NPOI入门指南：轻松操作Excel文件的.NET库

柏睿奕行2024-07-03 14:57

目录

引言

一、NPOI概述

二、NPOI的主要用途

三、安装NPOI库

四、NPOI基本使用

六、性能优化和内存管理

七、常见问题与解决方案

八、结论

附录

引言

Excel文件作为数据处理的重要工具，广泛应用于各种场景。然而，在没有安装Microsoft Office的环境下，如何高效地操作Excel文件成为了一个挑战。NPOI库的出现，为我们提供了一个强大的解决方案。本文将详细介绍NPOI库的基本使用方法和高级特性，帮助读者轻松操作Excel文件。

一、NPOI概述

NPOI是一个开源的.NET库，它允许开发者在无需安装Microsoft Office的情况下读写Excel文件。NPOI构建在Apache POI项目之上，并提供了丰富的API来操作Excel文件。NPOI支持xls（Excel 97-2003）和xlsx（Excel 2007及更高版本）两种文件格式，并且兼容大部分Excel的特性，如单元格样式、数据格式、公式等。

与其他类似库相比，NPOI具有以下优势：

  • 无需安装Office：NPOI不依赖于Microsoft Office，可以在没有Office的环境下运行。
  • 支持多种文件格式：除了xls和xlsx外，NPOI还支持docx文件格式的读写。
  • 丰富的Excel特性支持：NPOI包含了大部分Excel的特性，如单元格样式、数据格式、公式等。
二、NPOI的主要用途
  1. Excel文件的读写：NPOI允许开发者在不需要安装Microsoft Office的情况下，对Excel文件进行读写操作。这对于需要在没有Office环境的服务器上进行数据处理的应用非常有用。
  2. 支持多种文件格式：除了Excel文件（xls、xlsx）外，NPOI还支持Word文件（docx）的读写。
  3. 丰富的Excel特性支持：NPOI包含了大部分Excel的特性，如单元格样式、数据格式、公式等，使得开发者能够更灵活地操作Excel文件。
三、安装NPOI库

安装NPOI库非常简单，只需要通过NuGet包管理器即可。在Visual Studio中，右键点击项目 -> 选择"管理NuGet程序包" -> 在"浏览"选项卡中搜索"NPOI" -> 点击"安装"按钮即可。

四、NPOI基本使用
  • 文件内容示例
  • 代码示例
cs 复制代码 
/// <summary>
/// 简单读取文件内容
/// </summary>
static void SimpleRead()
{
    //文件路径
    string filePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "01.xlsx");
    //判断文件路径，存在则继续
    if (File.Exists(filePath))
    {
        //文件流
        FileStream fs = null;
        //Excel工作簿操作对象
        IWorkbook workbook = null;
        //开启异常捕捉
        try
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            //定义文件流打开
            fs = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite);
            //定义工作簿
            workbook = new XSSFWorkbook(fs);
            //读取工作表数量
            var numberOfSheets = workbook.NumberOfSheets;
            //判断工作表数量，大于零则继续
            if (numberOfSheets > 0)
            {
                //获取第一个工作表
                var sheet0 = workbook.GetSheetAt(0);
                sb.AppendLine($"工作表名称：{sheet0.SheetName}");
                sb.AppendLine($"行数量：{sheet0.LastRowNum + 1}");
                if (sheet0.LastRowNum >= 0)
                {
                    //读取每一行信息
                    for (int i = 0; i <= sheet0.LastRowNum; i++)
                    {
                        var row = sheet0.GetRow(i);
                        if (row != null)
                        {
                            sb.Append($"第{i + 1}行数据：");
                            //获取最后一列
                            var lastCellNum = row.LastCellNum;
                            for (int j = 0; j < lastCellNum; j++)
                            {
                                //获取单元格
                                var cell = row.GetCell(j);
                                object cellValue = null;
                                if (cell != null)
                                {
                                    #region 根据不同单元格格式提取内容
                                    switch (cell.CellType)
                                    {
                                        case CellType.Boolean: cellValue = cell.BooleanCellValue; break;
                                        case CellType.Numeric: cellValue = cell.NumericCellValue; break;
                                        case CellType.Formula:
                                            var cachedCellType = cell.GetCachedFormulaResultTypeEnum();
                                            switch (cachedCellType)
                                            {
                                                case CellType.Boolean: cellValue = cell.BooleanCellValue; break;
                                                case CellType.Numeric: cellValue = cell.NumericCellValue; break;
                                                default: cellValue = cell.StringCellValue; break;
                                            }
                                            break;
                                        default: cellValue = cell.StringCellValue; break;
                                    }
                                    #endregion
                                }
                                sb.Append($"\t{cellValue}");
                            }
                            sb.AppendLine();
                        }
                    }
                }
                Console.WriteLine(sb.ToString());
            }
            //关闭相关资源
            workbook.Close();
            workbook = null;
            //关闭相关资源
            fs.Close();
            fs = null;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            //显示异常信息
            Console.WriteLine($"发生异常：{ex.Message}");
        }
        finally
        {
            //关闭工作簿
            if (workbook != null)
            {
                workbook.Close();
            }
            //关闭文件流
            if (fs != null)
            {
                fs.Close();
            }
        }
    }
}
  • 运行结果

简单文件写入

代码示例

cs 复制代码 
/// <summary>
/// 简单写文件内容
/// </summary>
static void SimpleWrite()
{
    //文件路径
    string filePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "02.xlsx");

    //文件流
    FileStream fs = null;
    //Excel工作簿操作对象
    IWorkbook workbook = null;
    //开启异常捕捉
    try
    {
        #region 判断或创建文件
        var dir = Path.GetDirectoryName(filePath);
        if (!Directory.Exists(dir))
        {
            Directory.CreateDirectory(dir);
        }
        if (!File.Exists(filePath))
        {
            using (FileStream stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
            using (var wb = new XSSFWorkbook())
            {
                wb.Write(stream);
                wb.Close();
                stream.Close();
            }
        }
        #endregion

        //定义工作簿
        workbook = new XSSFWorkbook();
        #region 预防性处理工作表
        ISheet sheet = workbook.CreateSheet("数据");
        #region 第一行，标题：时间，内容
        var row1 = sheet.CreateRow(0);
        row1.CreateCell(0).SetCellValue("时间");
        row1.CreateCell(1).SetCellValue("内容");
        #endregion
        #region 增加几行数据
        int rowIndex = 1;
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            var row = sheet.CreateRow(rowIndex++);
            row.CreateCell(0).SetCellValue(DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff"));
            row.CreateCell(1).SetCellValue(Guid.NewGuid().ToString().ToUpper());
        }
        #endregion
        //自适应
        sheet.AutoSizeColumn(0);
        sheet.AutoSizeColumn(1);
        #endregion
        #region 保存
        using (fs = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
        {
            workbook.Write(fs);
        }
        #endregion
        //关闭相关资源
        workbook.Close();
        workbook = null;
        //关闭相关资源
        fs.Close();
        fs = null;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        //显示异常信息
        Console.WriteLine($"发生异常：{ex.Message}");
    }
    finally
    {
        //关闭工作簿
        if (workbook != null)
        {
            workbook.Close();
        }
        //关闭文件流
        if (fs != null)
        {
            fs.Close();
        }
    }
}

运行结果

定义单元格格式

代码示例

cs 复制代码 
/// <summary>
/// 11 加粗 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetHeaderStyle(IWorkbook workbook)
{
    var style = GetStyle(workbook, true);
    style.FillPattern = FillPattern.SolidForeground;
    style.FillForegroundColor = NPOI.HSSF.Util.HSSFColor.Grey25Percent.Index;
    return style;
}
/// <summary>
/// 红色背景 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetRedBackNormalStyle(IWorkbook workbook)
{
    var style = GetStyle(workbook);
    style.FillPattern = FillPattern.SolidForeground;
    style.FillForegroundColor = NPOI.HSSF.Util.HSSFColor.Red.Index;
    return style;
}
/// <summary>
/// 红色字体 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetRedNormalStyle(IWorkbook workbook)
{
    IFont font = workbook.CreateFont();
    font.Color = IndexedColors.Red.Index;
    font.FontHeightInPoints = 11;
    return GetStyle(workbook, font);
}
/// <summary>
/// 常规 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetNormalStyle(IWorkbook workbook)
{
    return GetStyle(workbook);
}
/// <summary>
/// 时间 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetDateTimeStyle(IWorkbook workbook)
{
    return GetStyle(workbook, false, 11, "yyyy-mm-dd hh:mm:ss");
}
/// <summary>
/// 数字 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetIntStyle(IWorkbook workbook)
{
    return GetStyle(workbook, false, 11, "0");
}

/// <summary>
/// 浮点数 格式
/// </summary>
/// <param name="workbook"></param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetFloatStyle(IWorkbook workbook)
{
    return GetStyle(workbook, false, 11, "0.00");
}

/// <summary>
/// 设定格式
/// </summary>
/// <param name="workbook">工作簿</param>
/// <param name="isBold">是否粗体，默认非粗体</param>
/// <param name="fontHeightInPoints">字高度（理解为字大小）</param>
/// <param name="dataFormat">自定义格式</param>
/// <param name="isWrapText">是否自动换行，默认是</param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetStyle(IWorkbook workbook,
    bool isBold = false,
    double fontHeightInPoints = 11,
    string dataFormat = "",
    bool isWrapText = true)
{
    IFont font = workbook.CreateFont();
    font.IsBold = isBold;
    font.FontHeightInPoints = fontHeightInPoints;
    return GetStyle(workbook, font, dataFormat, isWrapText);
}
/// <summary>
/// 设定格式
/// </summary>
/// <param name="workbook">工作簿</param>
/// <param name="dataFormat">自定义格式</param>
/// <param name="isWrapText">是否自动换行，默认是</param>
/// <returns></returns>
static ICellStyle GetStyle(IWorkbook workbook,
    IFont font,
    string dataFormat = "",
    bool isWrapText = true)
{
    ICellStyle style = workbook.CreateCellStyle();
    style.Alignment = NPOI.SS.UserModel.HorizontalAlignment.Center;
    style.VerticalAlignment = NPOI.SS.UserModel.VerticalAlignment.Center;
    style.BorderBottom = NPOI.SS.UserModel.BorderStyle.Thin;
    style.BorderLeft = NPOI.SS.UserModel.BorderStyle.Thin;
    style.BorderTop = NPOI.SS.UserModel.BorderStyle.Thin;
    style.BorderRight = NPOI.SS.UserModel.BorderStyle.Thin;
    if (!string.IsNullOrWhiteSpace(dataFormat))
    {
        style.DataFormat = HSSFDataFormat.GetBuiltinFormat(dataFormat);
        if (style.DataFormat == -1) {
            IDataFormat format = workbook.CreateDataFormat();
            style.DataFormat = format.GetFormat(dataFormat);
        }
    }
    style.SetFont(font);
    style.WrapText = isWrapText;
    return style;
}

日常使用1

  • 代码示例
cs 复制代码 
 /// <summary>
        /// 日常应用
        /// </summary>
        static void CommonApplicaiton()
        {
            //文件路径
            string filePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "03.xlsx");

            //文件流
            FileStream fs = null;
            //Excel工作簿操作对象
            IWorkbook workbook = null;
            //开启异常捕捉
            try
            {
                #region 判断或创建文件
                var dir = Path.GetDirectoryName(filePath);
                if (!Directory.Exists(dir))
                {
                    Directory.CreateDirectory(dir);
                }
                if (!File.Exists(filePath))
                {
                    using (FileStream stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                    using (var wb = new XSSFWorkbook())
                    {
                        wb.Write(stream);
                        wb.Close();
                        stream.Close();
                    }
                }
                #endregion

                //定义工作簿
                workbook = new XSSFWorkbook();
                //整数格式单元格样式
                var intStyle = GetIntStyle(workbook);
                //时间格式单元格样式
                var dateTimeStyle = GetDateTimeStyle(workbook);
                //普通单元格样式
                var normalStyle = GetNormalStyle(workbook);
                //标题样式
                var headerStyle = GetHeaderStyle(workbook);
                #region 创建工作表
                ISheet sheet = workbook.CreateSheet("数据");
                #region 第一行，标题：序号，时间，整数随机数
                var row1 = sheet.CreateRow(0);
                var orderCell = row1.CreateCell(0);
                orderCell.CellStyle = headerStyle;
                orderCell.SetCellValue("序号");
                sheet.SetColumnWidth(0, 3 * 512);

                var timeCell = row1.CreateCell(1);
                timeCell.CellStyle = headerStyle;
                timeCell.SetCellValue("时间");
                sheet.SetColumnWidth(1, 10 * 512);

                var randomCell = row1.CreateCell(2);
                randomCell.CellStyle = headerStyle;
                randomCell.SetCellValue("整数随机数");
                sheet.SetColumnWidth(2, 10 * 512);

                #endregion
                #region 增加几行数据
                Random random = new Random();
                int rowIndex = 1;
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    var row = sheet.CreateRow(rowIndex++);
                    //序号，直接用公式
                    var cell1 = row.CreateCell(0);
                    cell1.CellStyle = normalStyle;
                    cell1.CellFormula = "ROW()-1";

                    var cell2 = row.CreateCell(1);
                    cell2.SetCellValue(DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
                    cell2.CellStyle = normalStyle;                    

                    var cell3 = row.CreateCell(2);
                    cell3.CellStyle = intStyle;
                    cell3.SetCellValue(random.Next());
                }
                #endregion

                #endregion
                #region 保存
                using (fs = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    workbook.Write(fs);
                }
                #endregion
                //关闭相关资源
                workbook.Close();
                workbook = null;
                //关闭相关资源
                fs.Close();
                fs = null;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //显示异常信息
                Console.WriteLine($"发生异常：{ex.Message}");
            }
            finally
            {
                //关闭工作簿
                if (workbook != null)
                {
                    workbook.Close();
                }
                //关闭文件流
                if (fs != null)
                {
                    fs.Close();
                }
            }
        }

运行结果

五、高级特性应用

  1. 数据验证

NPOI支持在Excel单元格中设置数据验证规则，例如限制输入的数据类型、范围等。

  1. 条件格式化

使用NPOI可以创建条件格式化规则，根据单元格的值改变其外观（如颜色、字体等）。

  1. 图表

NPOI支持创建和编辑Excel图表，包括柱状图、折线图、饼图等。

六、性能优化和内存管理
  1. 使用流（Stream）来读写文件

使用FileStream而不是将整个文件加载到内存中，以提高性能和减少内存使用。

  1. 及时释放资源

在操作完Excel文件后，确保释放所有相关的资源，如FileStream、IWorkbook等。

七、常见问题与解决方案
  1. 无法打开xlsx文件

确保已正确安装NPOI库，并且使用了正确的文件路径和文件名。

  1. 单元格样式不生效

检查是否已正确创建和应用了单元格样式。

八、结论

NPOI库为.NET环境下的Excel文件操作提供了强大的支持。通过本文的介绍，相信读者已经掌握了NPOI库的基本使用方法和高级特性。鼓励大家尝试使用NPOI来处理Excel文件，并分享自己的使用经验和技巧。

附录
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