XML三部曲之Schema详解

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        前几篇博客讨论了XML及DTD的用法，通过讨论了解到XML是一种元标记语言，通过它可以定义新的标记语言。另外，文档定义模型为XML文档提供了规范，DTD的引入虽然解决了XML文档的规范化问题，但它文件格式类型和XML文件格式类型不一致，同时DTD提供的数据类型有限有时候无法满足行业的需求，所以引入了Schema。Schema模式可以确定XML文档的元素和属性的结构、元素的顺序、元素和属性的数据值，根据范围、枚举以及样式匹配等。

一、Schema初识

         XML Schema语言也被称为XML Schema Definition (XSD)，它的作用是定义一份XML文档的合法组件群（XML文档的结构），就像DTD的作用一样。 XML Schema以XML语言作为基础，也可以说XML Schema自身就是XML的一种应用。

 1、Schema作用

        XML Schema和DTD的作用一样，都是用来定义一个XML文档的结构的模式，那么为什么有了DTD还要有XML Schema呢？ 因为，XML Schema比DTD作用更加强大。

      Xml Schema 比 DTD的优越性：

    模式是可扩展的
    模式比 DTD 功能更丰富且更有用
    模式是用 XML 编写的
    模式支持数据类型
    模式支持名称空间
    不需要在学习其他的语言
    可以直接使用XML编辑器来编写XML Schema
    可以直接使用XML解析器来解析XML Schema
    可以使用XML DOM来灵活的操作XML Schema
    可以使用XSLT技术来转换XML Schema

 2、对比学习

  1.1 作用上


      两者相同，都是定义了一个XML文档的结构的模式。

  1.2 用法上


        两者作用相同，但是语法上有些区别。Schema是DTD的扩展，同样支持元素和属性的定义，并且定义的语法相似，但Schema可以给元素和属性添加相应的数据类型，同时还引入了全局和局部元素声明的语法，另外根据元素和属性的数据内容引入了简单类型和复杂类型。
       所谓的简单类型(SimpleType)和复杂类型(ComplexType)，它们本身并不是具体的数据类型，它们只是对节点或者自定义类型的类型作一个抽象的说明。

      也就是说Schema的引入使得模式的声明更加类似于我们使用的编程语言。

二、实例详解


 2.1 Schema实例


     清单1：User.xml文档结构

    <?xml version="1.0"？>
    <用户列表>
        <用户>
             <用户名>xx</用户名>
             <密码>123456</密码>
             <用户类型>1</用户类型>
       </用户>
    </用户列表>


    清单2：使用全局组件形式来定义Schema，User.xsd

    <!-- 使用全局组件形式定义 -->
    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <xs:schema xmlns:xs='http://www.w3.org/2001/XMLSchema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>
     <xs:element name='用户列表' type='userlist'/>
     <xs:complexType name='userlist'><!-- 使用complexType声明该类型为复合类型的元素 -->
      <xs:sequence><!-- 使用sequence说明下面的元素必须按顺序在XML文档中显示 -->
       <xs:element name='用户' type='user'/>
      </xs:sequence>
     </xs:complexType>
     <xs:complexType name='user'>
      <xs:sequence>
       <xs:element name='用户名' type='user'/>
       <xs:element name='密码' type='user'/>
       <xs:element name='用户类型' type='user'/>
      </xs:sequence>
     </xs:complexType>
    </xs:schema>


     清单3：使用局部形式定义Schema，User.xsd

    <!-- 使用局部形式定义 -->
    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>
     <xs:element name='用户列表'>
      <xs:complexType>
       <xs:sequence>
        <xs:element name='用户'>
         <xs:complexType>
          <xs:sequence>
           <xs:element name='用户名' type='xs:string'/>
           <xs:element name='密码' type='xs:string'/>
           <xs:element name='用户类型' type='xs:integer'/>
          </xs:sequence>
         </xs:complexType>
        </xs:element>
       </xs:sequence>
      </xs:complexType>
     </xs:element>
    </xs:schema>


        清单2和清单3的都定义了User.xsd，它们的作用是相同的，都是为了验证XML文档的合法性，但定义的方法不同，清单2是使用全局组件的形式定义，而清单3使用的局部形式定义，具体的区别请看下文。


 2.2 基本用法


       上文中我们分别从作用和用法上对Schema和DTD进行了对比分析，Schema和DTD最大的区别在于Schema引入了数据类型，其它的如元素和属性的声明等类似于DTD，在下面讨论时就不再详述。

Schema基本内容导图：

   2.2.1 引用语法
       当一个模式文件建立好以后，可以用它来验证某一个XML文档的有效性，也就是说检验某个XML文档是否遵循了模式文件的定义。 那么，XML文档怎么来引用一个模式文档呢？
      Schema模型的引用更类似于前面所说的命名空间的应用方法，具体实例如下：

    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <用户列表 xmlns:xsi=http://www.nishishui.org/2000/XMLSchema xsi:noNamespaceSchemaLocation='user.xsd'><!-- 引用user.xsd -->
     <用户>
      <用户名>我是谁</用户名>
      <密码>123456</密码>
      <用户类型>1</用户类型>
     </用户>
    </用户列表>


  2.2.2 元素类型

   （1）按照内容的不同分为简单和复杂元素，分别使用simpleType和complexType标示。

       简单元素：元素中内容只能是文本，不包含其它的元素和属性。

    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>
        <xs:element name='age'>
            <xs:simpleType><!-- 使用关键字simpleType声明简单元素 -->
                <!--restriction关键字结合minInclusive和maxInclusive控制了XML中元素可接受的值范围为0~100-->
                <xs:restriction base="xs:integer">
                    <xs:minInclusive value='0'/>
                    <xs:maxInclusive value='100'/>
                </xs:restriction>
            </xs:simpleType>
        </xs:element>
    </xs:schema>

     复杂元素：元素中包含其它的元素和属性。它有四种类型，分别是空元素、只包含其他元素、只包含正文、包含正文又包含其他元素。

    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>
        <xs:element name='age'>
            <xs:complexType><!-- 使用关键字complexType声明复杂元素 -->
                <!--sequence控制XML内容中元素出现的顺序-->
                <xs:sequence>
                    <!-- 定义具体的元素，这些都是简单元素-->
                    <xs:element name='firstname' type='xs:string'/>
                    <xs:element name='lastname' type='xs:string'/>
                </xs:sequence>
            </xs:complexType>
        </xs:element>
    </xs:schema>


    （2）按照定义位置可分为局部和全局元素。

        全局元素：<element>元素的父元素必须是<schema>；

        局部元素：局部元素声明只能出现在复杂类型（<complexType>元素）定义内部。即<element>元素的父元素只能是<all>、<choice>或<sequence>元素。

    <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>
        <xs:element name='用户' type='user'/><!-- 全局元素 -->
        <xs:element name='用户名' type='xs:string'/><!-- 全局元素 -->
        <xs:element name='密码' type='xs:string'><!-- 全局元素 -->
            <xs:complexType name='user'>
                <!--sequence控制XML内容中元素出现的顺序-->
                <xs:sequence>
                    <!-- 定义具体的元素，这些都是简单元素-->
                    <!-- 定义局部元素，使用ref关键字引用，并使用minOccurs和maxOccurs制定元素出现的最少和最多的次数-->
                    <xs:element ref='用户名' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->
                    <xs:element ref='密码' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->
                </xs:sequence>
            </xs:complexType>
        </xs:element>
    </xs:schema>


三、结语


       Schema基本用法我们就讨论到这里，虽然上面讲解的很详细，但是有很多东西没有讲解到，尤其是Schema的属性，之所以没有详细讲解并不是因为它不重要，而是因为他和DTD的基本用法大同小异，关键是积累的问题，在实践中慢慢掌握各种属性，如果想要了解更多有关Schema属性的用法，那就下载上面的导图吧。

      至此XML三部曲所有内容讨论完毕，从开始的XML语法到DTD的用法，最后到Schema的用法，我们已经大致涵盖了所有XML用法的内容，希望能帮助其他童鞋，更多内容在实践中慢慢积累
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