【原创】JavaFx程序解决Jupyter Notebook导出PDF不显示中文

0.ATTENTION！！！　

　　　　　　　　　　 JavaFx里是通过Java调用控制台执行的的jupyter和xelatex指令，

　　　　　　　　　　 这些个指令需要在本地安装Jupyter和MikTeX之后才能正常在电脑上运行

1.【问题背景】

　　1.1 最近写了一个大数据的小练习，感觉那个有点用，就想导出PDF去打印

　　　　 然后问题来了：导出的PDF不显示中文！！！（可惜那一块多钱）。

　　　　 网上教程差不多就是用juypter和xlatex命令进行转换，但是这样一个一个转感觉有点麻烦，

　　　　 然后就想着写一个Java程序看看能不能自己选择文件进行PDF转换

　　　　 然后探索的过程就开始了

　　1.2 一有问题当然是先问度娘了，找了一波后发现可以通过命令提示符（CMD）以命令的方式创建创建出pdf，这就很灵性了。

　　　　 虽然直接在Jupyter Notebook里可以更简单地直接导出PDF，

　　　　 但是对于希望在PDF里显示中文的同学来说，能够方便一点导出pdf文件的话，何乐而不为嘞

2.【基本过程】

　   2.1 我找的解决方案挺简单的，大概分三步：a): 一条命令通过source.ipynb文件生成source.tex文件 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    b): 用编辑器打开source.tex，在指定位置添加文本

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    c):一条命令通过source.tex文件生成一系列文件，这里面就包括了source.pdf

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    d):上面的处理方式都是通过Java实现，在控制台运行指令也是通过Java调用的（真好玩）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    嘿嘿，听起来挺简单的，写着写着你会发现还真的挺简单的，还有一点瓜

3.【操作环境以及相关准备】

　　3.1   win10+IDEA+jdk8+anaconda+Jupyter Notebook+MikTeX+Pandoc+JavaFx（SceneBuilder）

　　3.2   要通过Jupyter Notebook转PDF的话要用MikTeX和Pandoc，MikTeX需要配置环境

　　3.3    MikTeX下载地址：https://miktex.org/download              

　　　　    Pandoc下载地址：https://github.com/jgm/pandoc/releases/tag/2.3.1

　　3.4    把MikTex添加到系统环境变量里

　　　　　　

---

 

4.【Java控制台实现方式】

　　4.1 介绍：最初就是写了一个控制台程序，然后为了能够成功导出PDF就一直在堆代码，最后就是成功导出PDF

　　4.2 代码：因为一开始就是为了写功能而写代码，所以感觉把这个写死了，因为测试就是针对一个文件来写的，不过问题不大，

　　　　　　　 后面我又写了一个JavaFx的，相关注释我都写在里面了

　　　　

import java.io.*;

public class Main {

    private static String path = "D:\JupyterNotebook";
    private static File sourceFile = new File("D:\JupyterNotebook\pandas_test.tex");

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            System.out.println(args[i]);
        }
        change2Tex();
        File bufferFile = createTexFile();  //获取创建的文件对象
        delay() ;                           //延时
        modifyTex(bufferFile);              //修该Tex文件
        change2PDF();                       //将Tex文件转化成PDF文件
    }


    /**
     * 延一个时，
     * java建文件比命令提示符快
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void delay() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            Thread.sleep(1000);
        }
    }

    /**
     * 通过简单的命令
     * 将文件转化为tex文件
     * 执行cmd
     *
     * jupyter nbconvert --to latex yourNotebookName.ipynb
     * 将文件里   documentclass[11pt]{article}后面加上下面这三行
     * \usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}
     * \setmainfont{Microsoft YaHei}
     * 将latex转化为pdf
     * xelatex yourNotebookName.tex
     */
    public static void change2Tex() throws IOException {

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        String cmd = "cmd /k start  jupyter nbconvert --to latex " + path + "\pandas_test.ipynb";  //cmd指令，cmd /k start + 指令,运行五玩了指令就关闭cmd
        System.out.println(cmd);
        System.out.println(path);
        runtime.exec(cmd);
    }

    /**
     * 将tex文件转化成pdf文件
     *
     * @throws IOException
     */
    public static void change2PDF() throws IOException {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        String cmd = "cmd /k start xelatex afterInsertText.tex";
        runtime.exec(cmd, null, new File(path));//注意这里：exec里有三个参数，这个方法可以指定在path文件夹打开cmd，然后运行cmd指令
    }

    /**
     * 创建Tex文件
     *
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static File createTexFile() throws IOException {

        File tempFile = new File("D:\JupyterNotebook");        //判断这个文件夹在不在
        if (!tempFile.exists()) {
            tempFile.mkdir();
        }

        File bufferTopTex = new File("D:\JupyterNotebook", "afterInsertText.tex");     //判断这个文件在不在
        if (!bufferTopTex.exists()) {           //不在的话创建文件，
            bufferTopTex.createNewFile();
        }
        //在后面会把源.tex文件要修改的位置前面的数据写到下面这个文件(虽然下面是个对象，意思应该能懂)里面，
        // 然后接着在后面添加文本，最后把源tex剩下的数据写到这个文件里
        return bufferTopTex;
    }

    /**
     * 文件读写，在文件后面添加需要添加的指令
     *
     * @throws IOException
     */
    public static void modifyTex(File file) throws IOException {
        
        RandomAccessFile topTex = new RandomAccessFile(file, "rw");     //在本地创建的afterInsertText.tex文件

        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(sourceFile, "rw");  //获取源.tex文件

        String line;
        
        //在下面是对readLine()取到的数据进行转码，这是一个解决乱码的好方式
        //注意在下面每用一次readLine()，那个指向行号的指针就会向下移动一次，和ResultSet里的rs.next()有点像
        while ((line = new String(raf.readLine().getBytes("ISO-8859-1"), "utf-8")) != null) {
            topTex.write(("
" + line).getBytes());
            if (line.equals("\documentclass[11pt]{article}")) {
                topTex.write((" 
\usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}").getBytes());
                topTex.write(("
\setmainfont{Microsoft YaHei}").getBytes());
                topTex.write(("
\usepackage{ctex} ").getBytes());
                break;
            }
        }

        while (true) {
            final String temp;
            if ((temp = raf.readLine()) == null) {
                break;
            } else {
                line = new String(temp.getBytes("ISO-8859-1"), "utf-8");
                topTex.write(("
" + line).getBytes());
            }
        }
    }
}

 

　　4.3 运行结果：emmmmmmm，这个运行完了就自己关掉了，不好截图，看看其他的吧

　　　　

　　　　4.3.1 只有一个.ipynb文件：

　　　　　　　　

　　　　　　　　然后运行一下程序：

　　　　　　　　　　先是Java程序生成的afterInsertText.tex文件

　　　　　　　　

 

　　　　　　　　　　然后接着运行到结束就会生成这些文件，可以看到pdf自动生成了

　　　　　　    　　

　　　　　　　　   　　最后看一眼有没有中文：

　　　　　　　　　　

 

-----------------可以看出，上面的pdf是有中文的，成功-----------------

Tip_1:在这里给出要用到的cmd命令：

　　1.jupyter nbconvert --to latex yourNotebookName.ipynb

　　2.将文件里 documentclass[11pt]{article}后面加上下面这三行
           　　     usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}
　　　　　　　　　　　　setmainfont{Microsoft YaHei}

　　　　　　　　　　    usepackage{ctex}
　　3.将latex转化为pdf： xelatex yourNotebookName.tex

Tip_2:

　　在Java里输出反斜杠要用两个，英文点号  ......要用  \.

---

 

5.【JavaFx实现方式】

　　5.1 用的是IDEA开发的，所以开发JavaFx程序挺简单的，只要新建一个JavaFx程序就好了，然后就是下载Scenebuilder了，下载完了之后还要配置一下options.xml和other.xml

　　　　 路径是这个：other.xml也在这个路径下

　　　　 配置：other.xml

　　　　　　　　

　　　　 配置：options.xml，在45行里的value里面加上E:/SceneBuilder/SceneBuilder.exe;你的SceeBuilder程序的路径

　　　　　　　　

　　　　重启IDEA，右键FXML文件可以看到有open in scenebuilder那个选项点击之后不会报错了

　　5.2 程序总体来说还行，但是打包成jar包之后就会出bug，点击Generate不会正常显示提示框，可是在IDEA里可以正常显示提示框，不知道为啥，所以就没处理这个bug，有兴趣的可以改一改咯

　　5.3 Java调用控制台执行的的jupyter和xelatex指令，这些个指令需要在本地安装Jupyter和MikTeX之后才能正常在电脑上运行

　　5.4 程序基本骨架

　　　　　　　　　　

---

　　5.5 程序代码：

　　　　5.5.1 包含main方法的类

package sample;

import javafx.application.Application;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.scene.Parent;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application {

    static Stage mainStage = null ;

    public static Stage getMainStage(){
        return mainStage;
    }
    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception{
        mainStage = primaryStage;
        Parent root = FXMLLoader.load(getClass().getResource("view/sample.fxml"));
        primaryStage.setTitle("ChangeTex2PDF");
        primaryStage.setScene(new Scene(root));
        primaryStage.show();
    }


    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

   　　　5.5.2  主页中的控件的控制器

package sample.controller;

import javafx.fxml.FXML;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.stage.FileChooser;
import javafx.stage.Stage;
import sample.Main;
import sample.Service;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Controller {

    InputFileDialogController InputFileDialogController = new InputFileDialogController();

    private String srcFilePath;

    @FXML
    private Label filePath_Label;

    @FXML
    private void importFile() {
        //创建选择文件stage
        Stage chooseFileStage = new Stage();

        FileChooser fileChooser = new FileChooser();
        fileChooser.setTitle("选择文件");

        //文件过滤
        fileChooser.getExtensionFilters().addAll(
                new FileChooser.ExtensionFilter("ipynb file", "*.ipynb")
        );

        //以对话框的形式显示选择文件
        File file = fileChooser.showOpenDialog(chooseFileStage);
        if (file != null) {
            String absolutePath = file.getAbsolutePath();
            srcFilePath = absolutePath;
            filePath_Label.setText(absolutePath);
            System.out.println("劳资要读文件啦");
        }
    }

    @FXML
    /**
     * 生成按钮点击事件处理
     * srcFilePath:文件的绝对路径
     * fullName：名称+后缀
     * filePkgPath：目标文件的包路径，
     *      比如：C:	est
otebook	est.ipynb。
     *      这里filePkgPath就是C:	est
otebook
     * path_arr数组：对文件绝对路径的拆分，按反斜杠  进行拆分，在java里用\
     * fullName_arr数组：对fullName按英文句号进行拆分，在java里用"\."表示
     * texFileName：构造一个tex文件名，给后面转化pdf时用
     *
     */
    public void generatePDF() throws IOException, InterruptedException {
        if (srcFilePath != null) {                                               //在选择了文件的情况下
            String[] path_arr = srcFilePath.split("\\");
            String fullName = path_arr[path_arr.length - 1];

            StringBuffer filePkgPath = getStringBuffer(path_arr);
            String[] fullName_arr = fullName.split("\.");

            Service.change2Tex(filePkgPath.toString(), fullName_arr[0]);

            File bufferFile = Service.createTexFile(filePkgPath.toString());

            Service.delay();

            String texFileName = fullName_arr[0] + ".tex";
            texFileName = filePkgPath + "\" + texFileName;
            Service.modifyTex(bufferFile, texFileName);
            Service.change2PDF(filePkgPath.toString());
        } else {
            InputFileDialogController.loadDialog().show();            //显示提示框，请先选择所需文件
            Main.getMainStage().close();
        }
    }

    /**
     * 获取目标文件的包路径
     *
     * @param path_arr
     * @return
     */
    private StringBuffer getStringBuffer(String[] path_arr) {
        StringBuffer filePkgPath = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < path_arr.length - 1; i++) {
            if (i < path_arr.length - 2) {                  //除开绝对路径后面的（文件名+后缀）那一项
                filePkgPath.append(path_arr[i]).append("\");
            } else {
                filePkgPath.append(path_arr[i]);
            }
        }
        return filePkgPath;
    }

    /**
     * 退出软件
     *
     * @throws IOException
     */
    @FXML
    public void exit() throws IOException {
        Main.getMainStage().close();
    }
}

      　　 5.5.3  调用控制台，执行jupyter xlatex指令，以及对文件路径进行处理的方法

package sample;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;

public class Service {
    /**
     * 延一个时，
     * 娘欸java建文件比命令提示符快
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void delay() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            Thread.sleep(1000);
        }
    }

    /**
     * 通过简单的命令
     * 将文件转化为tex文件
     * *   执行cmd
     * *   jupyter nbconvert --to latex yourNotebookName.ipynb
     *
     * 将文件里   documentclass[11pt]{article}后面加上下面这两行
     * *       \usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}
     * *       \setmainfont{Microsoft YaHei}
     *
     * 将latex转化为pdf
     * *        xelatex yourNotebookName.tex
     */
    public static void change2Tex(String filePkgPath, String fileName) throws IOException {

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        String cmd = "cmd /k start  jupyter nbconvert --to latex " + filePkgPath + "\" + fileName + ".ipynb";
        runtime.exec(cmd);
    }

    /*************************************这里可以改，改成用户自定义名称*************
     * 将tex文件转化成pdf文件
     *
     * @throws IOException
     */
    public static void change2PDF(String filePkgPath) throws IOException {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        String cmd = "cmd /k start xelatex Result.tex";
        runtime.exec(cmd, null, new File(filePkgPath));
    }

    /**
     * 创建Tex文件
     *
     * @return  获取生成的tex文件
     * @throws IOException
     */
    public static File createTexFile(String filePkgPath) throws IOException {

        File tempFile = new File(filePkgPath);
        if (!tempFile.exists()) {
            tempFile.mkdir();
        }

        File bufferTopTex = new File(filePkgPath, "Result.tex");
        if (!bufferTopTex.exists()) {
            bufferTopTex.createNewFile();
        }

        return bufferTopTex;
    }

    /**
     * 文件读写，在文件后面添加需要添加的指令
     *
     * @throws IOException
     */
    public static void modifyTex(File file, String sourceFile) throws IOException {

        RandomAccessFile topTex = new RandomAccessFile(file, "rw");

        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(sourceFile, "rw");

        String line;
        while ((line = new String(raf.readLine().getBytes("ISO-8859-1"), "utf-8")) != null) {
            topTex.write(("
" + line).getBytes());
            if (line.equals("\documentclass[11pt]{article}")) {
                topTex.write((" 
\usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}").getBytes());
                topTex.write(("
\setmainfont{Microsoft YaHei}").getBytes());
                topTex.write(("
\usepackage{ctex} ").getBytes());
                break;
            }
        }

        //接着插入后半部分
        while (true) {
            final String temp;
            if ((temp = raf.readLine()) == null) {
                break;
            } else {
                line = new String(temp.getBytes("ISO-8859-1"), "utf-8");
                topTex.write(("
" + line).getBytes());
            }
        }
    }

    //判断是否成功生成，成功生成对应文件弹出成功框

}

     　　  5.5.4   控制弹出框动作的控制器

package sample.controller;

import javafx.fxml.FXML;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.stage.Stage;
import sample.Main;


import java.io.IOException;

public class InputFileDialogController {

    static Stage stage = new Stage();

    public Stage loadDialog() throws IOException {
        Scene dialogScene = new Scene(FXMLLoader.load(getClass().getResource("../view/inputFileDialog.fxml")));
        stage.setScene(dialogScene);
        return stage;
    }

    @FXML
    public void closeDialog(){
        stage.close();
        Main.getMainStage().show();
    }
}

　　       5.5.5   主页的视图

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?import javafx.scene.control.Button?>
<?import javafx.scene.control.Label?>
<?import javafx.scene.layout.AnchorPane?>
<?import javafx.scene.layout.ColumnConstraints?>
<?import javafx.scene.layout.GridPane?>
<?import javafx.scene.layout.HBox?>
<?import javafx.scene.layout.RowConstraints?>
<?import javafx.scene.text.Font?>

<AnchorPane maxHeight="354.0" maxWidth="400.0" minHeight="295.0" minWidth="400.0" prefHeight="338.0" prefWidth="400.0" xmlns="http://javafx.com/javafx/8.0.171" xmlns:fx="http://javafx.com/fxml/1" fx:controller="sample.controller.Controller">
   <children>
      <GridPane prefHeight="343.0" prefWidth="400.0" style="-fx-background-color: white;" stylesheets="@giveMeCss.css">
        <columnConstraints>
          <ColumnConstraints hgrow="SOMETIMES" minWidth="10.0" prefWidth="100.0" />
        </columnConstraints>
        <rowConstraints>
          <RowConstraints maxHeight="164.0" minHeight="10.0" prefHeight="59.0" vgrow="SOMETIMES" />
          <RowConstraints maxHeight="241.0" minHeight="10.0" prefHeight="224.0" vgrow="SOMETIMES" />
          <RowConstraints maxHeight="52.0" minHeight="10.0" prefHeight="52.0" vgrow="SOMETIMES" />
        </rowConstraints>
         <children>
            <AnchorPane maxHeight="50.0" minHeight="50.0" minWidth="0.0" prefHeight="50.0" prefWidth="398.0">
               <children>
                  <Label layoutX="62.0" prefHeight="51.0" prefWidth="277.0" stylesheets="@giveMeCss.css" text="Change Tex to PDF">
                     <font>
                        <Font name="Consolas Bold" size="28.0" />
                     </font>
                  </Label>
               </children>
            </AnchorPane>
            <Button mnemonicParsing="false" onMouseClicked="#generatePDF" prefHeight="61.0" prefWidth="400.0" style="-fx-background-color: #007bff;" stylesheets="@giveMeCss.css" text="Generate" textFill="WHITE" GridPane.rowIndex="2">
               <font>
                  <Font size="23.0" />
               </font>
            </Button>
            <Label fx:id="filePath_Label" alignment="CENTER" contentDisplay="CENTER" prefHeight="34.0" prefWidth="381.0" text="   ......................0.0_Powerby_ShiJie....................." textFill="#f56744" GridPane.rowIndex="1">
               <font>
                  <Font size="17.0" />
               </font>
            </Label>
            <HBox prefHeight="178.0" prefWidth="400.0" GridPane.rowIndex="1">
               <children>
                  <Button cache="true" mnemonicParsing="false" onMouseClicked="#importFile" prefHeight="34.0" prefWidth="137.0" style="-fx-background-color: lightgreen;" stylesheets="@giveMeCss.css" text="Select File...">
                     <font>
                        <Font size="16.0" />
                     </font>
                  </Button>
                  <Button mnemonicParsing="false" opacity="0.0" prefHeight="35.0" prefWidth="141.0" text="Button" />
                  <Button mnemonicParsing="false" onMouseClicked="#exit" prefHeight="34.0" prefWidth="129.0" style="-fx-background-color: #ff5757;" stylesheets="@giveMeCss.css" text="Exit" textFill="#ffffffbd">
                     <font>
                        <Font name="System Bold" size="16.0" />
                     </font>
                  </Button>
               </children>
            </HBox>
         </children>
      </GridPane>
   </children>
</AnchorPane>

　　       5.5.6     弹出框的视图

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?import javafx.scene.control.Button?>
<?import javafx.scene.control.Label?>
<?import javafx.scene.layout.AnchorPane?>
<?import javafx.scene.text.Font?>

<AnchorPane prefHeight="238.0" prefWidth="411.0" xmlns="http://javafx.com/javafx/8.0.171" xmlns:fx="http://javafx.com/fxml/1" fx:controller="sample.controller.InputFileDialogController">
   <children>
      <Label alignment="CENTER" layoutY="-6.0" prefHeight="53.0" prefWidth="411.0" style="-fx-background-color: #ff4d4d;" stylesheets="@giveMeCss.css" text="Warning" textFill="#e9ff4f">
         <font>
            <Font name="System Bold" size="21.0" />
         </font></Label>
      <Label layoutX="84.0" layoutY="72.0" prefHeight="95.0" prefWidth="267.0" text="Please select a file first ；）">
         <font>
            <Font size="20.0" />
         </font></Label>
      <Button layoutX="161.0" layoutY="195.0" mnemonicParsing="false" onMouseClicked="#closeDialog" prefHeight="43.0" prefWidth="90.0" style="-fx-background-color: #007bff;" stylesheets="@giveMeCss.css" text="OK" textFill="#c4f2ff">
         <font>
            <Font size="16.0" />
         </font></Button>
   </children>
</AnchorPane>

　　5.6 Tips：

　　　　5.6.1 如果你直接导入这个项目的话，那么你在SceneBuilder里需要选定controller，以及绑定控件触发事件和控件id

　　　　　　　　

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　　5.7 最后再上一波运行结果哇

　　　　5.7.1首页

　　　　　　　　　　

　　　　5.7.2 没有选择文件点击Generate之后：在开发环境里点击会弹出Warning，但是导出jar包之后就报错了0.0

　　　　　　　　　　

　　　　5.7.3 选择.ipynb文件，然后程序就开始了

　　　　5.7.4 还有一些细节可以做，比如说程序运行的进度条呀，自定义导出pdf的名称呀啥的

可能我的解决方式有点瓜，但是这只是我一时兴起，于是就写了这么个东西，觉得挺好玩的

代码已经放到我的Github上了，欢迎大家来看看呀：https://github.com/Shijie1210/ChangeTex2PDF_CN.git