Java 使用 Apache POI 修复 Excel 数据：EM 算法填充缺失值及日期修正

在数据处理过程中，我们经常会遇到数据缺失或错误的情况。本文将介绍如何使用 Java 和 Apache POI 库来修复 Excel 数据，包括使用 EM 算法填充缺失值以及修正日期格式和顺序。

问题背景

假设我们有一个 Excel 文件，其中包含日期和一些数值数据。由于某些原因，数据中存在缺失值和日期错乱的情况。我们需要编写一个程序来修复这些问题。

解决方案

1. 使用 EM 算法填充缺失值

EM 算法是一种迭代算法，用于估计概率模型中缺失数据的可能性。在本例中，我们可以使用 EM 算法来估计缺失数据的合理值。java// 计算EM算法填充的值private static double calculateEM(Sheet sheet, int rowIndex) { // ... 代码逻辑 ...}

// 生成符合正态分布的随机值private static double generateRandomValue(double average, double stdDeviation) { // ... 代码逻辑 ...}

2. 修正日期格式和顺序

在插入缺失数据后，我们需要修正日期格式和顺序。可以使用 DataFormatter 类将日期单元格的值格式化为字符串，然后再将字符串转换为日期类型。java// 更新对应行的日期单元格的值for (int i = 0; i < insertDates.size(); i++) { // ... 代码逻辑 ...

// 格式化日期单元格的值为字符串    DataFormatter dataFormatter = new DataFormatter();    String dateString = dataFormatter.formatCellValue(dateCell);

// 将字符串转换为日期类型    CellStyle dateCellStyle = workbook.createCellStyle();    CreationHelper creationHelper = workbook.getCreationHelper();    dateCellStyle.setDataFormat(creationHelper.createDataFormat().getFormat('yyyy-MM-dd HH:mm:ss'));    dateCell.setCellValue(insertDate);    dateCell.setCellStyle(dateCellStyle);}

完整代码javaimport org.apache.poi.ss.usermodel.*;import org.apache.poi.ss.util.CellUtil;

import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.text.DecimalFormat;import java.util.*;

public class ExcelDataRepair {

public static void main(String[] args) {        // 定义输入文件和输出文件的路径        String inputFile = 'input.xlsx';        try (Workbook workbook = WorkbookFactory.create(new FileInputStream(inputFile))) {            Sheet sheet = workbook.getSheet('P1');            DecimalFormat df = new DecimalFormat('#.##');

        // 创建新的工作表            String newSheetName = 'P1-1';            int sheetIndex = workbook.getSheetIndex(newSheetName);            Sheet newDataSheet;            if (sheetIndex != -1) {                workbook.removeSheetAt(sheetIndex);            }            newDataSheet = workbook.createSheet(newSheetName);

        // 复制原工作表的数据到新的工作表            copySheet(sheet, newDataSheet, workbook);

        // 对每一行进行处理，使用 EM 算法填充缺失值            fillMissingData(newDataSheet, workbook);

        // 插入缺失的时间和数据            insertMissingData(newDataSheet);

        // 将工作簿写入输入文件            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(inputFile);            workbook.write(outputStream);            outputStream.close();            System.out.println('Data filling completed.');        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }

// 复制工作表数据    private static void copySheet(Sheet sourceSheet, Sheet targetSheet, Workbook workbook) {        for (int i = 0; i <= sourceSheet.getLastRowNum(); i++) {            Row oldRow = sourceSheet.getRow(i);            Row newRow = targetSheet.createRow(i);            if (oldRow != null) {                for (int j = 0; j < oldRow.getLastCellNum(); j++) {                    Cell oldCell = oldRow.getCell(j);                    Cell newCell = newRow.createCell(j);                    if (oldCell != null) {                        CellUtil.copyCell(oldCell, newCell);                    }                }            }        }    }

// 使用 EM 算法填充缺失值    private static void fillMissingData(Sheet sheet, Workbook workbook) {        DecimalFormat df = new DecimalFormat('#.##');        for (int i = 1; i <= sheet.getLastRowNum(); i++) {            Row row = sheet.getRow(i);            if (row != null) {                Cell cell = row.getCell(1);                if (cell == null || cell.getCellType() == CellType.BLANK) {                    double avg = calculateEM(sheet, i);                    if (avg > 0) {                        cell = row.createCell(1);                        cell.setCellValue(Double.parseDouble(df.format(avg)));                        CellStyle cellStyle = workbook.createCellStyle();                        DataFormat dataFormat = workbook.createDataFormat();                        cellStyle.setDataFormat(dataFormat.getFormat('0.00'));                        cell.setCellStyle(cellStyle);                    }                }            }        }    }

// 计算 EM 算法填充的值    private static double calculateEM(Sheet sheet, int rowIndex) {        // ... 代码逻辑 ...    }

// 生成符合正态分布的随机值    private static double generateRandomValue(double average, double stdDeviation) {        // ... 代码逻辑 ...    }

// 插入缺失数据    private static void insertMissingData(Sheet sheet) {        Workbook workbook = sheet.getWorkbook();        List<Date> insertDates = new ArrayList<>();

    for (int i = 1; i <= sheet.getLastRowNum(); i++) {            Row currentRow = sheet.getRow(i);            Row nextRow = sheet.getRow(i + 1);

        if (currentRow != null && nextRow != null) {                Cell currentDateCell = currentRow.getCell(0);                Cell nextDateCell = nextRow.getCell(0);

            if (currentDateCell != null && nextDateCell != null && currentDateCell.getCellType() == CellType.NUMERIC && nextDateCell.getCellType() == CellType.NUMERIC) {                    Date currentDate = currentDateCell.getDateCellValue();                    Date nextDate = nextDateCell.getDateCellValue();

                long diff = nextDate.getTime() - currentDate.getTime();                    long diffDays = diff / (24 * 60 * 60 * 1000);

                if (diffDays > 10) {                        int insertCount = (int) (diffDays / 10);

                    for (int j = 1; j <= insertCount; j++) {                            sheet.shiftRows(i + 1, sheet.getLastRowNum(), 1, true, true);                            Row newRow = sheet.createRow(i + 1);                            Cell newDateCell = newRow.createCell(0);                            Cell newDataCell = newRow.createCell(1);

                        long insertTime = currentDate.getTime() + j * 10 * 24 * 60 * 60 * 1000;                            Date insertDate = new Date(insertTime);                            newDateCell.setCellValue(insertDate);                            insertDates.add(insertDate);

                        Cell currentDataCell = currentRow.getCell(1);                            CellStyle currentDataCellStyle = currentDataCell.getCellStyle();                            Cell newDataCell2 = newRow.createCell(1);                            newDataCell2.setCellStyle(currentDataCellStyle);                            newDataCell2.setCellValue(currentDataCell.getNumericCellValue());                        }                        i += insertCount;                    }                }            }        }

    Collections.sort(insertDates);

    // 更新对应行的日期单元格的值        for (int i = 0; i < insertDates.size(); i++) {            Row row = sheet.getRow(i + 1);            Cell dateCell = row.getCell(0);            Date insertDate = insertDates.get(i);

        DataFormatter dataFormatter = new DataFormatter();            String dateString = dataFormatter.formatCellValue(dateCell);

        CellStyle dateCellStyle = workbook.createCellStyle();            CreationHelper creationHelper = workbook.getCreationHelper();            dateCellStyle.setDataFormat(creationHelper.createDataFormat().getFormat('yyyy-MM-dd HH:mm:ss'));            dateCell.setCellValue(insertDate);            dateCell.setCellStyle(dateCellStyle);        }    }}

总结

本文介绍了如何使用 Java 和 Apache POI 库来修复 Excel 数据，包括使用 EM 算法填充缺失值以及修正日期格式和顺序。这只是一个简单的示例，您可以根据自己的需求进行修改和扩展。