1 前言

在我们的实际工作中,经常需要实现打印功能。但由于历史原因,Java提供的打印功能一直都比较弱。实际上最初的jdk根本不支持打印,直到jdk1.1才引入了很轻量的打印支持。所以,在以前用Java/Applet/JSP/Servlet 设计的程序中,较复杂的打印都是通过调用ActiveX/OCX控件或者VB/VC程序来实现的,非常麻烦。实际上,SUN公司也一直致力于Java打印功能的完善,而Java2平台则终于有了一个健壮的打印模式的开端,该打印模式与Java2D图形包充分结合成一体。更令人鼓舞的是,新发布的 jdk1.4则提供了一套完整的"Java 打印服务 API" (Java Print Service API),它对已有的打印功能是积极的补充。利用它,我们可以实现大部分实际应用需求,包括打印文字、图形、文件及打印预览等等。本文将通过一个具体的程序实例来说明如何设计Java打印程序以实现这些功能,并对不同版本的实现方法进行分析比较,希望大家能从中获取一些有益的提示。

2 Java中的打印

2.1 Java的打印API

Java的打印API主要存在于java.awt.print包中。而jdk1.4新增的类则主要存在于javax.print包及其相应的子包javax.print.event和javax.print.attribute中。其中 javax.print包中主要包含打印服务的相关类,而javax.print.event则包含打印事件的相关定义,javax.print.attribute则包括打印服务的可用属性列表等。

2.2 如何实现打印

要产生一个打印,至少需要考虑两条:

需要一个打印服务对象。这可通过三种方式实现:在jdk1.4之前的版本,必须要实现java.awt.print.Printable接口或通过 Toolkit.getDefaultToolkit().getPrintJob来获取打印服务对象;在jdk1.4中则还可以通过 javax.print.PrintSerivceLookup来查找定位一个打印服务对象。 
需要开始一个打印工作。这也有几种实现方法:在 jdk1.4之前可以通过java.awt.print.PrintJob(jdk1.1提供的,现在已经很少用了)调用print或printAll方法开始打印工作;也可以通过java.awt.print.PrinterJob的printDialog显示打印对话框,然后通过print方法开始打印;在jdk1.4中则可以通过javax.print.ServiceUI的printDialog显示打印对话框,然后调用print方法开始一个打印工作。 

2.3 打印机对话框

2.3.1 Printable的打印对话框

开始打印工作之前,可以通过PrinterJob.printDialog来显示一个打印对话框。它给用户一个机会以选择应该打印的页码范围,并可供用户改变打印设置。它是一个本地对话框。


事实上,当从一个Printable对象进行一个打印工作时,打印对象并不知道需要打印多少页。它只是不停地调用print方法。只要print方法返回 Printable.PAGE_EXISTS值,打印工作就不停地产生打印页,直到print方法返回Printable.NO_SUCH_PAGE时,打印工作才停止。

由于打印工作只有在打印完成后才进行准确的页数计算,所以在对话框上的页码范围是尚未初始化的[1,9999]。我们可以通过构建一个java.awt.print.Book对象传递给打印对象;也可以通过指定的格式计算需要打印的页数并传递给打印对象,使其准确地知道要打印多少页。

2.3.2 ServiceUI的打印对话框

与Printable的对话框不同的是,在jdk1.4提供ServiceUI的打印机对话框的缺省行为已经用新的 API 更改了:缺省情况下对话框不显示。我们必须使用ServiceUI类调用printDialog方法创建如下所示的打印对话框。


3 Java打印程序设计实例

3.1 打印文本

3.1.1 应用场景

假设我们需要打印一个窗体的某个文本编辑域(可能只有几行,也可能包含多页)的内容,并且每页最多打印54行,如何实现呢?

3.1.2 解决方法

基本思路如下:首先我们需要实现Printable接口,然后按照每页最多54行的格式计算共需要打印多少页,当打印文本的按钮被点击时,执行相应的打印动作。打印文本的具体操作可通过Graphics2D的drawString方法来实现。

1、实现Printable接口

/*Graphic指明打印的图形环境;PageFormat指明打印页格式(页面大小以点为计量单位,
1点为1英才的1/72,1英寸为25.4毫米。A4纸大致为595×842点);page指明页号*/
  1. public int print(Graphics g, PageFormat pf, int page) throws PrinterException
  2. {
  3.     Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
  4.     g2.setPaint(Color.black); //设置打印颜色为黑色
  5.     if (page >= PAGES) //当打印页号大于需要打印的总页数时,打印工作结束
  6.         return Printable.NO_SUCH_PAGE;
  7.     g2.translate(pf.getImageableX(), pf.getImageableY());//转换坐标,确定打印边界
  8.     drawCurrentPageText(g2, pf, page); //打印当前页文本
  9. return Printable.PAGE_EXISTS; //存在打印页时,继续打印工作
  10. }
  11.     /*打印指定页号的具体文本内容*/
  12.     private void drawCurrentPageText(Graphics2D g2, PageFormat pf, int page)
  13.     {
  14.         String s = getDrawText(printStr)[page];//获取当前页的待打印文本内容
  15.         //获取默认字体及相应的尺寸
  16. FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
  17.         Font f = area.getFont();
  18.         String drawText;
  19.         float ascent = 16;     //给定字符点阵
  20.         int k, i = f.getSize(), lines = 0;
  21.         while(s.length() > 0 && lines < 54) //每页限定在54行以内
  22.         {
  23.             k = s.indexOf('\n'); //获取每一个回车符的位置
  24.             if (k != -1)  //存在回车符
  25.             {
  26.                 lines += 1; //计算行数
  27.                 drawText = s.substring(0, k); //获取每一行文本
  28.                 g2.drawString(drawText, 0, ascent); //具体打印每一行文本,同时走纸移位
  29.                 if (s.substring(k + 1).length() > 0)
  30.                 {
  31.                     s = s.substring(k + 1); //截取尚未打印的文本
  32.                     ascent += i; 
  33.                 }
  34.             }
  35.             else //不存在回车符
  36.             {
  37.                 lines += 1; //计算行数
  38.                    drawText = s; //获取每一行文本
  39.                 g2.drawString(drawText, 0, ascent); //具体打印每一行文本,同时走纸移位
  40.                 s = ""//文本已结束
  41.             }
  42.         }
  43.     }
  44.     /*将打印目标文本按页存放为字符串数组*/
  45.     public String[] getDrawText(String s)
  46.     {
  47.         String[] drawText = new String[PAGES];//根据页数初始化数组
  48.         for (int i = 0; i < PAGES; i++)
  49.             drawText[i] = ""//数组元素初始化为空字符串
  50.         
  51.         int k, suffix = 0, lines = 0;
  52.         while(s.length() > 0)
  53.         {
  54.             if(lines < 54) //不够一页时
  55.             {
  56.                 k = s.indexOf('\n');
  57.                 if (k != -1) //存在回车符
  58.                 {
  59.                     lines += 1; //行数累加
  60.                     //计算该页的具体文本内容,存放到相应下标的数组元素
  61.                     drawText[suffix] = drawText[suffix] + s.substring(0, k + 1);
  62.                     if (s.substring(k + 1).length() > 0)
  63.                         s = s.substring(k + 1);
  64.                 }
  65.                 else
  66.                 {
  67.                     lines += 1; //行数累加
  68.                     //将文本内容存放到相应的数组元素
  69.                     drawText[suffix] = drawText[suffix] + s; 
  70.                     s = "";
  71.                 }
  72.             }
  73.             else //已满一页时
  74.             {
  75.                 lines = 0; //行数统计清零
  76.                 suffix++; //数组下标加1
  77.             }
  78.         }
  79.         return drawText;
  80.     }


2、计算需要打印的总页数

  1.     public int getPagesCount(String curStr)
  2.     {
  3.         int page = 0;
  4.         int position, count = 0;
  5.         String str = curStr;
  6.         while(str.length() > 0) //文本尚未计算完毕
  7.         {
  8.             position = str.indexOf('\n'); //计算回车符的位置
  9.             count += 1; //统计行数
  10.             if (position != -1)
  11.                 str = str.substring(position + 1); //截取尚未计算的文本
  12.             else
  13.                 str = ""//文本已计算完毕
  14.         }

  15.         if (count > 0)
  16.             page = count / 54 + 1; //以总行数除以54获取总页数

  17.         return page; //返回需打印的总页数
  18.     }

    
3.1、以jdk1.4以前的版本实现打印动作按钮监听,并完成具体的打印操作

  1.     private void printTextAction()
  2.     {
  3.         printStr = area.getText().trim(); //获取需要打印的目标文本
  4.         if (printStr != null && printStr.length() > 0) //当打印内容不为空时
  5.         {
  6.             PAGES = getPagesCount(printStr); //获取打印总页数
  7.             PrinterJob myPrtJob = PrinterJob.getPrinterJob(); //获取默认打印作业
  8.             PageFormat pageFormat = myPrtJob.defaultPage(); //获取默认打印页面格式
  9.             myPrtJob.setPrintable(this, pageFormat); //设置打印工作
  10.             if (myPrtJob.printDialog()) //显示打印对话框
  11.             {
  12.                 try
  13.                 {
  14.                     myPrtJob.print(); //进行每一页的具体打印操作
  15.                 }
  16.                 catch(PrinterException pe)
  17.                 {
  18.                     pe.printStackTrace();
  19.                 }
  20.             }
  21.         }
  22.         else
  23.         {
  24.             //如果打印内容为空时,提示用户打印将取消
  25.             JOptionPane.showConfirmDialog(null
  26.               "Sorry, Printer Job is Empty, Print Cancelled!""Empty"
  27.          JOptionPane.DEFAULT_OPTION, JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
  28.         }
  29.     }

3.2、以jdk1.4新版本提供的API实现打印动作按钮监听,并完成具体的打印操作

  1.     private void printText2Action()
  2.     {
  3.         printFlag = 0; //打印标志清零
  4.         printStr = area.getText().trim();//获取需要打印的目标文本
  5.         if (printStr != null && printStr.length() > 0) //当打印内容不为空时
  6.         {
  7.             PAGES = getPagesCount(printStr); //获取打印总页数
  8.             //指定打印输出格式
  9.             DocFlavor flavor = DocFlavor.SERVICE_FORMATTED.PRINTABLE;
  10.             //定位默认的打印服务
  11. PrintService printService = PrintServiceLookup.lookupDefaultPrintService();
  12.             //创建打印作业
  13. DocPrintJob job = printService.createPrintJob();
  14.             //设置打印属性
  15. PrintRequestAttributeSet pras = new HashPrintRequestAttributeSet();
  16.             DocAttributeSet das = new HashDocAttributeSet();
  17.             //指定打印内容
  18. Doc doc = new SimpleDoc(this, flavor, das);
  19.             //不显示打印对话框,直接进行打印工作
  20.             try
  21.             {
  22.                 job.print(doc, pras); //进行每一页的具体打印操作
  23.             }
  24.             catch(PrintException pe)
  25.             {
  26.                 pe.printStackTrace();
  27.             }
  28.         }
  29.         else
  30.         {
  31.             //如果打印内容为空时,提示用户打印将取消
  32.             JOptionPane.showConfirmDialog(null
  33.               "Sorry, Printer Job is Empty, Print Cancelled!"
  34.               "Empty"JOptionPane.DEFAULT_OPTION, 
  35.               JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
  36.         }
  37.     }

3.2 打印预览

3.2.1应用场景

大多少商业应用都需要提供打印预览机制,它可以让我们在屏幕上看到页面,这样就不会因为不喜欢的打印结果而浪费纸张。假设我们在打印上一节所说的文本之前,需要先进行打印预览。那么该怎么实现呢?

界面实现图示如下:(Next预览下一页,Preview预览前一页,Close则关闭预览)

3.2.2解决方法

基本思路:虽然Java2平台的打印API并不提供标准的打印预览对话框,但是自己来进行设计也并不复杂。正常情况下,print方法将页面环境绘制到一个打印机图形环境上,从而实现打印。而事实上,print方法并不能真正产生打印页面,它只是将待打印内容绘制到图形环境上。所以,我们可以忽略掉屏幕图形环境,经过适当的缩放比例,使整个打印页容纳在一个屏幕矩形里,从而实现精确的打印预览。

在打印预览的设计实现中,主要需要解决两个问题。第一,如何将打印内容按合适的比例绘制到屏幕;第二,如何实现前后翻页。下面我给出这两个问题的具体实现方法,完整的实现请参看附件中的PrintPreviewDialog.java文件。

  1. /*将待打印内容按比例绘制到屏幕*/
  2. public void paintComponent(Graphics g)
  3.     {
  4. super.paintComponent(g);
  5.         Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
  6.         PageFormat pf = PrinterJob.getPrinterJob().defaultPage(); //获取页面格式

  7.         double xoff; //在屏幕上页面初始位置的水平偏移
  8.         double yoff; //在屏幕上页面初始位置的垂直偏移
  9.         double scale; //在屏幕上适合页面的比例
  10.         double px = pf.getWidth(); //页面宽度
  11.         double py = pf.getHeight(); //页面高度
  12.         double sx = getWidth() - 1;
  13.         double sy = getHeight() - 1;
  14.         if (px / py < sx / sy)
  15.         {
  16.             scale = sy / py; //计算比例
  17.             xoff = 0.5 * (sx - scale * px); //水平偏移量
  18.             yoff = 0;
  19.         }
  20.         else
  21.         {
  22.             scale = sx / px; //计算比例
  23.             xoff = 0;
  24.             yoff = 0.5 * (sy - scale * py); //垂直偏移量
  25.         }
  26.         g2.translate((float)xoff, (float)yoff); //转换坐标
  27.         g2.scale((float)scale, (float)scale);

  28.         Rectangle2D page = new Rectangle2D.Double(0, 0, px, py); //绘制页面矩形
  29.         g2.setPaint(Color.white); //设置页面背景为白色
  30.         g2.fill(page);
  31.         g2.setPaint(Color.black);//设置页面文字为黑色
  32.         g2.draw(page);

  33.         try
  34.         {
  35.             preview.print(g2, pf, currentPage); //显示指定的预览页面
  36.         }
  37.         catch(PrinterException pe)
  38.         {
  39.             g2.draw(new Line2D.Double(0, 0, px, py));
  40.             g2.draw(new Line2D.Double(0, px, 0, py));
  41.         }
  42. }
  43. /*预览指定的页面*/
  44. public void viewPage(int pos)
  45.     {
  46.         int newPage = currentPage + pos;
  47.         //指定页面在实际的范围内
  48.         if (0 <= newPage && newPage < preview.getPagesCount(printStr))
  49.         {
  50.             currentPage = newPage; //将指定页面赋值为当前页
  51.             repaint();
  52.         }
  53.     }

这样,在按下"Next"按钮时,只需要调用canvas.viewPage(1);而在按下"Preview"按钮时,只需要调用canvas.viewPage(-1)即可实现预览的前后翻页。

3.3 打印图形

3.3.1应用场景

在实际应用中,我们还需要打印图形。譬如,我们有时需要将一个Java Applet的完整界面或一个应用程序窗体及其所包含的全部组件都打印出来,又应该如何实现呢?

3.3.2解决方法

基本思路如下:在Java的Component类及其派生类中都提供了print和printAll方法,只要设置好属性就可以直接调用这两个方法,从而实现对组件及图形的打印。

  1. /*打印指定的窗体及其包含的组件*/
  2. private void printFrameAction()
  3. {
  4. Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit(); //获取工具箱
  5.     Properties props = new Properties();
  6.     props.put("awt.print.printer""durango");//设置打印属性
  7.     props.put("awt.print.numCopies""2");
  8.     if(kit != null)
  9.     {
  10.         //获取工具箱自带的打印对象
  11. PrintJob printJob = kit.getPrintJob(this"Print Frame", props); 
  12.         if(printJob != null)
  13.         {
  14.             Graphics pg = printJob.getGraphics();//获取打印对象的图形环境
  15.             if(pg != null)
  16.             {
  17.                 try
  18.                 {
  19.                     this.printAll(pg);//打印该窗体及其所有的组件
  20.                 }
  21.                 finally
  22.                 {
  23.                     pg.dispose();//注销图形环境
  24.                 }
  25.             }
  26.             printJob.end();//结束打印作业
  27.         }
  28.     }
  29. }


3.4 打印文件

3.4.1应用场景

在很多实际应用情况下,我们可能都需要打印用户指定的某一个文件。该文件可能是图形文件,如GIF、JPEG等等;也可能是文本文件,如TXT、Java文件等等;还可能是复杂的PDF、DOC文件等等。那么对于这样的打印需求,我们又应该如何实现呢?

3.4.2解决方法

基本思路:在jdk1.4以前的版本,要实现这样的打印功能将非常麻烦和复杂,甚至是难以想象的。但幸运的是,jdk1.4的打印服务API提供了一整套的打印文件流的类和方法。利用它们,我们可以非常方便快捷地实现各式各样不同类型文件的打印功能。下面给出一个通用的处理方法。

  1. /*打印指定的文件*/
  2. private void printFileAction()
  3. {
  4. //构造一个文件选择器,默认为当前目录
  5. JFileChooser fileChooser = new JFileChooser(SystemProperties.USER_DIR);
  6.     int state = fileChooser.showOpenDialog(this);//弹出文件选择对话框
  7.     if (state == fileChooser.APPROVE_OPTION)//如果用户选定了文件
  8.     {
  9.         File file = fileChooser.getSelectedFile();//获取选择的文件
  10.         //构建打印请求属性集
  11.         PrintRequestAttributeSet pras = new HashPrintRequestAttributeSet();
  12.         //设置打印格式,因为未确定文件类型,这里选择AUTOSENSE
  13.         DocFlavor flavor = DocFlavor.INPUT_STREAM.AUTOSENSE;
  14.         //查找所有的可用打印服务
  15.         PrintService printService[] = PrintServiceLookup.lookupPrintServices(flavor, pras);
  16.         //定位默认的打印服务
  17.         PrintService defaultService = PrintServiceLookup.lookupDefaultPrintService();
  18.         //显示打印对话框
  19. PrintService service = ServiceUI.printDialog(null, 200, 200, printService
  20.                                            , defaultService, flavor, pras);
  21.         if (service != null)
  22.         {
  23.             try
  24.             {
  25.                 DocPrintJob job = service.createPrintJob();//创建打印作业
  26.                 FileInputStream fis = new FileInputStream(file);//构造待打印的文件流
  27.                 DocAttributeSet das = new HashDocAttributeSet();
  28.                 Doc doc = new SimpleDoc(fis, flavor, das);//建立打印文件格式
  29.                 job.print(doc, pras);//进行文件的打印
  30.             }
  31.             catch(Exception e)
  32.             {
  33.                 e.printStackTrace();
  34.             }
  35.         }
  36.     }
  37. }


在上面的示例中,因尚未确定文件的类型,所以将指定文件的打印格式定义为 DocFlavor.INPUT_STREAM.AUTOSENSE。事实上,如果在进行打印之前,就已确定地知道文件的格式,如为GIF,就应定义为 DocFlavor.INPUT_STREAM.GIF ;如为PDF,就应该定义为DocFlavor.INPUT_STREAM.PDF;如为纯 ASCII文件,就可以定义为 DocFlavor.INPUT_STREAM.TEXT_HTML_US_ASCII。等等。jdk1.4的javax.print.DocFlavor提供了极为丰富的文件流类型,你可以根据具体的应用需求进行合适的选择。具体的API参考文档可见本文的参考资料3。

4 结束语

以上是本人在两年多J2EE应用开发中,总结的关于用Java进行打印程序设计的一些经验,希望能给大家一些启示和裨益。尽管目前用Java来实现打印功能与用Microsoft的MFC API相比确实有更多的麻烦。但jdk1.4 的推出,对Java以前较弱的打印功能是一个极好的补充。相信大家如果能够很好地理解前文所述的打印程序设计实例,并加以应用和拓展,应该可以解决目前大部分应用的实际编程问题。而随着Java的进一步发展和完善,必将更好地充实其基础类库及打印API,相信用Java实现高级打印功能也将越来越不成为我们这些Java痴迷者头痛的问题。

5 参考资料

《Java2核心技术 卷Ⅱ:高级特性》 机械工业出版社 
Java打印服务参考文档:http://java.sun.com/j2se/1.4/docs/guide/jps/ 
jdk1.4 API参考文档:http://java.sun.com/j2se/1.4/docs/api/

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