Apache POI—读写Office格式文件

Apache POI 是一个开源的 Java 库，用于读写 Microsoft Office 格式的文件，主要包括 Excel、Word 和 PowerPoint 等文档。POI 对 Excel 文件的支持最为完善，通过 POI 可以方便地进行 Excel 文件的创建、编辑、读取等操作。

1. Apache POI 简介

Apache POI（Poor Obfuscation Implementation）是专为 Java 提供的 Office 文档处理工具。它包含多个子组件：

• HSSF（Horrible Spreadsheet Format）：用于处理 Excel 97-2003（.xls）格式的文件。
• XSSF（XML Spreadsheet Format）：用于处理 Excel 2007+（.xlsx）格式的文件。
• HWPF（Horrible Word Processor Format）：用于处理 Word 97-2003（.doc）格式的文件。
• XWPF：用于处理 Word 2007+（.docx）格式的文件。
• HSLF、XSLF：用于处理 PowerPoint 文件。
• SXSSF（Streaming XSSF）：基于 XSSF 的流式 API，适合处理超大数据量的 Excel 文件。

2. 引入 Apache POI 依赖

在 Maven 项目中添加 POI 的依赖，通常只需要引入 Excel 相关的 poi-ooxml 包。

<dependencies>
    <!-- POI 基础包 -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.poi</groupId>
        <artifactId>poi-ooxml</artifactId>
        <version>3.16</version>
    </dependency>
</dependencies>

3. 基本使用方法

3.1 创建 Excel 文件

import org.apache.poi.ss.usermodel.*;           // 引入通用的 POI Excel 操作类
import org.apache.poi.xssf.usermodel.XSSFWorkbook; // 引入 XSSFWorkbook 类用于创建 .xlsx 格式的工作簿

import java.io.FileOutputStream;

public class ExcelWriter {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个新的 Excel 工作簿，使用 XSSFWorkbook 创建 .xlsx 格式文件
        Workbook workbook = new XSSFWorkbook();

        // 创建一个名为 "Sheet1" 的工作表
        Sheet sheet = workbook.createSheet("Sheet1");

        // 在工作表中创建第一行 (索引为 0) 并在该行中创建一个单元格 (索引为 0)
        Row row = sheet.createRow(0);         // 创建第一行
        Cell cell = row.createCell(0);        // 在第一行创建第一个单元格

        // 向单元格中写入数据 "Hello, POI!"
        cell.setCellValue("Hello, POI!");     // 设置单元格的值

        // 将工作簿内容输出到指定文件 "example.xlsx" 中
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("example.xlsx")) {
            workbook.write(fos);              // 将工作簿写入文件输出流
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();              // 捕获并打印异常，避免写入失败时程序崩溃
        }

        // 关闭工作簿以释放资源
        try {
            workbook.close();                 // 关闭工作簿
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();              // 捕获并打印异常，避免资源未释放时程序崩溃
        }
    }
}

3.2 读取 Excel 文件

import org.apache.poi.ss.usermodel.*;          // 导入 POI 通用 Excel 操作类
import java.io.FileInputStream;

public class ExcelReader {

    public static void main(String[] args) {
        // 尝试打开文件输入流读取指定的 Excel 文件
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.xlsx");
             Workbook workbook = new XSSFWorkbook(fis)) {   // 使用 XSSFWorkbook 读取 .xlsx 文件格式的工作簿

            // 获取 Excel 文件中的第一个工作表，索引从 0 开始
            Sheet sheet = workbook.getSheetAt(0);

            // 遍历工作表中的每一行
            for (Row row : sheet) {
                // 遍历每一行中的每一个单元格
                for (Cell cell : row) {
                    // 根据单元格的数据类型读取并输出相应的数据
                    switch (cell.getCellType()) {
                        case STRING:                         // 若单元格为字符串类型
                            System.out.print(cell.getStringCellValue() + "\t"); // 输出字符串值
                            break;
                        case NUMERIC:                        // 若单元格为数字类型
                            System.out.print(cell.getNumericCellValue() + "\t"); // 输出数值
                            break;
                        default:                             // 其他未知类型
                            System.out.print("未知数据类型\t"); // 输出未知类型提示
                            break;
                    }
                }
                System.out.println();                       // 每读取一行的数据后换行输出
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();                            // 捕获并打印异常信息
        }
    }
}

4. 常用操作

4.1 设置单元格样式

// 创建单元格样式对象，用于设置单元格的样式
CellStyle style = workbook.createCellStyle();

// 创建字体对象，用于设置单元格字体的样式
Font font = workbook.createFont();
font.setBold(true);                     // 设置字体加粗
font.setFontHeightInPoints((short) 14); // 设置字体大小为 14 磅

// 将字体样式应用到单元格样式中
style.setFont(font);

// 将样式应用到指定的单元格
cell.setCellStyle(style);               // 设置单元格样式

4.2 合并单元格

import org.apache.poi.ss.util.CellRangeAddress;

sheet.addMergedRegion(new CellRangeAddress(0, 1, 0, 2)); // 合并第 0-1 行，第 0-2 列

4.3 写入日期数据

// 创建一个新的单元格用于存储日期数据，位于当前行的第 2 列（索引 1）
Cell dateCell = row.createCell(1);
dateCell.setCellValue(new Date()); // 设置当前日期作为单元格的值

// 创建单元格样式对象，用于设置日期格式
CellStyle dateStyle = workbook.createCellStyle();

// 设置日期格式为 "yyyy-MM-dd"
// 使用 workbook 的 CreationHelper 创建 DataFormat 对象，并应用自定义格式
dateStyle.setDataFormat(workbook.getCreationHelper().createDataFormat().getFormat("yyyy-MM-dd"));

// 将样式应用到日期单元格，使其显示为指定的日期格式
dateCell.setCellStyle(dateStyle);

4.4 公式计算

Cell formulaCell = row.createCell(2);
formulaCell.setCellFormula("SUM(A1:A10)"); // 设置单元格为求和公式

5. 处理大数据量 Excel 文件

当数据量较大时，SXSSF（Streaming Usermodel API） 是处理大文件的更佳选择。SXSSF 是基于 XSSF 的流式写入方式，适合数据量大的情况下避免内存溢出。

import org.apache.poi.ss.usermodel.*;
import org.apache.poi.xssf.streaming.SXSSFWorkbook;

public class LargeExcelWriter {

    public static void main(String[] args) {
        Workbook workbook = new SXSSFWorkbook();
        Sheet sheet = workbook.createSheet("Large Data");

        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            Row row = sheet.createRow(i);
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                Cell cell = row.createCell(j);
                cell.setCellValue("Data " + i + "," + j);
            }
        }

        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("large_data.xlsx")) {
            workbook.write(fos);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        ((SXSSFWorkbook) workbook).dispose(); // 清除临时文件，释放内存
    }
}

6. 总结

Apache POI 是处理 Excel 文件的强大工具，通过 POI 可以实现 Excel 的创建、读取、编辑、写入等操作。小数据量使用 XSSFWorkbook，大数据量使用 SXSSFWorkbook。掌握基本的单元格操作、样式设置、数据格式和公式应用，可以满足绝大多数的 Excel 操作需求。