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@liayun 2016-06-30T11:01:28.000000Z 字数 16358 阅读 1938

XML Schema

JavaWeb

XML Schema简介

XML Schema也是一种用于定义和描述XML文档结构与内容的模式语言，其出现是为了克服DTD的局限性。
XML Schema VS DTD：

Schema约束快速入门

Schema入门案例

编写一个XML Schema约束文档——book.xsd如下：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> 
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  3.                       targetNamespace="http://www. itcast.cn"
  4.                       elementFormDefault="qualified">
  5.     <xs:element name='书架' >
  6.         <xs:complexType>
  7.             <xs:sequence maxOccurs='unbounded' >
  8.                 <xs:element name='书' >
  9.                     <xs:complexType>
  10.                         <xs:sequence>
  11.                             <xs:element name='书名' type='xs:string' />
  12.                             <xs:element name='作者' type='xs:string' />
  13.                             <xs:element name='售价' type='xs:string' />
  14.                         </xs:sequence>
  15.                     </xs:complexType>
  16.                 </xs:element>
  17.             </xs:sequence>
  18.         </xs:complexType>
  19.     </xs:element>
  20. </xs:schema>

然后遵循此约束文档编写一个xml实例文档——book.xml如下：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  3. <itcast:书架 xmlns:itcast="http://www.itcast.cn"
  4.                 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  5.                 xsi:schemaLocation=“http://www.itcast.cn book.xsd">
  7.     <itcast:书>
  8.         <itcast:书名>JavaScript网页开发</itcast:书名>
  9.         <itcast:作者>张孝祥</itcast:作者>
  10.         <itcast:售价>28.00元</itcast:售价>
  11.     </itcast:书>
  12. </itcast:书架>

名称空间

名称空间的概念

使用名称空间引入Schema文件

使用默认名称空间

使用名称空间引入多个XML Schema文档

例，文件清单：xmlbook.xml。

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  3. <书架 xmlns="http://www.it315.org/xmlbook/schema" 
  4.     xmlns:demo="http://www.it315.org/demo/schema"
  5.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  6.     xsi:schemaLocation="http://www.it315.org/xmlbook/schema http://www.it315.org/xmlbook.xsd 
  7.                         http://www.it315.org/demo/schema http://www.it315.org/demo.xsd">
  8.     <书>
  9.         <书名>JavaScript网页开发</书名>
  10.         <作者>张孝祥</作者>
  11.         <售价 demo:币种="人民币">28.00元</售价>
  12.     </书>
  13. </书架>

不使用名称空间引入XML Schema文档

例，文件清单：xmlbook.xml。

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <书架 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  3.     xsi:noNamespaceSchemaLocation="xmlbook.xsd">
  4.     <书>
  5.         <书名>JavaScript网页开发</书名>
  6.         <作者>张孝祥</作者>
  7.         <售价>28.00元</售价>
  8.     </书>
  9. </书架>

这个例子中的元素就不属于任何名称空间，但是我们想说明这些词汇来自xmlbook.xsd模式文档，就可以通过noNamespaceSchemaLocation属性来指定。

在XML Schema文档中声明名称空间

  1. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  2.                targetNamespace="http://www. itcast.cn"
  3.                elementFormDefault="qualified">
  4. <xs:schema>

Schema语法

以下Schema语法参考w3c文档。

XSD 简易元素

XML Schema可定义XML文件的元素。
简易元素指那些只包含文本的元素。它不会包含任何其他的元素或属性。

什么是简易元素？

简易元素指那些仅包含文本的元素。它不会包含任何其他的元素或属性。
不过，“仅包含文本”这个限定却很容易造成误解。文本有很多类型。它可以是XML Schema定义中包括的类型中的一种（布尔、字符串、数据等等），或者它也可以是您自行定义的定制类型。
您也可向数据类型添加限定（即 facets），以此来限制它的内容，或者您可以要求数据匹配某种特定的模式。

定义简易元素

定义简易元素的语法：

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

此处xxx指元素的名称，yyy指元素的数据类型。XML Schema拥有很多内建的数据类型。
最常用的类型是：

例子：
这是一些XML元素：

  1. <lastname>Smith</lastname>
  2. <age>28</age>
  3. <dateborn>1980-03-27</dateborn>

这是相应的简易元素的定义：

  1. <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
  2. <xs:element name="age" type="xs:integer"/>
  3. <xs:element name="dateborn" type="xs:date"/>

简易元素的默认值和固定值

简易元素可拥有指定的默认值或固定值。
当没有其他的值被规定时，默认值就会自动分配给元素。
在下面的例子中，缺省值是 "red"：

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

固定值同样会自动分配给元素，并且您无法规定另外一个值。
在下面的例子中，固定值是 "red"：

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

XSD 属性

所有的属性均作为简易类型来声明。

什么是属性？

简易元素无法拥有属性。假如某个元素拥有属性，它就会被当作某种复合类型。但是属性本身总是作为简易类型被声明的。

如何声明属性？

定义属性的语法是：

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

在此处，xxx指属性名称，yyy则规定属性的数据类型。XML Schema拥有很多内建的数据类型。
最常用的类型是：

实例：
这是带有属性的XML元素：

  1. <lastname lang="EN">Smith</lastname>

这是对应的属性定义：

  1. <xs:attribute name="lang" type="xs:string"/>

属性的默认值和固定值

属性可拥有指定的默认值或固定值。
当没有其他的值被规定时，默认值就会自动分配给元素。
在下面的例子中，缺省值是 "EN"：

  1. <xs:attribute name="lang" type="xs:string" default="EN"/>

固定值同样会自动分配给元素，并且您无法规定另外的值。
在下面的例子中，固定值是 "EN"：

  1. <xs:attribute name="lang" type="xs:string" fixed="EN"/>

可选的和必需的属性

在缺省的情况下，属性是可选的。如需规定属性为必选，请使用"use"属性：

  1. <xs:attribute name="lang" type="xs:string" use="required"/>

对内容的限定

当XML元素或属性拥有被定义的数据类型时，就会向元素或属性的内容添加限定。
假如XML元素的类型是"xs:date"，而其包含的内容是类似"Hello World"的字符串，元素将不会（通过）验证。
通过XML schema，您也可向您的XML元素及属性添加自己的限定。这些限定被称为facet（编者注：意为(多面体的)面，可译为限定面）。您会在下一节了解到更多有关facet的知识。

XSD 限定/Facets

限定（restriction）用于为XML元素或者属性定义可接受的值。对XML元素的限定被称为facet。

对值的限定

下面的例子定义了带有一个限定且名为"age"的元素。age的值不能低于0或者高于120：

  1. <xs:element name="age">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:integer">
  5.     <xs:minInclusive value="0"/>
  6.     <xs:maxInclusive value="120"/>
  7.   </xs:restriction>
  8. </xs:simpleType>
  10. </xs:element>

对一组值的限定

如需把XML元素的内容限制为一组可接受的值，我们要使用枚举约束（enumeration constraint）。
下面的例子定义了带有一个限定的名为"car"的元素。可接受的值只有：Audi，Golf，BMW：

  1. <xs:element name="car">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:enumeration value="Audi"/>
  6.     <xs:enumeration value="Golf"/>
  7.     <xs:enumeration value="BMW"/>
  8.   </xs:restriction>
  9. </xs:simpleType>
  11. </xs:element>

上面的例子也可以被写为：

  1. <xs:element name="car" type="carType"/>
  3. <xs:simpleType name="carType">
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:enumeration value="Audi"/>
  6.     <xs:enumeration value="Golf"/>
  7.     <xs:enumeration value="BMW"/>
  8.   </xs:restriction>
  9. </xs:simpleType>

注释：在这种情况下，类型"carType"可被其他元素使用，因为它不是"car"元素的组成部分。

对一系列值的限定

如需把XML元素的内容限制定义为一系列可使用的数字或字母，我们要使用模式约束（pattern constraint）。
下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素。可接受的值只有小写字母a-z其中的一个：

  1. <xs:element name="letter">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="[a-z]"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下一个例子定义了带有一个限定的名为"initials"的元素。可接受的值是大写字母A-Z其中的三个：

  1. <xs:element name="initials">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下一个例子也定义了带有一个限定的名为"initials"的元素。可接受的值是大写或小写字母a-z其中的三个：

  1. <xs:element name="initials">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="[a-zA-Z][a-zA-Z][a-zA-Z]"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下一个例子定义了带有一个限定的名为"choice"的元素。可接受的值是字母x，y或z中的一个：

  1. <xs:element name="choice">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="[xyz]"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下一个例子定义了带有一个限定的名为"prodid"的元素。可接受的值是五个阿拉伯数字的一个序列，且每个数字的范围是0-9：

  1. <xs:element name="prodid">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:integer">
  5.     <xs:pattern value="[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

对一系列值的其他限定

下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素。可接受的值是a-z中零个或多个字母：

  1. <xs:element name="letter">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="([a-z])*"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素。可接受的值是一对或多对字母，每对字母由一个小写字母后跟一个大写字母组成。举个例子，"sToP"将会通过这种模式的验证，但是"Stop"、"STOP"或者"stop"无法通过验证：

  1. <xs:element name="letter">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="([a-z][A-Z])+"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下面的例子定义了带有一个限定的名为"gender"的元素。可接受的值是male 或者female：

  1. <xs:element name="gender">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="male|female"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

下面的例子定义了带有一个限定的名为"password"的元素。可接受的值是由8个字符组成的一行字符，这些字符必须是大写或小写字母a-z亦或数字0-9：

  1. <xs:element name="password">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

对长度的限定

如需限制元素中值的长度，我们需要使用length、maxLength以及minLength限定。
本例定义了带有一个限定且名为"password"的元素。其值必须精确到8个字符：

  1. <xs:element name="password">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:length value="8"/>
  6.   </xs:restriction>
  7. </xs:simpleType>
  9. </xs:element>

这个例子也定义了带有一个限定的名为"password"的元素。其值最小为5个字符，最大为8个字符：

  1. <xs:element name="password">
  3. <xs:simpleType>
  4.   <xs:restriction base="xs:string">
  5.     <xs:minLength value="5"/>
  6.     <xs:maxLength value="8"/>
  7.   </xs:restriction>
  8. </xs:simpleType>
  10. </xs:element>

数据类型的限定

限定 描述
enumeration 定义可接受值的一个列表
fractionDigits 定义所允许的最大的小数位数。必须大于等于0。
length 定义所允许的字符或者列表项目的精确数目。必须大于或等于0。
maxExclusive 定义数值的上限。所允许的值必须小于此值。
maxInclusive 定义数值的上限。所允许的值必须小于或等于此值。
maxLength 定义所允许的字符或者列表项目的最大数目。必须大于或等于0。
minExclusive 定义数值的下限。所允许的值必需大于此值。
minInclusive 定义数值的下限。所允许的值必需大于或等于此值。
minLength 定义所允许的字符或者列表项目的最小数目。必须大于或等于0。
pattern 定义可接受的字符的精确序列。
totalDigits 定义所允许的阿拉伯数字的精确位数。必须大于0。
whiteSpace 定义空白字符（换行、回车、空格以及制表符）的处理方式。

XSD 复合元素

复合元素包含了其他的元素及/或属性。

什么是复合元素？

复合元素指包含其他元素及/或属性的XML元素。
有四种类型的复合元素：

复合元素的例子：
复合元素，"product"，是空的：

  1. <product pid="1345"/>

复合元素，"employee"，仅包含其他元素：

  1. <employee>
  2. <firstname>John</firstname>
  3. <lastname>Smith</lastname>
  4. </employee>

复合元素，"food"，仅包含文本：

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

复合元素，"description"，包含元素和文本：

  1. <description>
  2. It happened on <date lang="norwegian">03.03.99</date> ....
  3. </description>

如何定义复合元素？

请看这个复合XML元素，"employee"，仅包含其他元素：

  1. <employee>
  2. <firstname>John</firstname>
  3. <lastname>Smith</lastname>
  4. </employee>

在XML Schema中，我们有两种方式来定义复合元素：

  1. 通过命名此元素，可直接对"employee"元素进行声明，就像这样：

    1. <xs:element name="employee">
    2.   <xs:complexType>
    3.     <xs:sequence>
    4.       <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    5.       <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    6.     </xs:sequence>
    7.   </xs:complexType>
    8. </xs:element>

    假如您使用上面所描述的方法，那么仅有"employee"可使用所规定的复合类型。请注意其子元素，"firstname"以及"lastname"，被包围在指示器 <sequence>中。这意味着子元素必须以它们被声明的次序出现。您会在XSD 指示器这一节学习更多有关指示器的知识。

  2. "employee"元素可以使用type属性，这个属性的作用是引用要使用的复合类型的名称：

    1. <xs:element name="employee" type="personinfo"/>
    3. <xs:complexType name="personinfo">
    4.   <xs:sequence>
    5.     <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    6.     <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    7.   </xs:sequence>
    8. </xs:complexType>

    如果您使用了上面所描述的方法，那么若干元素均可以使用相同的复合类型，比如这样：

    1. <xs:element name="employee" type="personinfo"/>
    2. <xs:element name="student" type="personinfo"/>
    3. <xs:element name="member" type="personinfo"/>
    5. <xs:complexType name="personinfo">
    6.   <xs:sequence>
    7.     <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    8.     <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    9.   </xs:sequence>
    10. </xs:complexType>

    您也可以在已有的复合元素之上以某个复合元素为基础，然后添加一些元素，就像这样：

    1. <xs:element name="employee" type="fullpersoninfo"/>
    3. <xs:complexType name="personinfo">
    4.   <xs:sequence>
    5.     <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    6.     <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    7.   </xs:sequence>
    8. </xs:complexType>
    10. <xs:complexType name="fullpersoninfo">
    11.   <xs:complexContent>
    12.     <xs:extension base="personinfo">
    13.       <xs:sequence>
    14.         <xs:element name="address" type="xs:string"/>
    15.         <xs:element name="city" type="xs:string"/>
    16.         <xs:element name="country" type="xs:string"/>
    17.       </xs:sequence>
    18.     </xs:extension>
    19.   </xs:complexContent>
    20. </xs:complexType>

XSD 复合空元素

空的复合元素不能包含内容，只能含有属性。

复合空元素

一个空的XML元素：

  1. <product prodid="1345" />

上面的"product"元素根本没有内容。为了定义无内容的类型，我们就必须声明一个在其内容中只能包含元素的类型，但是实际上我们并不会声明任何元素，比如这样：

  1. <xs:element name="product">
  2.   <xs:complexType>
  3.     <xs:complexContent>
  4.       <xs:restriction base="xs:integer">
  5.         <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>
  6.       </xs:restriction>
  7.     </xs:complexContent>
  8.   </xs:complexType>
  9. </xs:element>

在上面的例子中，我们定义了一个带有复合内容的复合类型。complexContent元素给出的信号是，我们打算限定或者拓展某个复合类型的内容模型，而integer限定则声明了一个属性但不会引入任何的元素内容。
不过，也可以更加紧凑地声明此"product"元素：

  1. <xs:element name="product">
  2.   <xs:complexType>
  3.     <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>
  4.   </xs:complexType>
  5. </xs:element>

或者您可以为一个complexType元素起一个名字，然后为"product"元素设置一个type属性并引用这个complexType名称（通过使用此方法，若干个元素均可引用相同的复合类型）：

  1. <xs:element name="product" type="prodtype"/>
  3. <xs:complexType name="prodtype">
  4.   <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>
  5. </xs:complexType>

XSD 复合类型指示器

通过指示器，我们可以控制在文档中使用元素的方式。

指示器

有七种指示器：

Order 指示器

Order 指示器用于定义元素的顺序。

Occurrence 指示器

Occurrence 指示器用于定义某个元素出现的频率。
注释：对于所有的"Order"和"Group"指示器（any、all、choice、sequence、group name以及group reference），其中的maxOccurs以及minOccurs的默认值均为1。

一个实际的例子：
名为"Myfamily.xml"的XML文件：

  1. <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
  3. <persons xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4. xsi:noNamespaceSchemaLocation="family.xsd">
  6. <person>
  7. <full_name>Tony Smith</full_name>
  8. <child_name>Cecilie</child_name>
  9. </person>
  11. <person>
  12. <full_name>David Smith</full_name>
  13. <child_name>Jogn</child_name>
  14. <child_name>mike</child_name>
  15. <child_name>kyle</child_name>
  16. <child_name>mary</child_name>
  17. </person>
  19. <person>
  20. <full_name>Michael Smith</full_name>
  21. </person>
  23. </persons>

上面这个XML文件含有一个名为"persons"的根元素。在这个根元素内部，我们定义了三个"person"元素。每个"person"元素必须含有一个"full_name"元素，同时它可以包含多至4个"child_name"元素。
这是schema文件"family.xsd"：

  1. <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  3. elementFormDefault="qualified">
  5. <xs:element name="persons">
  6.   <xs:complexType>
  7.     <xs:sequence>
  8.       <xs:element name="person" maxOccurs="unbounded">
  9.         <xs:complexType>
  10.           <xs:sequence>
  11.             <xs:element name="full_name" type="xs:string"/>
  12.             <xs:element name="child_name" type="xs:string"
  13.             minOccurs="0" maxOccurs="4"/>
  14.           </xs:sequence>
  15.         </xs:complexType>
  16.       </xs:element>
  17.     </xs:sequence>
  18.   </xs:complexType>
  19. </xs:element>
  21. </xs:schema>

一个XSD实例

这是名为"shiporder.xsd"的schema文件的文档清单：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  3.     targetNamespace="http://www.itcast.cn" elementFormDefault="qualified">
  5.     <xs:element name="shiporder">
  6.         <xs:complexType>
  7.             <xs:sequence>
  8.                 <xs:element name="orderperson" type="xs:string" />
  9.                 <xs:element name="shipto">
  10.                     <xs:complexType>
  11.                         <xs:sequence>
  12.                             <xs:element name="name" type="xs:string" />
  13.                             <xs:element name="address" type="xs:string" />
  14.                             <xs:element name="city" type="xs:string" />
  15.                             <xs:element name="country" type="xs:string" />
  16.                         </xs:sequence>
  17.                     </xs:complexType>
  18.                 </xs:element>
  19.                 <xs:element name="item" maxOccurs="unbounded">
  20.                     <xs:complexType>
  21.                         <xs:sequence>
  22.                             <xs:element name="title" type="xs:string" />
  23.                             <xs:element name="note" type="xs:string" minOccurs="0" />
  24.                             <xs:element name="quantity" type="xs:positiveInteger" />
  25.                             <xs:element name="price" type="xs:decimal" />
  26.                         </xs:sequence>
  27.                     </xs:complexType>
  28.                 </xs:element>
  29.             </xs:sequence>
  30.             <xs:attribute name="orderid" type="xs:string" use="required" />
  31.         </xs:complexType>
  32.     </xs:element>
  34. </xs:schema>

依据以上scheme文档编写shiporder.xml文件：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  3. <shiporder xmlns="http://www.itcast.cn"
  4.                 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  5.                 xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn shiporder.xsd"
  6.                 orderid="111">
  7.     <orderperson>xxx</orderperson>
  8.     <shipto>
  9.         <name>xxxx</name>
  10.         <address>xxx</address>
  11.         <city>xxx</city>
  12.         <country>xxx</country>
  13.     </shipto>
  14.     <item>
  15.         <title>xxx</title>
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  19.     </item>
  20. </shiporder>
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