Ausführliche Erläuterung der Grundkenntnisse zur Verwendung von XML-Schema zur Definition von Elementen (Bilder und Text)

Das neue XML-Schema-System ist im Begriff, ein vom W3C empfohlener Standard zu werden, mit dem Ziel, die Einschränkungen von DTD (siehe Seitenleiste, Einschränkungen von DTD) zu überwinden und umfassende grammatikalische Strukturen für XML-Dokumente bereitzustellen. Dieser Artikel demonstriert die Flexibilität von Schemas und erklärt, wie Sie das XML-Schemasystem verwenden, um die grundlegendsten Bausteine ​​von XML-Dokumenten – Elemente – zu definieren.

XML-Schema ist leistungsfähiger als DTD. Um die Leistungsfähigkeit des XML-Schema-Mechanismus zu veranschaulichen, vergleichen die folgenden drei Programmauflistungen kurz verschiedene Arten der Darstellung von Elementen. Listing 1 gibt ein XML-Dokumentsegment an, Listing 2 deklariert diese beiden Elemente mithilfe der DTD-Syntax und Listing 3 ist die entsprechende XML-Schema-Syntaxform. Beachten Sie, dass in Listing 3 dieselbe XML-Syntax verwendet wird. Durch das Schema kann der Validierungsparser prüfen, ob das Element InvoiceNo eine positive Ganzzahl ist und ob das erste Zeichen des ProductID-Elements ein Buchstabe von A bis Z ist, gefolgt von sechs arabischen Ziffern. Im Gegensatz dazu kann ein validierender Parser, der auf eine DTD verweist, nur prüfen, ob die Elemente als Zeichenfolgen dargestellt werden.

Listing 1: XML-Dokumentsegment

<InvoiceNo>123456789</InvoiceNo>
<ProductID>J123456</ProductID>

Listing 2: DTD-Segment, das die Elemente in Listing 1 beschreibt

<!ELEMENT InvoiceNo (#PCDATA)>
<!ELEMENT ProductID (#PCDATA)>

Listing 3: Beschreibung der Elemente in Listing 1 XML-Schema

<element name=&#39;InvoiceNo&#39; type=&#39;positive-integer&#39;/>
<element name=&#39;ProductID&#39; type=&#39;ProductCode&#39;/>
<simpleType name=&#39;ProductCode&#39; base=&#39;string&#39;>
<pattern value=&#39;[A-Z]{1}d{6}&#39;/>
</simpleType>

Namespaces im XML-Schema verwenden

In dieser kollaborativen Welt arbeitet möglicherweise eine Person an Dokumenten aus mehreren anderen Gruppen, und verschiedene Gruppen möchten möglicherweise ihre Dokumente auf unterschiedliche Weise darstellen Datenelemente. Darüber hinaus können sie auf Elemente in einem Dokument mit demselben Namen verweisen, die von verschiedenen Gruppen erstellt wurden. Wie kann man verschiedene Definitionen desselben Namens unterscheiden? XML Schema verwendet Namespaces, um diese Definitionen zu unterscheiden.

Anhang:

Einschränkungen von DTD

(Obwohl DTD SGML- und HTML-Entwicklern seit 20 Jahren erfolgreich als Mechanismus zur Beschreibung strukturierter Informationen dient, aber im Vergleich zu XML-Schema, Es weist erhebliche Einschränkungen auf.

DTD erfordert, dass das Element aus den folgenden drei Komponenten besteht:

Textzeichenfolge

Textzeichenfolge und eine Mischung aus anderen untergeordneten Elementen

Ein Satz untergeordneter Elemente

DTD verwendet keine XML-Syntax und bietet nur begrenzte Unterstützung für Typen und Namespaces)

Ein bestimmtes XML-Schema definiert einen Satz neuer Namen, z Elementnamen, Typnamen, Attributnamen und Attributgruppennamen. Die Definitionen und Deklarationen dieser Namen werden in das Schema geschrieben. Listing 3 definiert Namen, einschließlich InvoiceNo, ProductID und ProductCode.

Wir sagen, dass ein in einem Schema definierter Name zu seinem Ziel-Namespace gehört. Der Namespace selbst hat einen festen, aber uneingeschränkten Namen, der der URL-Syntax entsprechen muss. Für den Schemaabschnitt in Listing 3 könnten Sie beispielsweise den Namespace wie folgt benennen: http://www.SampleStore.com/Account .

Die Syntax des Namespace-Namens ist verwirrend, denn obwohl sie mit http:// beginnt, verweist diese URL nicht auf eine Datei, die die Schemadefinition enthält. Tatsächlich verweist die URL http://www.SampleStore.com/Account überhaupt nicht auf eine Datei, sondern nur auf einen zugewiesenen Namen.

Definitionen und Deklarationen in einem Schema können auf Namen verweisen, die zu anderen Namespaces gehören. In diesem Artikel nennen wir diese Namespaces Quellnamespaces. Jedes Schema verfügt über einen Ziel-Namespace, es können jedoch mehrere Quell-Namespaces vorhanden sein. Namespace-Namen können recht lang sein, aber Abkürzungen sind in XML-Dokumenten über xmlns-Deklarationen verfügbar. Um diese Konzepte zu veranschaulichen, können wir dem oben erwähnten Beispielmuster in Listing 4 etwas mehr hinzufügen.

Listing 4: Ziel-Namespace und Quell-Namespace

<!--XML Schema fragment in file schema1.xsd-->

<xsd:schema targetNamespace=&#39;http://www.SampleStore.com/Account&#39;
xmlns:xsd=&#39;http://www.w3.org/1999/XMLSchema&#39;
xmlns:ACC= &#39;http://www.SampleStore.com/Account&#39;>
<xsd:element name=&#39;InvoiceNo&#39; type=&#39;xsd:positive-integer&#39;/>
<xsd:element name=&#39;ProductID&#39; type=&#39;ACC:ProductCode&#39;/>
<xsd:simpleType name=&#39;ProductCode&#39; base=&#39;xsd:string&#39;>
<xsd:pattern value=&#39;[A-Z]{1}d{6}&#39;/>
</xsd:simpleType>

Im XML-Schema von Listing 4 lautet der Name von targetNamespace www.SampleStore.com/Account und die darin enthaltenen Namen sind InvoiceNo, ProductID und ProductCode. Die Namen schema , element , simpleType , pattern , string und positive-integer gehören zum Quell-Namespace www.w3.org/1999/XMLSchema , über die xmlns-Deklaration mit xsd abgekürzt. An dem Alias ​​xsd gibt es nichts Besonderes, wir können jeden anderen Namen wählen. Der Einfachheit halber verwenden wir später in diesem Artikel xsd zur Darstellung des Namespace www.w3.org/1999/XMLSchema und lassen den Qualifier xsd in einigen Codeausschnitten weg. In diesem Beispiel dient targetNamespace gelegentlich als Quell-Namespace, da andere Namen mithilfe des Namens ProductCode definiert werden.

Der Musterabschnitt in Listing 4 muss nicht den Speicherort der Quellmusterdatei angeben. Für das gesamte „Schema der Schemata“, http://www.w3.org/1999/XMLSchema, ist es nicht erforderlich, den Speicherort anzugeben, da der Speicherort bekannt ist. Für den Quell-Namespace www.SampleStore.com/Account ist es ebenfalls nicht erforderlich, den Speicherort anzugeben, da es sich zufällig um den in der Datei definierten Ziel-Namespace handelt. Um besser zu verstehen, wie Sie den Speicherort eines Schemas angeben und den Standard-Namespace verwenden, sehen Sie sich das erweiterte Beispiel in Listing 5 an.

Listing 5: Mehrere Quell-Namespaces, Import eines Namespace

<!--XML Schema fragment in file schema1.xsd-->
<schema targetNamespace=&#39;http://www.SampleStore.com/Account&#39;
xmlns=&#39;http://www.w3.org/1999/XMLSchema&#39;
xmlns:ACC= &#39;http://www.SampleStore.com/Account&#39;
xmlns:PART= &#39;http://www.PartnerStore.com/PartsCatalog&#39;>
<import namespace=&#39;http://www.PartnerStore.com/PartsCatalog&#39;
schemaLocation=&#39;http://www.ProductStandards.org/repository/alpha.xsd&#39;/>
<element name=&#39;InvoiceNo&#39; type=&#39;positive-integer&#39;/>
<element name=&#39;ProductID&#39; type=&#39;ACC:ProductCode&#39;/>
<simpleType name=&#39;ProductCode&#39; base=&#39;string&#39;>
<pattern value=&#39;[A-Z]{1}d{6}&#39;/>
</simpleType>
<element name=&#39;stickyGlue&#39; type=&#39;PART:SuperGlueType&#39;/>

清单 5中多了一个名称空间引用： www.PartnerStore.com/PartsCatalog 。这个名称空间不同于 targetNamespace 和标准名称空间。因此必须使用 import 声明元素引入，该元素的 schemaLocation 属性指明包含模式的文件位置。默认的名称空间是www.w3.org/1999/XMLSchema ，它的 xmlns 声明没有名字。每个非限定的名字如 schema 和 element ，都属于默认名称空间www.w3.org/1999/XMLSchema 。如果模式从一个名称空间中引用了多个名字，将其指定为默认名字空间更方便。

一个 XML 实例文档可能引用多个名称空间的元素名，这些名称空间定义在不同模式中。为了引用和简化名称空间的名字，同样要使用 xmlns 声明。我们使用 XML Schema 实例名称空间的 schemaLocation 属性指定文件的位置。要注意，该属性不同于上一个例子中 xsd 名称空间的同名属性 schemaLocation 。

清单 6：使用来自多个模式的多个名称空间的名字

<?xml version="1.0"?>
<ACC:rootElement xmlns:ACC=&#39;http://www.SampleStore.com/Account&#39;
xmlns:PART=&#39;http://www.PartnerStore.com/PartsCatalog&#39;
xmlns:xsi=&#39;http://www.w3.org/1999/XMLSchema-instance&#39;
xsi:schemaLocation=&#39;http://www.PartnerStore.com/PartsCatalog
http://www.ProductStandards.org/repository/alpha.xsd
http://www.SampleStore.com/Account
http://www.SampleStore.com/repository/schema1.xsd&#39;>
<ACC:InvoiceNo>123456789</ACC:InvoiceNo>

图 2：清单 5 和清单 6 的名称空间

定义元素

定义元素就是定义元素的名字和内容模型。在 XML Schema 中，元素的内容模型由其类型定义，因此 XML 文档中实例元素的值必须符合模式中定义的类型。

类型包括简单类型和复杂类型。简单类型的值不能包含元素或属性。复杂类型可以产生在其他元素中嵌套元素的效果，或者为元素增加属性。（到目前为止本文中的例子都是用户定义的简单类型，比如 ProductCode ）。XML Schema 规范也包括预定义的简单类型（请参阅侧栏 简单类型）。 派生的简单类型约束了基类型的值。比如，派生简单类型 ProductCode 的值是基类型 string 值的子集。

简单的、非嵌套的元素是简单类型

不含属性或其他元素的元素可以定义为简单类型，无论是预定义的简单类型还是用户定义的简单类型，如 string 、 integer 、 decimal 、 time 、 ProductCode 等等。

清单 7：一些元素的简单类型

<element name=&#39;age&#39; type=&#39;integer&#39;/>
<element name=&#39;price&#39; type=&#39;decimal&#39;/>

带有属性的元素必须是复杂类型

现在，试着向 清单 7中的简单元素 price 增加属性 currency 。您不能这样做，因为简单类型的元素不能有属性。如果希望增加属性，您必须把 price 元素定义成复杂类型。在 清单 8的例子中，我们定义了一个 匿名类型，没有明确地命名这个复杂类型。换句话说，没有定义复杂类型 complexType 的 name 属性。

清单 8：一个复杂元素类型

<element name=&#39;price&#39;>
<complexType base=&#39;decimal&#39; derivedBy=&#39;extension&#39;>
<attribute name=&#39;currency&#39; type=&#39;string&#39;/>
</complexType>
</element>
<!-- In XML instance document, we can write: <price currency=&#39;US&#39;>45.50</price> -->

嵌入其他元素的元素必须是复杂类型

在 XML 文档中，一个元素可能嵌入其他的元素。这种要求可以在 DTD 中直接表示。但 XML Schema 定义一个元素，这个元素有一个类型，而这个类型可以包含其他元素和属性的声明。 表 1给出了一个简单的例子。

表 1：DTD 和 XML Schema 中复杂数据类型的比较

XML 文档

<Book>
<Title>Cool XML<Title>
<Author>Cool Guy</Author>
</Book>

DTD

<Book>
<Title>Cool XML<Title>
<Author>Cool Guy</Author>
</Book>

XML Schema

<Book>
<Title>Cool XML<Title>
<Author>Cool Guy</Author>
</Book>

尽管 表 1中的 XML 代码同时满足 DTD 与 XML Schema 段，但两者之间有一个很大的区别。在 DTD 中所有的元素都是全局性的，而表中的 XML Schema 允许把 Title 和 Author 定义成局部的——只出现在元素 Book 中。为了在 XML Schema 中实现与 DTD 声明完全相同的效果，元素 Title 和 Author 必须是全局范围的，如 清单 9中所示。元素 element 的 ref 属性使您能够引用前面声明的元素。

清单 9：用全局简单类型定义的复杂类型

<element name=&#39;Title&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Author&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Book&#39; type=&#39;BookType&#39;/>
<complexType name=&#39;BookType&#39;>
<element ref=&#39;Title&#39;/>
<element ref=&#39;Author&#39;/>
</complexType>

在 表 1和 清单 9所示的例子中， BookType 是全局性的，可用于声明其他元素。相反， 清单 10将该类型局部地定义到元素 Book 中，而且定义成匿名元素。要注意， 表 1中的 XML 文档段与表 1、 清单 9和 清单 10中三个模式段都匹配。

清单 10：隐藏 BookType 作为本地类型

<element name=&#39;Title&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Author&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Book&#39;>
<complexType>
<element ref=&#39;Title&#39;/>
<element ref=&#39;Author&#39;/>
</complexType>
</element>

表示元素的复杂约束

对于表示元素内容模型的约束，XML Schema 比 DTD 提供了更大的灵活性。在最简单的层次上，像在 DTD 中那样，您可以把属性和元素声明关联起来，指明能够出现的给定元素集合序列：只能出现 1 次（1）、出现 0 次或多次（*）或者出现 1 次或多次（+）。您还可以表示 XML Schema 中的其他约束，比方说使用 element 元素的 minOccurs 和 maxOccurs 属性，以及 choice 、 group 和 all 元素。

清单 11：表示元素类型的约束

<element name=&#39;Title&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Author&#39; type=&#39;string&#39;/>
<element name=&#39;Book&#39;>
<complexType>
<element ref=&#39;Title&#39; minOccurs=&#39;0&#39;/>
<element ref=&#39;Author&#39; maxOccurs=&#39;2&#39;/>
</complexType>
</element>

在 清单 11中， Book 中 Title 的出现是可选的（类似 DTD 的 '?'）。但是， 清单 11也说明 Book 元素中至少要有一个但不能超过两个作者。 element 的 minOccurs 和 maxOccurs 属性的默认值是 1。元素 choice 只允许它的一个子女出现在实例中。另外一个元素 all ，表示这样的约束：组中的所有子元素可以同时出现一次，或者都不出现，它们可以按任意的顺序出现。 清单 12表示 Title 和 Author 两者必须同时出现（顺序任意）在 Book 中，或者都不出现。这种约束很难在 DTD 中表示。

清单 12：指出必须为元素定义所有的类型

<xsd:element name=&#39;Title&#39; type=&#39;string&#39;/>
<xsd:element name=&#39;Author&#39; type=&#39;string&#39;/>
<xsd:element name=&#39;Book&#39;>
<xsd:complexType>
<xsd:all>
<xsd:element ref=&#39;Tile&#39;/>
<xsd:element ref=&#39;Author&#39;/>
</xsd:all>
</xsd:complexType>
</xsd:element>

更上层楼

我们已经讨论了在 XML Schema 中定义元素所需的最基本的概念，通过一些简单的例子使您领略到它的强大功能。还有一些更强大的机制：

XML Schema 对类型继承提供了广泛的支持，允许重用以前定义的结构。使用所谓的 facets，您可以派生新的类型，表示其他某个类型值的更小子集，比如通过枚举、范围或模式匹配来定义子集。在本文的例子中， ProductCode 类型就是使用模式面（ pattern facet）定义的。子类型也可以向基类型增加更多的元素和属性声明。

有几种机制控制能否定义子类型，或者能否在具体的文档中替换为子类型。比如，有可能表示 InvoiceType （ Invoice 编号的类型）不允许子类型化，任何人都不能定义新版本的 InvoiceType 。通过规定在特定的上下文中不能用 ProductCode 类型的子类型替换，也能表达这种约束。

除了子类型外，还可以定义等价的类型，这样，一个类型的值可以用另一个类型代替。

通过声明抽象的元素或者类型，XML Schema 提供了一种强制替换机制。

为了方便起见，可以定义并命名属性组和元素组，从而能够在后面引用这些组达到重用的目的。

XML Schema 提供了三个元素—— appInfo 、 documentation 和 annotation ——为模式作注解，以方便读者（ documentation ）和应用程序（ appInfo ）。

基于子元素的某些属性可以表示惟一性约束。

可以通过 W3C 站点（请参阅 参考资料）的文档进一步研究 XML Schema，或者访问 dW XML 专区了解更多的内容。目前，XML Schema 规范已经被批准，并成为候选推荐标准（Candidate Recommendation），毫无疑问您将越来越多地用到它。

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonAusführliche Erläuterung der Grundkenntnisse zur Verwendung von XML-Schema zur Definition von Elementen (Bilder und Text). Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!