❝ 年关将至，你今年成长了吗？
大家好，我是柒八九 。一个专注于前端开发技术/Rust及AI应用知识分享 的Coder
❝ 此篇文章所涉及到的技术有
使用 zip::ZipWriter 创建 ZIP 文件 因为，行文字数所限，有些概念可能会一带而过亦或者提供对应的学习资料。请大家酌情观看。
前言 在上一篇Rust 赋能前端： 纯血前端将 Table 导出 Excel 我们用很大的篇幅描述了，如何在前端页面中使用我们的table2excel(WebAssembly)。
❝ 有同学想获取上一篇的前端项目，等有空我会上传到github中。同时，也想着把table2excel发布到npm中。到时候，会通知大家的。
具体展示了，如何在前端对静态表格 /静态长表格(1 万条数据) /静态表格合并 /动态表格合并 等表格进行导出为excel。
运行效果 静态表格 静态长表格(1 万条数据) 静态表格合并 动态表格合并 但是呢，对于源码的解读，我们只是浅尝辄止。只是介绍了，如何将在前端构建的Table的信息转换为我们Excel引擎需要的信息。
那么我们今天就来讲讲如何用 Rust 写一个 Excel 引擎 。
好了，天不早了，干点正事哇。
我们能所学到的知识点 ❝ 1. 设计思路 Excel是一个压缩文件先说可能打破大家认知的结论
❝ Excel的 .xlsx 文件实际上是一个包含多个 XML 文件的压缩文件。
为了论证这个结论，我们来实际操作一下。(我用的是Mac，所以下面的操作都是基于Mac，至于其他环境大家可自行验证)
这是我们上一篇文件生成的excle文件。当然，你也可以用你本机的资源。
我们使用终端命令来执行excel的解压操作。(并且该文件的名字为test.xlsx)
假设 .xlsx 文件在桌面上：
cd ~/Desktop更改扩展名 ：
将 .xlsx 文件扩展名更改为 .zip：
mv test.xlsx test.zip解压 ZIP 文件 ：
使用 unzip 命令解压 ZIP 文件：
unzip test.zip -d test_folder这将会把 .zip 文件解压到 test_folder 目录中。
然后，我们切换到test_folder 目录中,执行Vscode的快捷命令 -code .。
就会看到下面的目录结构
我们来简单解释一下比较重要文件的含义
worksheets文件夹用于存放excel的sheet信息，由于我们之前的excel只有一个sheet。所以这里只有一个sheet1.xml。如果生成的excel有多个sheet。那么这里就有多个sheetN.xml文件sheetData用于定义excel中每个cell的值sharedStrings.xml是一种优化方案，excel中存在多个相同的值，那么我们可以存放到这里，然后在sheetN.xml引用这些值，可以节省excel的存储空间。styles.xml用于存放excel的样式信息。虽然，我们的引擎暂未支持样式的处理，但是后期也是可以把这块给加上的。啥是 XML 关于xml有很多文章来介绍它。我们在摘录关于维基百科\_xml [1] 的定义。
❝ XML是一种用于存储、传输和重建任意数据的标记语言 和文件格式 。其定义了一套用于编码文档的规则，这些规则使得文档既易于人类阅读，也易于机器处理。
然后，如果大家不想看英文内容，大家也可以看xml 中文解释 [2] ,这里就不过多解释了。但是呢，有一点还是想多啰嗦下。
❝ Open XML Formats 到此为止，我已经默认大家已经对xml有了些许的了解。然后，我们再解释一个概念。
上面说了，excel是一堆xml组成的压缩文件。其实呢，还有一个定语，是符合Open XML Formats格式的xml。
我们还是直接从Office*Open_XML*维基百科 [3] 中寻找答案。
❝ Office Open XML（也非正式地称为 OOXML）是微软开发的一种基于 XML 的压缩文件格式 ，用于表示spreadsheets(也就是excel)、ppt和word。
在 Excel 中使用 XML 为了更加深大家对Excel的理解，或者更准确的说是Excel和xml之前的关系。我们写一个简单的Node应用。
❝ 注意：我们需要构造符合 Excel 标准的 XML 结构
具体代码如下：
const fs = require ('fs' );// 用来生成 Excel XML 格式的函数 function generateExcelXml (data ) const xmlHeader = `` ;const worksheetXml = ` ;// 创建表格行 let rowsXml = '' ;row =>''
;cell =>`${cell} | ` ;'' ;const footerXml = ` ;// 合并所有部分 const fullXml = `${xmlHeader} ${worksheetXml} ${rowsXml} ${footerXml} ` ;return fullXml;// 示例数据 const data = ['Name' , 'Age' , 'City' ],'北宸' , 25 , '北京' ],'南蓁' , 30 , '山西' ],'Front789' , 35 , '晋中' ]// 生成 XML 内容 const xmlContent = generateExcelXml(data);// 保存为 Excel 可读取的 XML 文件 'workbook.xml' , xmlContent, 'utf8' );代码说明： XML 头部 ：指定了 XML 文件的版本和编码方式。Excel 使用 ss 命名空间来定义 XML 文件的结构。Sheet1。保存文件 ：将生成的 XML 内容写入 workbook.xml 文件。然后，我们运行上面的代码后，就会生成一个 workbook.xml 文件。随后，我们将该文件拖入到WPS中。
看到的效果如下：
可以看到，我们刚才用代码生成的xml，是正常显示为excel格式。并且数据也是正确的。
❝ 还有一点需要说明，当我们把刚才生成的xml拖入到WPS时，它会跳出一个提示框，问你需要将该xml以何种模式展示。这步也反向证明了Office_Open_XML 是微软开发的一种基于 XML 的压缩文件格式，用于表示 spreadsheets(也就是 excel)、ppt 和 word 这个概念。
2. 代码结构 项目初始化 该内容，在上一篇讲过，我们就直接复制过来了。
我们通过cargo new --lib table2excel来构建一个项目。
同时呢，我们在项目根目录中创建用于打包优化的文件。
这个我们在之前的Rust 赋能前端：为 WebAssembly 瘦身 中介绍过相关概念，这里就不再赘述了。
项目结构 在src目录下，我们有如下的目录结构
├── json2sheet.rsjson2sheet.rs在上一篇文章中讲过，它的作用就是将前端页面中传入的json转换为构建xml的所需结构lib.rs这里只有一个函数，就是我们在前端调用的主函数generate_excelsheet_data.rs:该文件用于基于json2sheet.rs返回的数据和json中特定的数据，构建xml的数据部分struct_define.rs:用于存放该项目中用到的Structlog_to_console封装web_sys[4] ::console，用于在前端中打印信息set_panic_hook封装console_error_panic_hook[5] ,让错误更好的控制台捕获xml.rs:基于sheet_data拼装xml信息xml_meta:用于生成符合open xml的元数据信息下面，我们就会拿我认为主要的代码，来讲讲核心逻辑。
3. 核心代码解释 lib.rs 引入第三方包和自定义模块 use struct_define::{ CellValue, InnerCell };use wasm_bindgen::prelude::*;use std::io::prelude::*;use zip;use zip::write::FileOptions;use std::io::Cursor;pub mod struct_define;pub mod xml;pub mod utils;pub mod json2sheet;pub mod xml_meta;pub mod sheet_data;const ROOT_RELS: &'static [u8 ] = br#" ;wasm_bindgen [6] 这是Rust编译为WebAssembly绕不开的大山,这里就不再展示细说了。
zip [7] :前面说了，excel就是一堆xml的zip压缩包。所以，我们使用zip来处理压缩
std::io::Cursor:Cursor 是一种用于内存缓冲区的类型，它提供了对内存中的数据进行读取和写入的功能。
通过实现 Seek，Cursor 使得这些缓冲区可以像文件一样进行随机访问 。 Cursor 可用于多种类型的缓冲区，比如 Vec 和切片 (&[u8])，并能够利用标准库中的 I/O 特性实现数据的读取和写入 。核心代码 ❝ 该代码的主要功能是生成一个 Excel 文件（.xlsx 格式），它通过将 JSON 数据处理为 Excel 格式并使用 zip 压缩库将其封装成一个 .xlsx 文件。
#[wasm_bindgen] pub async fn generate_excel Result <Vec <u8 >, JsValue> {// 解析前端传入的数据 let data = json2sheet::process_json(raw_data);let mut shared_strings = vec! ();let mut sheets_info: Vec String, String )> = vec! ();// 创建压缩文件的内存缓冲区 let buf: Vec <u8 > = vec! ();let w = Cursor::new(buf);let mut zip = zip::ZipWriter::new(w);let options = FileOptions::default()0o755 );let sheet = &data.data;let mut rows: Vec <Vec > = vec! ();// 将行数据处理成 InnerCell 格式 if let Some (cell) = &sheet.cells {for (row_index, row) in cell.iter().enumerate() {let mut inner_row: Vec = vec! ();for (col_index, cell) in row.iter().enumerate() {if let Some (value) = cell {let cell_name = sheet_data::cell_offsets_to_index(row_index, col_index);let mut inner_cell = InnerCell::new(cell_name);if let Ok (_) = value.parse::<f64 >() {else {as u32 );// 获取 sheet 信息并开始写入压缩文件 let sheet_info = sheet_data::get_sheet_info(sheet.name.clone(), 0 );0 .clone(), options).unwrap();// 写入 _rels/.rels 文件 "_rels/.rels" , options).unwrap();// 创建 XML 元数据 let (content_types, rels, workbook) = xml_meta::create_open_xml_meta(sheets_info);// 写入各种 XML 文件 "[Content_Types].xml" , options).unwrap();"xl/_rels/workbook.xml.rels" , options).unwrap();"xl/workbook.xml" , options).unwrap();// 写入 sharedStrings.xml 文件 "xl/sharedStrings.xml" , options).unwrap();0 ).as_bytes()).unwrap();// 完成压缩并返回结果 let res = zip.finish().unwrap();Ok (res.get_ref().to_vec()) ❝ 该函数的主要核心步骤如下：
接收 JSON 数据并处理 ：接收 JsValue 类型的输入数据，这个数据是通过 json2sheet::process_json 函数处理后的 JSON 数据。构建 Excel 数据结构 ：解析并转换 JSON 数据为 InnerCell 格式的行数据，以便在 Excel 中进行存储。生成 Excel 压缩文件（.xlsx 格式） ：通过 zip 库创建一个内存中的 ZIP 文件，并将 Excel 文件的不同部分（如 workbook.xml, sharedStrings.xml）写入该 ZIP 文件。异步处理 ：通过 async/await 使得函数能够在 JavaScript 中异步执行，避免阻塞主线程。下面我们就简单来对代码中重要的核心部分做一个简单的解释。
1. 设置 Panic Hook utils::set_panic_hook();这行代码设置了一个 Panic Hook，用于在 Rust 中发生 panic 时，能够捕获并进行适当的处理。通常在 WebAssembly 中使用它来处理错误。
2. 处理 JSON 数据 let data = json2sheet::process_json(raw_data);process_json 函数处理传入的 JSON 数据，将其转换成适合构建 Excel 的数据结构。raw_data 是通过 JsValue 类型传入的，在调用该函数后，它被转换成一个包含 Excel 工作表数据的结构（例如：行、列、单元格等）。
3. 初始化压缩文件 (ZIP) let buf: Vec <u8 > = vec! ();let w = Cursor::new(buf);let mut zip = zip::ZipWriter::new(w);这段代码创建了一个内存缓冲区（Vec），并将其包装在 Cursor 中。zip::ZipWriter 用于创建一个 ZIP 文件，在其中写入 Excel 文件的各个部分。
4. 写入工作表数据（行数据） if let Some (cell) = &sheet.cells {for (row_index, row) in cell.iter().enumerate() {let mut inner_row: Vec = vec! ();for (col_index, cell) in row.iter().enumerate() {// 省略部分代码 这一部分将从 cells（一个包含 Excel 工作表所有行的 Vec>> ）中获取每一行数据，逐个单元格处理，将每个单元格的数据转换为 InnerCell 对象，并将它们组织成行。每个 InnerCell 可能是直接存储值（如数字），或者是共享字符串（如果该单元格是文本）。所有的共享字符串都会被存储在 shared_strings 中。
5. 写入 Excel 文件的各个部分 let sheet_info = sheet_data::get_sheet_info(sheet.name.clone(), 0 );0 .clone(), options).unwrap();这段代码处理工作表（sheet_info），并将其写入 ZIP 文件中。它还将当前工作表的数据（如行、列、合并单元格等）写入到 ZIP 文件中。
6. 写入其他 Excel 文件元数据 zip.start_file("_rels/.rels" , options).unwrap();这部分写入 Excel 文件的关系文件（_rels/.rels），它用于描述文件之间的关系，例如工作表与数据文件之间的关系。
接下来的代码还会写入 Excel 文件所需的其他 XML 文件：
[Content_Types].xml：描述 Excel 文件中各种文件类型。xl/_rels/workbook.xml.rels：描述工作簿的关系文件。xl/workbook.xml：工作簿的主 XML 文件。xl/sharedStrings.xml：存储共享字符串（如文本）数据。❝ 这些文件，我们在文章刚开始就用见到过了，也就是说这些文件是构成excel压缩文件的基础
7. 完成 ZIP 压缩并返回结果 let res = zip.finish().unwrap();Ok (res.get_ref().to_vec())在完成所有数据写入后，调用 zip.finish() 来结束 ZIP 文件的创建。最后，返回一个 Vec，它包含了压缩后的 .xlsx 文件内容。
json2sheet.rs - 处理 JSON 数据 这步，我们在上一篇文章中(Rust 赋能前端： 纯血前端将 Table 导出 Excel 讲过了，为了不让文章看起来又臭又长，所以这里就不再过多解释了。
❝ 总结一句话，其实就是将从前端环境传入的Table的配置信息，转换为我们生成xml需要的数据格式。
sheet_data.rs - 基于信息构建 xml 我们在lib.rs中，当基于sheet.cells信息构建完rows信息后，我们此时其实已经收集了可以构建xml的所有数据信息。那么，我们就可以调用sheet_data::get_sheet_data来处理相关的逻辑。
sheet_data::get_sheet_data(xx).as_bytes()主要代码 ❝ 该函数的主要功能是将传入的 Excel 数据（如单元格内容、列、行、高度、合并单元格等）转换成符合 Excel 2006 XML 格式的字符串（即 。它生成的 XML 数据可以嵌入到一个 Excel 文件（.xlsx 文件）中，作为excel的数据部分 。这个过程是通过构造 XML 元素并为其添加属性和子元素来实现的 。
pub fn get_sheet_data Vec <Vec >,Option <Vec <Option >>,Option <Vec <Option >>,Option <Vec >String {let mut worksheet = Element::new("worksheet" );let mut sheet_view = Element::new("sheetView" );"workbookViewId" , "0" );let mut sheet_views = Element::new("sheetViews" );vec! [sheet_view]);let mut sheet_format_pr = Element::new("sheetFormatPr" );"customHeight" , "1" )"defaultRowHeight" , "15.75" )"defaultColWidth" , "14.43" );let mut cols = Element::new("cols" );let mut cols_children = vec! ();match columns {Some (columns) => {for (index, column) in columns.iter().enumerate() {match column {Some (col) => {let mut column_element = Element::new("col" );"min" , (index + 1 ).to_string())"max" , (index + 1 ).to_string())"customWidth" , "1" )"width" , (col.width / WIDTH_COEF).to_string());None => (),None => (),let mut rows_info: HashMap<usize , &RowData> = HashMap::new();match rows {Some (rows) => {for (index, column) in rows.iter().enumerate() {match column {Some (row) => {None => (),None => (),let mut sheet_data = Element::new("sheetData" );let mut sheet_data_rows = vec! ();for (index, row) in cells.iter().enumerate() {let mut row_el = Element::new("row" );"r" , (index + 1 ).to_string());match rows_info.get(&index) {Some (row_data) => {"ht" , (row_data.height * HEIGHT_COEF).to_string())"customHeight" , "1" );None => (),let mut row_cells = vec! ();for cell in row {let mut cell_el = Element::new("c" );"r" , &cell.cell);match &cell.value {ref v) => {let mut value_cell = Element::new("v" );vec! [value_cell]);"value {}" , v);ref s) => {"t" , "s" );let mut value_cell = Element::new("v" );vec! [value_cell]);None => (),let mut worksheet_children = vec! [sheet_views, sheet_format_pr];if cols_children.len() > 0 {match merged {Some (merged) => {if merged.len() > 0 {let mut merged_cells_element = Element::new("mergeCells" );"count" , merged.len().to_string()).add_children(let p1 = cell_offsets_to_index(from.row as usize , from.column as usize );let p2 = cell_offsets_to_index(to.row as usize , to.column as usize );let cell_ref = format! ("{}:{}" , p1, p2);let mut merged_cell = Element::new("mergeCell" );"ref" , cell_ref);None => (),"xmlns:xm" , "http://schemas.microsoft.com/office/excel/2006/main" )"xmlns:x14ac" , "http://schemas.microsoft.com/office/spreadsheetml/2009/9/ac" )"xmlns:x14" , "http://schemas.microsoft.com/office/spreadsheetml/2009/9/main" )"xmlns:mv" , "urn:schemas-microsoft-com:mac:vml" )"xmlns:mc" , "http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" )"xmlns:mx" , "http://schemas.microsoft.com/office/mac/excel/2008/main" )"xmlns:r" , "http://schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/relationships" )"xmlns" , "http://schemas.openxmlformats.org/spreadsheetml/2006/main" ) 核心功能分析 ❝ 还记得我们文章刚开始的解压缩后的test_folder
1. 初始化工作表元素 let mut worksheet = Element::new("worksheet" );首先，创建一个 worksheet 元素，这个元素将表示整个 Excel 工作表，并作为最终的 XML 输出。
该元素是sheet的根元素
2. 创建 sheetView 和 sheetViews let mut sheet_view = Element::new("sheetView" );"workbookViewId" , "0" );let mut sheet_views = Element::new("sheetViews" );vec! [sheet_view]);sheetView 元素描述了工作表的视图设置（如显示模式等）。这里添加了一个 sheetView 元素，并设置了其 workbookViewId 属性。sheetViews 是一个容器元素，包含了多个 sheetView 元素。
3. 设置工作表格式 let mut sheet_format_pr = Element::new("sheetFormatPr" );"customHeight" , "1" )"defaultRowHeight" , "15.75" )"defaultColWidth" , "14.43" );sheetFormatPr 元素定义了工作表的格式，包括行高（defaultRowHeight）和列宽（defaultColWidth）等属性。此处设置了默认行高为 15.75 和默认列宽为 14.43。
4. 处理列数据并生成 cols 元素 let mut cols = Element::new("cols" );let mut cols_children = vec! ();这段代码处理传入的列数据（columns）。如果列数据存在，遍历每一列，并根据列的宽度生成 cols 中。每个列元素会包含以下属性：
min 和 max：指定列的范围（这里是单列，min 和 max 都是当前列的索引）。customWidth 和 width：定义列宽度。5. 处理行数据并生成 sheetData let mut sheet_data = Element::new("sheetData" );let mut sheet_data_rows = vec! ();for (index, row) in cells.iter().enumerate() {let mut row_el = Element::new("row" );"r" , (index + 1 ).to_string());for cell in row {let mut cell_el = Element::new("c" );"r" , &cell.cell);这部分代码处理传入的 cells（单元格数据），并为每一行生成一个 |
t="s"：如果单元格是共享字符串，t="s"，并在 ❝ 为了让结构看起来顺畅，我们将解压后的数据，做了部分删减。
6. 处理合并单元格 match merged {Some (merged) => {if merged.len() > 0 {let mut merged_cells_element = Element::new("mergeCells" );"count" , merged.len().to_string()).add_children(// 省略部分代码 None => (),这部分处理了合并单元格的情况。如果传入的 merged 列表不为空，会为每个合并的单元格范围（from 和 to）生成一个
7. 构建最终的 XML 元素 worksheet"xmlns:xm" , "http://schemas.microsoft.com/office/excel/2006/main" )"xmlns:x14ac" , "http://schemas.microsoft.com/office/spreadsheetml/2009/9/ac" )"xmlns:x14" , "http://schemas.microsoft.com/office/spreadsheetml/2009/9/main" )"xmlns:mv" , "urn:schemas-microsoft-com:mac:vml" )"xmlns:mc" , "http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" )"xmlns:mx" , "http://schemas.microsoft.com/office/mac/excel/2008/main" )"xmlns:r" , "http://schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/relationships" )"xmlns" , "http://schemas.openxmlformats.org/spreadsheetml/2006/main" )这部分代码为工作表元素添加了多个 XML 命名空间（xmlns），以确保生成的 XML 文件符合 Excel 文件的标准。接着，将所有的子元素（如 sheetView、sheetData、mergeCells 等）添加到 worksheet 元素中。
8. 返回 XML 字符串 worksheet.to_xml()最后，将 worksheet 元素转化为 XML 字符串并返回。这是生成的工作表的 XML 格式，可以嵌入到 .xlsx 文件中。
xml.rs 可以从上面代码中，我们看到很多Element::new的操作。
其实，这个Element是在xml.rs中维护的。
use std::borrow::Cow;struct Attr 'a >(Cow<'a , str >, Cow<'a , str >);pub struct Element 'a > {'a , str >,Vec 'a>>,'a >enum Content 'a > {'a , str >),Vec 'a>>)impl <'a > Element<'a > {pub fn new (tag: S) -> Element<'a > where S: Into 'a, str >> {vec! (),pub fn add_attr (&mut self , name: S, value: T) -> &mut Self where S: Into 'a, str >>, T: Into 'a, str >> {self .attributes.push(Attr(name.into(), to_safe_attr_value(value.into())));self pub fn add_value (&mut self , value: S) where S: Into 'a, str >> {self .content = Content::Value(to_safe_string(value.into()));pub fn add_children mut self , children: Vec 'a>>) {if children.len() != 0 {self .content = Content::Children(children);pub fn to_xml mut self ) -> String {let mut result = String ::new();r#""# );self .to_string()); ❝ 这段代码实现了一个简单的 XML 生成器 ，它允许通过构建 Element 结构体及其子元素来生成符合 XML 格式的字符串
我们可以从Element的结构体定义就知道。
pub struct Element 'a > {'a , str >,Vec 'a>>,'a > 这个就是为了生成XML元素量身打造 的。(回想一下，我们在文章开头讲的XML概念)
然后还为该结构体，实现了add_attr/add_value/add_children/to_xml等方法。用于执行对应的任务。
xml_meta.rs 接下来，我们就是要构建xml的元数据信息。
我们在lib.rs中通过调用xml_meta::create_open_xml_meta来生成对应的信息。
// 创建 XML 元数据 let (content_types, rels, workbook) = xml_meta::create_open_xml_meta(sheets_info);// 写入各种 XML 文件 "[Content_Types].xml" , options).unwrap();"xl/_rels/workbook.xml.rels" , options).unwrap();"xl/workbook.xml" , options).unwrap();由于这块代码属于模板类型，也没啥逻辑可讲，我们就一带而过了哈。
该函数涉及到三个文件的信息构建。
[Content_Types].xml 对应我们excel的文件就是[Content_Types].xml。
xl/_rels/workbook.xml.rels 对应我们excel的文件就是xl/_rels/workbook.xml.rels。
xl/workbook.xml 对应我们excel的文件就是xl/workbook.xml。
最后，我们将这些拼装好的字符信息，返回给函数调用处。
(content_types.to_xml(), relationships.to_xml(), workbook.to_xml())最后，传入到zip中，进行文件的生成。
后记 分享是一种态度 。
好了，到这里，我们已经把我认为的核心代码已经讲解完了，其实比较的核心的部分就是
json2sheet::process_json 处理前端传入的jsonsheet_data::get_sheet_data 基于一些信息，用于构建符合excel的xml结构xml_meta::create_open_xml_meta这块呢，其实没啥含金量，只是一些配置信息的堆叠全文完，既然看到这里了，如果觉得不错，随手点个赞和“在看”吧。
[1] 维基百科_xml: https://en.wikipedia.org/wiki/XML
[2] xml中文解释: https://aws.amazon.com/what-is/xml/
[3] Office_Open_XML_维基百科: https://en.wikipedia.org/wiki/Office_Open_XML
[4] web_sys: https://crates.io/crates/web-sys
[5] console_error_panic_hook: https://crates.io/crates/console_error_panic_hook
[6] wasm_bindgen: https://crates.io/crates/wasm-bindgen
[7] zip: https://crates.io/crates/zip
