Excel列宽像素值计算方法详解

Posted 2023-02-23 沙漠豪

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前两年基于Apache POI做了个Excel转html的程序。为了让HTML中列宽的显示尺寸精确吻合Excel原生显示尺寸，做了大量的研究和试算，不同字号不同字体测试了N多种组合，最终完美还原了Excel列宽像素计算方法。今天有空，为了知识不被遗忘，写个博记录一下，全网独一份哦！

首先，要知道每个Excel文件都有一个缺省字体定义，包含了字体、字号信息。这个缺省字体是在Excel选项中指定的，当新建一个工作簿时就被作为内置属性在文件中固化下来。如下图所示：

该字体的宽度被作为一个基本度量单位用于与列宽相关的计算。POI源码中涉及像素、缺省列宽的计算是大多是错误或者说不完善的，其中最主要的一点就是其对Excel的缺省字体宽度没有正确获取，在3.x版本中（4.x没看过）直接硬编码了一个数字8（好像是）作为字体宽度，且对单元格padding部分的处理不正确，因此后续相关的像素计算都得不到正确结果。我在做Excel转Html的过程中，不得不自行研究计算，最终能生成像素级一致的HTML，效果非常好。

下面开始讲解Excel是如何进行像素计算的。具体来说是这样的：

• 对Excel来说默认字体有一个缺省宽度，其定义是0-9这10个字符中最宽的字符的像素值。以下，我简称该值为DFW（Default Font Width）。
• Excel的列宽总是以DFW为单位，而与当前列或单元格中的实际字体无关。当在Excel中设置列宽时，对话框中输入的数字即是DFW的倍数，其含义是该列能显示多少个缺省字体字符。下图是缺省字体为"宋体，48"时缺省列的宽度。

• 列宽的精确像素值由所能容纳的字符总宽度、两端的空白(padding)和1px的margin(网格线)组成，其中padding是DFW除以4后的向上取整值。整体计算步骤略微复杂，下面通过实例来讲解。

首先，请把Excel的默认字体设置为"宋体，48"，然后新建一个文件，查看任意一列的列宽一定为8.22(参见上图)。这个8.22是怎么来的呢，和列的像素宽度有什么关系？敲黑板，Excel是按照下面的步骤计算列宽的：

1. 48号的宋体，字符宽度是32像素（别问我是怎么知道的，不信你量一下）。Excel默认列宽要求必须完整显示8个字符，所以字符总宽度为8*32=256px；
2. padding = 向上取整(DFW/4) = 8px，两边总共16px，再加上1px的网格线，现在的宽度=256+16+1=273px。
3. Excel规定每列的像素宽度必须是8的整数倍（为了在滚动时提高渲染性能），故把273px向上取整为8的整数倍，得到280px，这就是该列最终在屏幕上占据的实际像素宽度，不信拿尺子量。

现在我们已经计算出默认列宽为280像素，再来算一下究竟能显示多少个缺省字符。很简单，去掉第2步中的padding和margin共17px再除以DFW，即(280-17)/32 = 8.22，与Excel中实际看到的完全一致。这就是缺省列宽为8.22的来历。如果给Excel指定不同的默认字体，你会发现缺省列宽无规律地变来变去（但肯定大于8），这都是上述算法造成的结果。

在上述过程中，最核心的数值是DFW。它是怎么得到的呢？换句话说，在Java中如何得到任意一种字体的0-9数字的最大宽度？我试过stackoverflow或apache论坛等各种渠道找到的计算方法，比如用java.awt.font.TextLayout，都无法得到完全准确的结果，有时候正确，有时候会差一两个像素。最终我是用了一个很low很粗暴的方法在有限条件下解决，就是写了个windows小程序通过windows API把系统所有字体所有字号所有格式（下划线、加粗等）循环一遍生成数据集，使用的时候直接查表，系统没有安装的字体就没办法了，只能当成默认字体处理。如果看官有简单准确的办法精确计算字体宽度，请不吝赐教！