XSD 全局定义多个元素时需要某个 XML 根元素？

问题描述

我为一个项目创建了一个 XSD，这个 XSD 应该能够捕捉到与 XML 代码中缺少结构相关的错误，但事实并非如此。例如，当我尝试验证不正确的 XML 时，例如：

<Course number="1">
    <Subject idSub="s8" type="core">
        <Name>PII</Name>
        <Student>
            <Name>John White</Name>
            <ID>12345601A</ID>
            <Grade>9.27</Grade>
        </Student>
    </Subject>
</Course>

如果缺少父元素 Degree 及其子元素 Name 和 Scope，验证器会在应该出错时通知我 XML 有效。

我已经尝试将父类创建为：

<xsd:element name="degrees">
    <xs:complexType> 
        <xs:sequence> 
            <xs:element ref="Degree" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/> 
        </xs:sequence> 
    </xs:complexType> 
</xsd:element>

但似乎没有任何作用。

这是一个有效 XML 的示例：

<Degree location="London">
    <Name>Industrial Engineering</Name>
    <Scope>technology</Scope>
    <Course number="1">
        <Subject idSub="ts1" type="core">
            <Name>Thermodynamics</Name>
            <Student>
                <Name>Michael Williams</Name>
                <ID>89345601A</ID>
                <Grade>7.37</Grade>
            </Student>
        </Subject>
    </Course>
</Degree>

这是我的完整 XSD 代码：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xsd:element name="Degree">
    <xsd:complexType>
        <xsd:sequence>
            <xsd:element name="Name" type="xsd:string"/>
            <xsd:element ref="Scope"/>
            <xsd:element ref="Course" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>
        </xsd:sequence>
        
        <xsd:attribute name="location" use="optional">
            <xsd:simpleType>
                <xsd:restriction base="xsd:string">
                    <xsd:enumeration value="London"/>
                    <xsd:enumeration value="Oxford"/>
                    <xsd:enumeration value="Cambridge"/>
                </xsd:restriction>
            </xsd:simpleType>
        </xsd:attribute>
    </xsd:complexType>
</xsd:element>

<xsd:element name="Scope">
    <xsd:simpleType>
        <xsd:restriction base="xsd:string">
            <xsd:enumeration value="humanities"/>
            <xsd:enumeration value="science"/>
            <xsd:enumeration value="technology"/>
        </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
</xsd:element>

<xsd:element name="Course">
    <xsd:complexType>
        <xsd:sequence>
            <xsd:element ref="Subject" maxOccurs="unbounded"/>
        </xsd:sequence>
        
        <xsd:attribute name="number" use="required">
            <xsd:simpleType>
                <xsd:restriction base="xsd:positiveInteger">
                    <xsd:pattern value="[1-4]{1}" />
                </xsd:restriction>
            </xsd:simpleType>
        </xsd:attribute>

    </xsd:complexType>
    
    <xsd:unique name="IDSubUnique">
        <xsd:selector xpath="./Subject" />
        <xsd:field xpath="@idSub" />
    </xsd:unique>
</xsd:element>

<xsd:element name="Subject">
    <xsd:complexType>
        <xsd:sequence>
            <xsd:element name="Name" type="xsd:string"/>
            <xsd:element ref="Student" maxOccurs="unbounded"/>
        </xsd:sequence>
        
        <xsd:attribute name="type" use="required">
            <xsd:simpleType>
                <xsd:restriction base="xsd:string">
                    <xsd:enumeration value="core" />
                    <xsd:enumeration value="specialty" />
                    <xsd:enumeration value="optional" />
                </xsd:restriction>
            </xsd:simpleType>
        </xsd:attribute>
        <xsd:attribute name="idSub" use="required">
            <xsd:simpleType>
                <xsd:restriction base="xsd:string"/>
            </xsd:simpleType>
        </xsd:attribute>
    </xsd:complexType>
</xsd:element>

<xsd:element name="Student">
    <xsd:complexType mixed="true">
        <xsd:sequence>
            <xsd:element name="Name" type="xsd:string"/>
            <xsd:choice>
                <xsd:element ref="ID" minOccurs="0"/>
                <xsd:element ref="Resident" minOccurs="0"/>
            </xsd:choice>
            <xsd:element ref="Grade"/>
            <xsd:element ref="EAML" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
        </xsd:sequence>
        
        <xsd:attribute name="StudentAddress" use="optional">
            <xsd:simpleType>
                <xsd:restriction base="xsd:string"/>
            </xsd:simpleType>
        </xsd:attribute>
    </xsd:complexType>
</xsd:element>

<xsd:element name="ID">
    <xsd:simpleType>
        <xsd:restriction base="xsd:string">
                    <xsd:pattern value="[0-9]{8}[A-Z]{1}"></xsd:pattern>
            </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
</xsd:element>

<xsd:element name="Resident">
    <xsd:simpleType>
        <xsd:restriction base="xsd:string">
                    <xsd:pattern value="[A-Z]{1}[0-9]{7}"></xsd:pattern>
            </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
</xsd:element>

<xsd:element name="Grade">
    <xsd:simpleType>
        <xsd:restriction base="xsd:decimal">
                    <xsd:fractionDigits value="2"/>
            </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
</xsd:element>

<xsd:element name="EAML" type="xsd:anyURI"/>

</xsd:schema>

解决方法

当诸如 Course 之类的元素在 XSD 中全局定义时（如您采用的 Salami Slice Design 中所做的那样），它可能会显示为 XML 的根元素文档。禁止这种情况的方法包括重新设计 XSD 或使用依赖于实现的验证选项：

嵌套非本地元素声明（俄罗斯娃娃设计）：

替换

<xsd:element name="Degree">
   <xsd:complexType>
      <xsd:sequence>

        <xsd:element ref="Course" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>
...

与

<xsd:element name="Degree">
   <xsd:complexType>
      <xsd:sequence>

        <xsd:element name="Course">
          <xsd:complexType>
            <xsd:sequence>
              <xsd:element ref="Subject" maxOccurs="unbounded"/>
...

请注意，Course 的声明已从具有全局作用域迁移到具有局部作用域。

嵌套非局部元素声明但全局声明类型（威尼斯式盲人设计）。
依赖于实现相关的验证选项，例如 Saxon 的架构验证器的
-top:Degree 参数。

另见

对于Salami Slice vs Russian Doll vs Venetian Blind 设计：Global versus Local: A Collectively Developed Set of Schema Design Guidelines
XSD requiring a specific root element exist in an XML document?

它是 XSD 哲学的一部分——这受到了很多批评——模式定义了元素的有效性，而不是文档的有效性。如果某个元素对架构有效，并且该元素是文档的根元素，则该文档被认为是有效的。

一些模式处理器为您提供了一个 API，允许您在请求验证时说明您希望根对什么元素声明有效。例如，使用从命令行调用的 Saxon XSD 验证器，您可以使用选项 -top:Degree 表示最外层元素必须对 Degree 的声明有效。（注意，它实际上不必命名为 Degree，它可以是 Degree 替换组的成员）。如果您的处理器不提供该选项，那么向供应商抱怨不太可能有多大好处，您将不得不采用一些不同的策略来检查最外层元素。

如果您查看 XSD 规范，它会说（在 §5.2 中）

可能的三种主要方法：

1 用户或应用程序从 {type 模式的定义}，并呼吁模式有效性评估（元素）（第 3.3.4 节）（第 1.2 条）；

2 用户或应用程序识别来自 {元素声明} 的元素声明 schema，检查其 {name} 和 {target namespace} 是否与 [local 项目的名称] 和 [命名空间名称]，并诉诸 Schema-Validity 评估（元素）（第 3.3.4 节）（第 1.1 条）；

3 处理器启动来自 Schema-Validity Assessment (Element) (§3.3.4)，没有规定声明或定义，以及·严格的·或·宽松的·评估随之而来，取决于元素信息和模式确定元素声明（按名称）或类型定义（通过 xsi:type）与否。

也就是说，您要么说（1）我希望根对类型 T 有效，（2）我希望根对元素声明 E 有效，要么（3）我希望根对类型有效这个模式中有一些东西，我不在乎是什么。

不幸的是，许多处理器似乎只提供 (3)。

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XSD 全局定义多个元素时需要某个 XML 根元素？

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解决方法

另见

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