2006 年 8 月 23 日星期三

XSD 浅学笔记

简单明快的 XSD 的入门笔记，希望能让你和我一样，用半天时间步入第一道门槛。

这一片记录基础知识，第二篇会是些进阶知识和总结，然后你就可以写出自己的第一个 XSD 文档，并用来验证一个 XML 文档了。

XSD 是什么 ?

一个 xml schema 是用来描述 xml 文档结构的，而 XSD 是 xml schema definition ，是继 DTD 后的基于 xml 的 schema 语言，比起 DTD ，它有更好的扩展性，增加了功能，更重要的是，它本身就是以 xml 来写的，而不需要象 DTD 那样重新学一门语言。同时也可以利用所有对 xml 有效的便利。

那么为什么要有 schema 呢， xml 的 well-formed 是不足够的，一个语法上合法的 xml 仍然可能有错误，而这些错误可能导致严重的应用后果。

基础概念

第一印象

以下是一份 xml 文档

<?xml version="1.0"?>

<note>

<heading>Reminder</heading>

<body>Don't forget me this weekend!</body>

</note>

而它对应的一份 xsd 会是这样的：

<?xml version="1.0"?>

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

targetNamespace="http://www.w3schools.com"

xmlns="http://www.w3schools.com"

elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="note">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="to" type="xs:string"/>

<xs:element name="from" type="xs:string"/>

<xs:element name="heading" type="xs:string"/>

<xs:element name="body" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

</xs:schema>

简单元素：

简单元素是不包含其他元素和属性的元素。

定义简单元素的语法为：

<xs:element name="xxx" type="yyy"/>

常用的内建类型有：

xs:string

xs:decimal

xs:integer

xs:boolean

xs:date

xs:time

可以通过 default 属性和 fixed 属性来修饰。

<xs:element name="color" type="xs:string" default="red"/>

<xs:element name="color" type="xs:string" fixed="red"/>

属性：

只有复合元素可以有属性，但属性本身总是被定义为简单类型的。

<xs:attribute name="xxx" type="yyy"/>

除了和简单元素的定义一样可以用 default 和 fixed 来作为属性之外，还可以用 use 属性，如果把 use 属性指定为“ required ”，就说明这个属性在 xml 文档中是必须指明的，默认情况下属性的使用是可选的。

限制

当一个元素或者属性定义了类型（ type ），就可以用 restriction 来限制这个类型， restriction 又叫 facet ，可以为类型增添更多的细节要求。当 xml 文档中对应的元素值违反了这个 restriction 就不能通过检验。限制是 XSD 里比较常用的内容，我们会看大量的例子。

对数值大小的限制：（只能取 0 到 120 的闭区间）

<xs:element name="age">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:integer">

<xs:minInclusive value="0"/>

<xs:maxInclusive value="120"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

将值限制在一组既定值内：（类似于枚举 enumeration ）

<xs:element name="car">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:enumeration value="Audi"/>

<xs:enumeration value="Golf"/>

<xs:enumeration value="BMW"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

限制一定范围的值：（只能取小写的 26 个字母）

<xs:element name="letter">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[a-z]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（只能取长度为 3 的大写字母组合）

<xs:element name="initials">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（只能取长度为 3 的字母，大小写均可）

<xs:element name="initials">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[a-zA-Z][a-zA-Z][a-zA-Z]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（只能取 xyz 中的一个）

<xs:element name="choice">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[xyz]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（只能取长度为 5 的数字串）

<xs:element name="prodid">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:integer">

<xs:pattern value="[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（只能取任意长度的小写字符串，长度可以为 0 ）

<xs:element name="letter">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="([a-z])*"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（有了上一个，你自然也会猜到这一个：只能取长度大于 0 的字符串）

<xs:element name="letter">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="([a-z][A-Z])+"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（选取，其实和前面的枚举式功效类似，只能取其一）

<xs:element name="gender">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="male|female"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（特定长度的字符数字串，用作密码最合适。）

<xs:element name="password">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（如果不需要在 base 上加内容限制，也可以这样来表达长度）

<xs:element name="password">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:length value="8"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（设定长度区间）

<xs:element name="password">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:minLength value="5"/>

<xs:maxLength value="8"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

另外，在 xml 里，空白符的情况比较特别，不小心处理就得不到你要的真正效果。

（保留所有的空白符）

<xs:element name="address">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:whiteSpace value="preserve"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

( 所有的回车，过行，制表符，长空白都被替换成相应长度的空格符 )

<xs:element name="address">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:whiteSpace value="replace"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

（所有空白符都被变为单空格符，首尾空白都被去掉）

<xs:element name="address">

<xs:simpleType>

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:whiteSpace value="collapse"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

最后，上面说到的所有的限制，还可以以下面这种格式来写，把 simpleType 加上名字，在元素中的 type 引用这个名字，好处就是它不再单独属于这个元素或者属性的定义了，其他元素可以复用这个类型限制，类似于面向对象编程语言中的包装与复用。

<xs:element name="car" type="carType"/>

<xs:simpleType name="carType">

<xs:restriction base="xs:string">

<xs:enumeration value="Audi"/>

<xs:enumeration value="Golf"/>

<xs:enumeration value="BMW"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

复合元素

复合元素的定义就和简单元素的刚好相反了，就是包含其他元素或属性的元素。

细分一下有四种：

空元素；

只包含其他元素的；

<lastname>Smith</lastname>

</employee>

只有文本内容的；

<food type="dessert">Ice cream</food>

同时包括文本内容和其他元素的。

It happened on <date lang="norwegian">03.03.99</date> ....

</description>

而这四个同时又都可以有属性。

接下来我们一一详细介绍。

空元素的定义语法：

<xs:element name="product">

<xs:complexType>

<xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>

</xs:complexType>

</xs:element>

<lastname>Smith</lastname>

</person>

包含其他元素的复合元素定义：

<xs:element name="person">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="firstname" type="xs:string"/>

<xs:element name="lastname" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

用 xs:sequence 来定义这些元素必须按照这个次序出现，类似于 sequence 这样的指示符还有几个，稍后统一介绍。

定义一个只有文本内容和属性的复合元素，我们需要用一个 simpleContent 标记，再用一个 restriction 或者 extension 来限制文本的内容 :

<xs:element name="somename">

<xs:complexType>

<xs:simpleContent>

<xs:extension base="basetype">

....

</xs:extension>

</xs:simpleContent>

</xs:complexType>

</xs:element>

或：

<xs:element name="somename">

<xs:complexType>

<xs:simpleContent>

<xs:restriction base="basetype">

....

</xs:restriction>

</xs:simpleContent>

</xs:complexType>

</xs:element>

例子：

<xs:element name="shoesize">

<xs:complexType>

<xs:simpleContent>

<xs:extension base="xs:integer">

<xs:attribute name="country" type="xs:string" />

</xs:extension>

</xs:simpleContent>

</xs:complexType>

</xs:element>

注意 extension 的 integer 是限制 shoesize 的文本内容，而 attribute 的 string 是限制 attribute 本身的内容的。

对应这个复合模式的 xml 可以是：

要描述混合的复合元素：

Dear Mr.<name>John Smith</name>.

Your order <orderid>1032</orderid>

will be shipped on <shipdate>2001-07-13</shipdate>.

</letter>

就可以用：

<xs:element name="letter">

<xs:complexType mixed="true">

<xs:sequence>

<xs:element name="name" type="xs:string"/>

<xs:element name="orderid" type="xs:positiveInteger"/>

<xs:element name="shipdate" type="xs:date"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

只是在包含其他元素的同时指定 mixed 等于“ true “，而 sequence 或其他指示符的使用依然有效。你的文本可以穿插于元素之间，但元素的出现次序仍受 sequence 的限制。

记得简单元素里的复用吗，这里同样可以，在 complexType 标记里加上 name 属性，就完成了分离和复用了，对上面所有的复合类型都是通用的。即使写 xsd ，也要象 oop 语言那样，通过复用来提高修改的效率，同时让页面看起来整洁清晰，至少，我是有着这样的偏执的，呵呵。

指示符里有以下几种：

顺序指示符：

All 所有元素可以不分顺序出现，但只能出现一次。

Choice 只有其中一个可以出现

Sequence 前面说过了，必须按顺序出现。

上面的限制可以配合次数指示符加以进一步的限制：

maxOccurs 最多出现次数

minOccurs 最少出现次数

例如：

<xs:element name="person">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="full_name" type="xs:string"/>

<xs:element name="child_name" type="xs:string"

maxOccurs="10" minOccurs="0"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

注意用了 all 的时候，最大次数还是不能超过 1 ，最小可以是 0 或 1 。

组指示符：

Group 元素组

attributeGroup 属性组

通过例子来看看：

<xs:group name="persongroup">

<xs:sequence>

<xs:element name="firstname" type="xs:string"/>

<xs:element name="lastname" type="xs:string"/>

<xs:element name="birthday" type="xs:date"/>

</xs:sequence>

</xs:group>

定义了一组元素， group 必须包含已经用顺序指示符包含起来的元素。

定义后，别的地方可以用 ref 来引用：

<xs:complexType name="personinfo">

<xs:sequence>

<xs:group ref="persongroup"/>

<xs:element name="country" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

以下这两个是对应的 attribute group 的用法：

<xs:attributeGroup name="personattrgroup">

<xs:attribute name="firstname" type="xs:string"/>

<xs:attribute name="lastname" type="xs:string"/>

<xs:attribute name="birthday" type="xs:date"/>

</xs:attributeGroup>

<xs:element name="person">

<xs:complexType>

<xs:attributeGroup ref="personattrgroup"/>

</xs:complexType>

</xs:element>

这一篇到这里为止。

posted on 2006-08-23 18:25 Ye Yiliang 阅读(1200) 评论(7) 编辑收藏所属分类: Java

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