xml 学习笔记 3.xml Schema

XML Scema：XML模式语言，用来描述XML结构、数据内容、相关约束等方面特征的语言。

与dtd相比，XML Scema的优点：一致性，XML Scema是一种XML文档，从而使XML模式与实例定义达到统一；完备性，XML Scema引入数据类型、命名空间，并且支持对其他XML Scema的引用；规范性和准确性，XML Scema使用更加规范和完备的机制来约束XML文档；面向对象：XML Scema使用了面向对象的机制，使应用起来更加灵活；扩展性,XML Scema提供一些扩展机制（open），允许在事先无法准确描述数据模式的情况下，在 XML 实例数据中根据需要添加相关的数据。

xsd:annotation 元素来增加注释内容，xsd:annotation 元素可以包含两个子元素 xs:appinfo 和 xs:documentation。前者用于表示计算机应用程序处理的注释，而后者则表示供开发人员阅读的注释。

XML Scema中的数据类型实际上主要是针对XML元素而言的。数据类型为两类：简单类型和复杂类型。数据类型可以是有名的全局的数据类型，也可以是局部的无名的数据类型。

简单类型：

不包含任何子元素和属性的元素。也就是只包含文本内容或为空元素。

XML Schema中常用的基础类型有：

string string 数据类型的取值可以是任意字符串
normalizedString normalizedString 数据类型派生于 string 数据类型。normalizedString 数据类型的值可以包含任意字符，但是 XML 解析器将删除其中的 LF、CR 和制表符等空白字符；换句话说，normalizedString 数据类型是不包含上述特殊字符的字符串。
token token 数据类型也是 string 数据类型的派生类型，其中可以包含任意字符，但是 XML 解析器将删除其中的 LF、CR 和制表符等空白字符、开头和结尾的空格、以及连续的空格。
language 包含合法语言 id 的字符串。
Name 包含合法 XML 名称的字符串，可以包含命名空间前缀。
NCName 包含合法 XML 名称的字符串，不可以包含命名空间前缀。
ID、IDREFS、NMTOKEN 等这些数据类型来自于 DTD，在 XML Schema 中保留了这些数据类型，并且与 DTD 中的使用方式相同，这些类型只能用于元素的属性。

float IEEE 的单精度 32 位浮点数。
decimal 可以使用十进制数字表示的实数。
integer 派生于 decimal，限制条件是十进制整数。
long 派生于 integer，限制条件是最大值为 9223372036854775807、最小值为 -9223372036854775808。
int 派生于 long，限制条件是最大值为 2147483647、最小值为 -2147483648。
nonPositiveInteger 派生于 integer，限制条件是最大值为 0。

date 用于指定一个日期，具体格式为：YYYY-MM-DD，其中：YYYY 表示年；MM 表示月；DD 表示日。假如 <xsd:element name="start" type="xsd:date"/>，那么该元素可以为 <start>2002-09-24</start>。
time 用于指定一个时间，具体格式为：hh:mm:ss，其中：hh 表示时；mm 表示分；ss 表示秒。假如 <xsd:element name="start" type="xsd:time"/>，那么该元素可以为 <start>09:00:00</start>。
datetime 用于指定一个日期和时间，具体格式为：YYYY-MM-DDThh:mm:ss。假如 <xsd:element name="startdate" type="xsd:dateTime"/>，那么该元素可以为 <startdate>2002-05-30T09:00:00</startdate>。
duration 指定一个时间间隔，具体格式为：PnYnMnDTnHnMnS，其中：P 表示时间间隔（必需的）；nY 表示年数；nM 表示月数；依次类推。

boolean 用于指定 true 或者 false。合法的取值包括：true、false、1（表示 true）、0（表示 false）。
base64Binary、hexBinary 用于表示二进制格式的数据，base64Binary 表示 Base64 编码的二进制数据，hexBinary 表示十六进制编码的二进制数据。
anyURI 用于表示一个 URI，如果其中包括空格，必须使用 %20 进行替换。

自定义的简单类型可以通过限制、列表或者组合来构造新的类型。

限制 restriction：

<xsd:simpleType> 
    <xsd:restriction base="BaseType"> 
    ... facets descriptions ...
    </xsd:restriction> 
</xsd:simpleType>

base表示由什么数据类型进行的派生。

限制的方面有一下几种限制：

enumeration 定义一组合法的取值。
fractionDigits 指定最大的小数位数，必须大于或等于零。
length 指定字符串中字符或列表数据类型中项的数目，必须大于或等于零。
maxExclusive 指定数值类型值的上限（取值必须小于这个上限）。
maxInclusive 指定数值类型值的上限（取值必须小于或等于这个上限）。
maxLength 指定字符串中字符或列表数据类型中项的最大数目，必须大于或等于零。
minExclusive 指定数值类型值的下限（取值必须大于这个下限）。
minInclusive 指定数值类型值的下限（取值必须大于或等于这个下限）。
minLength 指定字符串中字符或列表数据类型中项的最小数目，必须大于或等于零。
pattern 指定一个正则表达式，描述合法的字符序列。
totalDigits 指定最大的位数，必须大于或等于零。
whiteSpace 指定如何处理空白字符（CR、LF、Space 和 Tab）。

列表List：

使用列表，列出列表中要求的数据类型。

可以是<xsd:list>....</xsd:list>中添加要求列表的数据类型，也可以是<xsd:list itemtype = " ... "/>直接调用全局的数据类型进行列表。

合并Union：

列表中只能对同一种数据类型进行存放。若有多种数据类型，则使用union。具体操作与List中类似

复杂类型：

包含子元素或属性的元素，而属性的声明包含在复杂类型的定义中。

包含属性的元素：

<xsd:complexType name="ComplexType">
	<xsd:attribute name="Att1Name" type="someSimpleType1"/>
	......
</xsd:complexType>

在其中对属性的类型进行约束。

包含元素的元素：

XML Schema中有三种容器，以不同的出现顺序来包含子元素。子元素必须包含在容器中。

xsd:sequence: 表示序列，即元素必须按照声明顺序依次出现。

xsd:choice 表示选择，即从中选取一个元素出现。

xsd:all 表示所包含的内容全部需要出现，但是不分先后顺序。

包含属性和文本内容的元素：

使用simpleContent来表示文本内容或文本内容加属性。

<xsd:element name="ele_name">
  <xsd:complexType>
    <xsd:simpleContent>
         ....
    </xsd:simpleContent>
  </xsd:complexType>
</xsd:element>

其中也可使用xsd:extension或xsd:restriction来限制文本内容的类型时，只能base=""基础属性，xsd:extension中只能继续对属性进行限制。

包含文本属性和子元素

必须使用mixed属性来表明其包含的是混合内容

<xsd:complexType mixed="true">
        .....
    </xsd:complexType>

simpleType中有:

final 属性的值表示该数据类型不允许进行的操作的列表，#all 表示不能对该类型进行任何操作。或者是list | union | restriction

面向对象的特性：
complexType中的属性有：

abstract 属性表示该复杂类型是一个虚类型，只能用作其他类型的父类型。

final (#all | List of (extension | restriction)) 不能以all或者extenson或者 restriction的方式派生子类型

block 限制使用多态性，取值可能为 #all、extension、restriction。extension 和 restriction，分别表示禁止使用任何通过扩展/限制而派生的子类型的实例来代替声明为父类的元素。

其中final表示不能派生子类型，而block是不能使用子类型来对声明为父类的元素实例化。

多态性的演示：

XML Schema：

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
	<xs:element name="book">
		<xs:annotation>
			<xs:documentation>Comment describing your root element</xs:documentation>
		</xs:annotation>
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element name="title" type="titleType"/>
				<xs:element name="author" maxOccurs="3"/>
				<xs:element name="section" type="sectionType" maxOccurs="unbounded"/>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
	<xs:complexType name="sectionType">
		<xs:sequence>
			<xs:element name="title" type="titleType"/>
			<xs:choice minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
				<xs:element name="p"/>
				<xs:element name="figure">
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element name="title" type="titleType"/>
							<xs:element name="image">
								<xs:complexType>
									<xs:attribute name="source" use="required"/>
								</xs:complexType>
							</xs:element>
						</xs:sequence>
						<xs:attribute name="width" use="required"/>
						<xs:attribute name="height" use="required"/>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
				<xs:element name="section" type="sectionType"/>
			</xs:choice>
		</xs:sequence>
		<xs:attribute name="id"/>
		<xs:attribute name="difficulty"/>
	</xs:complexType>
	<xs:simpleType name="titleType">
		<xs:restriction base="xs:string">
			<xs:minLength value="1"/>
			<xs:maxLength value="100"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
	<xs:simpleType name="bookTitleType">
		<xs:restriction base="titleType">
			<xs:pattern value="(Data On the Web|TCP/IP Illustrated)"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
	<xs:simpleType name="sectionTitleType">
		<xs:restriction base="titleType">
			<xs:pattern value="([1-9][0-9]*(\-[1-9][0-9]*)?\..*)"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
	<xs:simpleType name="figureTitleType">
		<xs:restriction base="titleType">
			<xs:pattern value="([1-9][0-9]*\-[1-9][0-9]*(\-[1-9][0-9]*)?\..*)"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
</xs:schema>

对其中的titleType使用运行时多态。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--用XMLSpy v2012产生的 XML文件(http://www.altova.com)-->
<book xsi:noNamespaceSchemaLocation="book.xsd" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
	<title xsi:type="bookTitleType">Data On the Web</title>
	<author>text</author>
	<author>text</author>
	<author>text</author>
	<section id="text" difficulty="text">
		<title xsi:type="sectionTitleType">1.xxxx</title>
		<p>text</p>
	</section>
	<section id="text" difficulty="text">
		<title xsi:type="sectionTitleType">1-1.xxxx</title>
		<p>text</p>
	</section>
	<section id="text" difficulty="text">
		<title>a</title>
		<figure width="12" height="24">
			<title xsi:type="figureTitleType">1-1-1.xxxx</title>
			<image source=""></image>
		</figure>
	</section>
	<section id="text" difficulty="text">
		<title xsi:type="sectionTitleType">120.250.215uafghaoh</title>
		<section>
			<title>afas</title>
			<figure width="" height="">
				<title xsi:type="figureTitleType">1-1-1.xxxx</title>
				<image source=""></image>
			</figure>
		</section>
	</section>
</book>

XML Schema中element其他的一些常用属性：

default = string 缺省值
fixed = string 固定值
id = ID id
maxOccurs = (nonNegativeInteger | unbounded) : 1 最大出现数
minOccurs = nonNegativeInteger : 1 最小出现数
name = NCName 名称
nillable = boolean : false 为false时，表示不能为空
ref = QName 引用某个已定义的全局元素
substitutionGroup = QName 替换组，使用当前元素来替换Qname代表的元素
type = QName 类型为。

对于xsd:element元素有unique、key、keyref来约束其为唯一值，键和键引用。

key的一个实例：

<xs:key name="spyIDkey">
			<xs:selector xpath="spyTable/row"/>
			<xs:field xpath="@spyID"/>
		</xs:key>

其中xs:selector 通过xpath选择一个元素集，是xs:field选择的属性或者元素或者其他值在这个元素集为唯一值。unique的操作类似。

keyref多了一个refer，表示引用的key的名称：

<xs:keyref name="mrefkey" refer="spyIDkey">
			<xs:selector xpath="missionTable/row"/>
			<xs:field xpath="spyREF"/>
		</xs:keyref>

下面为完整的XML Schema：

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
	<xs:element name="info">
		<xs:annotation>
			<xs:documentation>Comment describing your root element</xs:documentation>
		</xs:annotation>
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element name="aliasTable">
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element name="row" maxOccurs="unbounded">
								<xs:complexType>
									<xs:sequence>
										<xs:element name="spyREF" type="xs:IDREF"/>
										<xs:element name="alias" type="xs:string"/>
									</xs:sequence>
									<xs:attribute name="aID" type="xs:int" use="required"/>
								</xs:complexType>
							</xs:element>
						</xs:sequence>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
				<xs:element name="missionTable">
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element name="row" maxOccurs="unbounded">
								<xs:complexType>
									<xs:sequence>
										<xs:element name="spyREF" type="xs:IDREF"/>
										<xs:element name="date" type="mydate"/>
										<xs:element name="description" type="xs:string"/>
										<xs:element name="status" type="statusType"/>
									</xs:sequence>
									<xs:attribute name="mID" type="xs:ID" use="required"/>
								</xs:complexType>
							</xs:element>
						</xs:sequence>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
				<xs:element name="spyTable">
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element name="row" maxOccurs="unbounded">
								<xs:complexType>
									<xs:sequence>
										<xs:element name="firstName"/>
										<xs:element name="lastName"/>
									</xs:sequence>
									<xs:attribute name="spyID" type="xs:ID" use="required"/>
								</xs:complexType>
							</xs:element>
						</xs:sequence>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
		<xs:key name="spyIDkey">
			<xs:selector xpath="spyTable/row"/>
			<xs:field xpath="@spyID"/>
		</xs:key>
		<xs:keyref name="mrefkey" refer="spyIDkey">
			<xs:selector xpath="missionTable/row"/>
			<xs:field xpath="spyREF"/>
		</xs:keyref>
		<xs:key name="mIDkey">
			<xs:selector xpath="missionTable/row"/>
			<xs:field xpath="@mID"/>
		</xs:key>
		<xs:key name="aIDkey">
			<xs:selector xpath="aliasTable/row"/>
			<xs:field xpath="@aID"/>
		</xs:key>
		<xs:keyref name="aREF" refer="spyIDkey">
			<xs:selector xpath="aliasTable/row"/>
			<xs:field xpath="spyREF"/>
		</xs:keyref>
	</xs:element>
	<xs:simpleType name="statusType">
		<xs:restriction base="xs:string">
			<xs:enumeration value="Mission Accomplished"/>
			<xs:enumeration value="In Progress"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
	<xs:simpleType name="mydate">
		<xs:restriction base="xs:string">
			<xs:pattern value="([1-9][0-9]{3}\-([1-9]|1[0-2])\-([1-9]|[1-2][0-9]|3(0|1)))"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
</xs:schema>

另一个直接用xmlspy转换得到的XML Schema：

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified">
	<xs:import namespace="http://www.w3.org/XML/1998/namespace"/>
	<xs:element name="info">
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element ref="row" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
	<xs:element name="row">
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element ref="firstName"/>
				<xs:element ref="lastName"/>
				<xs:element ref="alias" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
				<xs:element ref="mission" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
			</xs:sequence>
			<xs:attribute name="spyID" type="xs:ID" use="required"/>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
	<xs:element name="firstName">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
	<xs:element name="lastName">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
	<xs:element name="alias">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
	<xs:element name="mission">
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element ref="date"/>
				<xs:element ref="description"/>
				<xs:element ref="status"/>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
	<xs:element name="date">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
	<xs:element name="description">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
	<xs:element name="status">
		<xs:complexType mixed="true"/>
	</xs:element>
</xs:schema>

xml 学习笔记 3.xml Schema

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