： 

    再次运行主函数，我们得到如下输出： 
 
    可以看出，对2007的处理时间明显增长，还是2003版本效率更好，不过在使用Office组件时2007更便捷，而处理2003的程序效率更好。如何使用二者？根据程序业务来综合决定，看看牺牲掉哪部分。 
    下面来做简单的文件写入，也就是准备输入写入Excel文件，为了演示，直接创建对象，而实际应用中数据可以是来自数据库的。写入文件就是文件解析的逆过程。但POI的组件不是从单元格开始创建文件的，还是从工作簿开始创建，进而创建工作表，行和单元格，最终将整个工作簿写入文件，完成操作。我们来看具体写法。 

    这样就生成了2003版Excel文件，只是最简单的操作，并没有涉及到单元格格式等操作，而2007的方法就是改改对象的名称，很简单，这里不再贴出了。 
      现在来看看Excel的基本设置问题，以2007为例，先从工作簿来说，设置列宽，因为生成表格列应该固定，而行是遍历生成的，所以可以在工作簿级别来设置列宽，那么可以如下来进行。 
    首先是创建工作簿和工作表了： 

    在这之前要先创建一个工作表sheet，然后就可以对每列设置列宽了。而行高一般针对不同的行有不同的设置，比如表头行，合计行，数据行等，那么分别设置会比较好。设置完列宽和行高，剩下就是对单元格的设置，比如居中，边框，字体等。设置好样式后将样式应用于所需要的单元格，就得到了整体的效果，比如： 

    这里我们定义的是表头的样式，其中垂直居中时的设置要设置两次，而且方法名不同，要注意。边框就很简单了，上下左右设置四次，字体加粗就是布尔值设定了，之后是文本自动换行，意思就是在固定单元格长度不变时是否自动折行。然后将字体样式加入到单元格样式中即可。 
    下面针对之前的例子设计表头，如下： 

    这里的代码会有大段的重复，因为都是一个套路下来的，最后别忘加入样式就行了，这样表格头部就做好了。剩下的是遍历数据出行。 

    用for循环就可以完成任务，需要注意的是循环变量仍然从0开始走，这是为了遍历集合的方便，而创建行就是从i+1开始走了，因为0行是表头，已经占用了。下面就是先设定行高，之后开始取值，赋值，设定格式，结构也很统一。 
    完成遍历后，来看看合并，Excel中的合并单元格也是很常用的操作，比如本例中，将班级都设置成一班后，那么就想让班级这列合并，该如何操作呢？ 

    这是对sheet级别的操作，因为是在sheet上合并单元格，就是加一个合并的区域，这个区域接收四个参数，就是开始的行，结束的行，开始的列，结束的列，这个位置一般比较确定，或者用循环变量计算得出。班级，从第二行开始，第五行结束，对应索引是1，4，而列不变，就是在列上合并，就都是3即可。 
    至此我们已经将数据遍历得出生成了Excel表格，设置了单元格样式也进行了合并，那么还有合计没有说，用合计可以直接设置公式，也可以程序计算好后直接填充，后者一般用于比较复杂的报表，就不用在POI中设置合并的位置，减少复杂度。结合本例，我们来计算平均年龄和成绩之和。如下： 

    这里使用Excel函数的时候我们已经知道数据所在的位置，就直接使用了单元格的代号进行运算了，要注意使用公式时的方法中不用写=号，POI会自动为我们添加进去，这里就直接写公式的内容即可。在实际中可能会有动态计算的任务，那么就根据业务复杂度来选择是用Excel公式进行运算还是程序运算好后直接赋值显示。 
    最后是生成文件的步骤，这已经介绍过了，都很简单： 

    最后是执行测试了，写个主函数来运行： 

    将以上所有内容封装在静态方法generateExcel2007(String filePath)中，执行即可得到生成的Excel报表了，我们得到了这样的一个报表： 
 
    这就是最终得到的结果了。POI操作Excel的基本设置就基本涵盖了，剩下的就是灵活运用，生成符合自己需求的报表了。 
     下一篇 将结合一个具体实例来介绍复杂报表的分析和制作，完成如下图所示的报表： 

    现在来看看Excel的基本设置问题，以2007为例，先从工作簿来说，设置列宽，因为生成表格列应该固定，而行是遍历生成的，所以可以在工作簿级别来设置列宽，那么可以如下来进行。 
    首先是创建工作簿和工作表了： 

    在这之前要先创建一个工作表sheet，然后就可以对每列设置列宽了。而行高一般针对不同的行有不同的设置，比如表头行，合计行，数据行等，那么分别设置会比较好。设置完列宽和行高，剩下就是对单元格的设置，比如居中，边框，字体等。设置好样式后将样式应用于所需要的单元格，就得到了整体的效果，比如： 

    这里我们定义的是表头的样式，其中垂直居中时的设置要设置两次，而且方法名不同，要注意。边框就很简单了，上下左右设置四次，字体加粗就是布尔值设定了，之后是文本自动换行，意思就是在固定单元格长度不变时是否自动折行。然后将字体样式加入到单元格样式中即可。 
    下面针对之前的例子设计表头，如下： 

    这里的代码会有大段的重复，因为都是一个套路下来的，最后别忘加入样式就行了，这样表格头部就做好了。剩下的是遍历数据出行。 

    用for循环就可以完成任务，需要注意的是循环变量仍然从0开始走，这是为了遍历集合的方便，而创建行就是从i+1开始走了，因为0行是表头，已经占用了。下面就是先设定行高，之后开始取值，赋值，设定格式，结构也很统一。 
    完成遍历后，来看看合并，Excel中的合并单元格也是很常用的操作，比如本例中，将班级都设置成一班后，那么就想让班级这列合并，该如何操作呢？ 

    这是对sheet级别的操作，因为是在sheet上合并单元格，就是加一个合并的区域，这个区域接收四个参数，就是开始的行，结束的行，开始的列，结束的列，这个位置一般比较确定，或者用循环变量计算得出。班级，从第二行开始，第五行结束，对应索引是1，4，而列不变，就是在列上合并，就都是3即可。 
    至此我们已经将数据遍历得出生成了Excel表格，设置了单元格样式也进行了合并，那么还有合计没有说，用合计可以直接设置公式，也可以程序计算好后直接填充，后者一般用于比较复杂的报表，就不用在POI中设置合并的位置，减少复杂度。结合本例，我们来计算平均年龄和成绩之和。如下： 

    这里使用Excel函数的时候我们已经知道数据所在的位置，就直接使用了单元格的代号进行运算了，要注意使用公式时的方法中不用写=号，POI会自动为我们添加进去，这里就直接写公式的内容即可。在实际中可能会有动态计算的任务，那么就根据业务复杂度来选择是用Excel公式进行运算还是程序运算好后直接赋值显示。 
    最后是生成文件的步骤，这已经介绍过了，都很简单： 

    最后是执行测试了，写个主函数来运行： 

    将以上所有内容封装在静态方法generateExcel2007(String filePath)中，执行即可得到生成的Excel报表了，我们得到了这样的一个报表： 
 
    这就是最终得到的结果了。POI操作Excel的基本设置就基本涵盖了，剩下的就是灵活运用，生成符合自己需求的报表了。 

    本篇就来详细分析一下复杂报表的分析与设计问题，并用POI通过程序来生成Excel报表。首先说一点文档相关内容。使用POI组件可以生成Office文档，而Office文档也有一些属性，比如作者，分类，公司等信息。我们若通过程序生成时，这一步就直接略过了，但有时我们会需要这些信息，要写入一些文档信息，那么该如何实现呢？ 
    我们分2003和2007两个版本说明，因为操作是不太一样的。看下面的代码： 

    生成2007的Excel时，只需上述步骤便可加入我们需要的属性了，具体的属性含义可以参考官方文档，这里仅仅添加作者，分类和标题，生成Excel文档后，我们可以查看到入校内容： 
 
    那么这里就是我们设置的一些信息了。而对于2003，则需要如下的步骤： 

    要注意的是第二行，必须执行createInformationProperties()方法，之后才可以设置属性，这和2007的做法是不同的。这里只是给出示例，就不深入讨论每个设置项了。 
    回头来看报表。中国式的复杂报表基本上是合计，合计再合计，就是数值分析到一个阶段后出一次合计，这个阶段可以按照业务的不同元素来划分。本例是根据经销商，省份最终到达事业部。那么设计数据库时就要唯一区分开这些元素，根据这些标识来实现划分，合并等，首先来准备一些数据。 

    (具体数据请参考源码，附件中下载) 
    注意在最后增补一条无效数据，因为算法的限制，读取最后一行比较时可能会将其略过，所以这样保证所有数据都能被正常读出。这个数据结构根据事业部代号，省份和经销商名称来区分各个元素。 
    算法就是根据标识位的不同来区分是否该进行特殊处理了，这之前数据要排好顺序，就可以分门别类进行了，来看一下合计算法： 

    其中Bean的设计如下： 

    下面来分析一下这个算法，思路很简单，就是逐条记录进行比较，发现不同后立即处理，按照从小到大的顺序，一次处理经销商，省份和事业部，取出两条相邻元素之后，首先比较的是经销商是否一致，如果一致，经销商数量加1，里程累加，不一致时，这两个量也要相应计算并放入新的对象中，加入list里，这样一个合计行就加好了，后面的省份和事业部处理也是这个思路。循环完成，我们就得到了按顺序排好的最终列表，剩下的就是遍历这个列表来生成表格了。 
    要注意我们之前填补了一条无效记录，那么在合并的时候也会多处三行合计，要把这四项排除在外，不能忘记了。 
    计算合并行是需要一些辅助变量，比如： 

    它们是用来计算合并数量的，最后用在跨行数量上，因为每出一条合计，整体跨行数就要增加，那么需要将这些数据记录到List中，方便处理。我们就引入了这些辅助变量。 
    先来看经销商合并算法： 

    这个就很简单了，因为不涉及到跨行，只是跨列而已，这都是预先已经设定好的，不难。而省份和经销商的跨行计算就略微复杂： 

    这里为了将所有单元格都加入样式，所以没有数据填充的单元格仅做样式处理即可。合并行的时候要看这是第几次合并，因为算法不同。第一次时比较简单，只需数出有第一个合计中有多少经销商即可。而后续的就需要记录上次合并出现的位置，然后再加上第二个经销商的数量，之后进行合并。那么事业部的算法也是如此。 

    最后生成文件，就得到了我们要的报表了。 
 
    综合实例就介绍完了， 下一篇 将结合Spring MVC来说明在Web应用程序中如何生成Excel文件并进行下载操作。

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