Java高级特性-注解:注解实现Excel导出功能

注解是 Java 的一个高级特性,Spring 更是以注解为基础,发展出一套“注解驱动编程”。

这听起来高大上,但毕竟是框架的事,我们也能用好注解吗?

的确,我们很少有机会自己写注解,导致我们搞不清楚注解是怎么回事,更别提用好注解了。

既然这样,我们就从具体的工作出发,开发一个 Excel 导出功能。我相信,你在搞懂这个例子后,就能明白注解是怎么个用法。

Excel 导出-需求拆解

在后台管理系统中,常常需要把数据导出 Excel 表。

比如,在双十一过后,销售部要把商品订单录入到 Excel 表,财务部要把支付订单录入到 Excel 表,然后各部门汇总分析,最后找个时间讨论怎么改善公司的服务。

你想呀,双十一的订单成千上万,靠人工录入,少说也要花三四天,而且还特别容易出错。所以,你必须开发 Excel 导出功能。

那么,具体怎么做呢?

上次我们提到,注解想发挥作用,有三个要素:定义、使用、读取。这次,我们就利用注解的三个特性,来实现 Excel 导出功能,设计过程是这样的。

第一步,我们要创建不同的 Excel 模型。双十一过后,销售部要订单数据,财务部要支付数据,两个部门要的 Excel 表肯定也不一样,这就得帮每个部门创建不同的 Excel 模型,他们拿到想要的数据。

第二步,我们要根据 Excel 模型,来导出 Excel 表。

看到这,你应该明白 Excel 导出的设计过程了。接下来,我们就来一步步实现这个功能。

创建 Excel 模型

创建 Excel 模型,涉及到注解三要素中的定义、使用。

首先,定义 Excel 注解,我们直接看关键代码。

@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ExcelField {

    /**
     * 导出字段标题
     */
    String title();
    
    /**
     * 导出字段排序(升序)
     */
    int sort() default 0;
    
    /**
     * 对齐方式(0:自动;1:靠左;2:居中;3:靠右)
     */
    int align() default 0;  

}

这里用到了两个元注解@Retention@target@target代表这个注解只能放在成员变量上;@Retention代表这个注解要加载到 JVM 内存,我们可以用反射来读取注解。

此外,注解还有 3 个成员变量,分别对应:Excel 的字段标题、字段排序、对齐方式,方便大家微调表格。到了这,定义 Excel 注解就完成了。

接下来,使用注解,我们还是直接看代码。

public class OrderModel {
    @ExcelField(title = "订单号", align = 2, sort = 20)
    private String orderNo;

    @ExcelField(title = "金额", align = 2, sort = 20)
    private String amount;
    
    // 创建时间
    private Date createTime;
    
    // 省略 getter/setter 方法
}

订单模型有 3 个字段:订单号、金额、创建时间,但这里注解只加到订单号、金额上,表示这两个字段会导出 Excel 表,而创建时间会忽略,你可以看看这副图片。

excel模型导出-效果图

至此,我们完成了定义注解、使用注解,得到了一个 Excel 模型。但要想实现导出功能,还必须根据这个模型,生成出 Excel 表。

读取 Excel 模型

读取 Excel 模型,涉及到注解三要素中的读取。 我们需要读取注解,生成 Excel 表,这主要分成 3 个步骤:初始化 Excel 表对象—>写入数据到 Excel 表对象—>输出文件。

第一步,初始化 Excel 表对象。在这一步中,我们要根据 Excel 模型,生成一个 Excel 表对象,要创建这几个东西:标题、表头、样式等等。我们来看代码。

public class ExcelExporter {

    // ...省略无数代码

    /***************************** 初始化 Excel 表对象 ****************************/
    /**
     * 构造函数
     * @param title 表格标题,传“空值”,表示无标题
     * @param cls   excel模型对象
     */
    public ExcelExporter(String title, Class<?> cls) {
        // 获取注解list
        Field[] fs = cls.getDeclaredFields();
        for (Field f : fs) {
            ExcelField ef = f.getAnnotation(ExcelField.class);
            if (ef != null) {
                annotationList.add(new Object[]{ef, f});
            }
        }
        annotationList.sort(comparing(o -> ((ExcelField) o[0]).sort()));
        // 通过注解获取表头
        List<String> headerList = new ArrayList<>();
        for (Object[] os : annotationList) {
            String t = ((ExcelField) os[0]).title();
            headerList.add(t);
        }
        // 初始化excel表:创建excel表、添加表标题、创建表头等等
        initialize(title, headerList);
    }
}

在初始化的时候,我们先从 Excel 模型对象中读取注解,获得一个注解列表;然后,再从注解列表中,读取 title-字段标题;最后,再初始化 Excel 表对象,包括:创建 Excel 表对象、添加表标题、创建表头、添加样式。

第二步,写入数据到 Excel 表对象。在这一步中,我们要把 Java 的列表数据写到 Excel 表对象里,让这些数据能变成 Excel 表的一行行信息。还是来看代码。

public class ExcelExporter {

    /***************************** 初始化 Excel 表对象 ****************************/
    // ...省略无数代码

    /***************************** 写入数据到 Excel 表对象 ****************************/
    /**
     * 写入数据
     * @return list 数据列表
     */
    public <E> ExcelExporter setDataList(List<E> list) {
        for (E dataObj : list) {
            // 添加行
            Row row = this.addRow();

            // 获取数据,并写入单元格
            int cellNo = 0;
            for (Object[] os : annotationList) {
                // 获取成员变量的值
                Object value = null;
                try {
                    value = Reflections.invokeGetter(dataObj, ((Field) os[1]).getName());
                } catch (Exception ex) {
                    log.info(ex.toString());
                    value = "";
                }
                if (value == null) {
                    value = "";
                }

                // 写入单元格
                ExcelField ef = (ExcelField) os[0];
                this.addCell(row, cellNo++, value, ef.align());
            }
        }
        return this;
    }
}

我们先传入一个数据列表 dataList,然后用循环来遍历 dataList,在这个循环中,我们不断把数据写进 Excel 表对象里,具体操作是:创建了一个空白行,利用注解获取成员变量里的值,最后写进 Excel 表的单元格里。

第三步,输出文件。在这一步中,就是 Excel 表对象变成一个文件,来看下最后的代码吧。

public class ExcelExporter {

    /***************************** 初始化 Excel 表对象 ****************************/
    // ...省略无数代码

    /***************************** 写入数据到 Excel 表对象 ****************************/
    // ...省略无数代码

    /***************************** 输出相关 ****************************/
    /**
     * 输出到文件
     * @param fileName 输出文件名,加上绝对路径
     */
    public ExcelExporter writeFile(String fileName) throws IOException {
        FileOutputStream os = new FileOutputStream(fileName);
        this.write(os);
        return this;
    }
}

输出文件就没什么好说的了,就是指定文件名,然后把文件输出到指定的地方。

到了这,读取 Excel 模型就完成了。

当然,读取 Excel 模型涉及到注解的读取,这是注解最难理解的地方,因为读取注解要用到 Java 另一个高级特性—反射。而且,注解一般是用来简化业务,你对业务没有深刻的了解,是很难用好注解的。

限于篇幅,我只讲了最核心的代码,项目的完整代码放在文末的链接上,大家可以好好看看。

写在最后

注解想发挥作用,有三个要素:定义、使用、读取。这篇文章利用了注解的三要素,实现了 Excel 导出功能。

这分成两步。第一步,创建 Excel 模型,这涉及到注解三要素中的定义、使用;第二步,读取 Excel 模型,这涉及到注解三要素中的读取。

总之,注解一般用来简化业务,你要想用好注解,不但得熟练掌握 Java 的高级用法,还得对业务有深刻的理解。

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