xml约束

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本文详细介绍了XML文档中的约束机制，包括DTD和Schema两种类型。解释了如何使用DTD定义XML文档结构，如元素、属性及其实现细节。同时对比了XML Schema与DTD的不同之处，展示了XML Schema的语法和使用方法。

什么是xml约束

因为xml文档是可以自定义元素的，这会让使用xml文档的应用程序无法知道xml文档的真实结构。通常应用程序都会要求xml文件的结构是固定的，以满足自己的需求，这就说明，不同的应用程序要求自己的xml文档必须符合一定的要求。
XML文档约束的类型
xml文档约束有两种类型：dtd和schema

dtd：dtd是平面式文档，dtd文件不是xml文档，通常扩展名为“.dtd”。它是最早的xml约束；
schema：schema本身也是xml文档，它比dtd要更加强大，通常扩展名为“.xsd”。它是新的xml文档约束，用来替代dtd。
DTD是老的XML约束，Schema是新的，用Schema替换掉DTD

DTD:
DTD（Document Type Definition），文档类型定义，用来约束XML文档。例如要求xml文档的根元素必须是，在元素下可以包含0~n个元素，每个元素

必须有一个number属性，而且还要有三个子元素，分别为、、，这三个子元素的内容必须为文本内容，而不能是子元素。

DTD展示：

<!ELEMENT students (student+)>
<!ELEMENT student (name,age,sex)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT sex (#PCDATA)>

解读上面DTD：
students元素中可以包含1~n个student元素；
student元素中必须包含name、age、sex元素，而且顺序也是固定的；
name元素内容为文本，即字符串；
age元素内容为文本；
sex元素内容为文本。

2、在XML文档中指定本地DTD

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE students SYSTEM "students.dtd">
<students>
    <student>
        <name>zhangSan</name>
        <age>23</age>
        <sex>male</sex>
    </student>
</students>

在XML文档中指定内部DTD

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE students [
<!ELEMENT students (student+)>
<!ELEMENT student (name, age, sex)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT sex (#PCDATA)>
]>
<students>
    <student>
        <name>zhangSan</name>
        <age>23</age>
        <sex>male</sex>
    </student>
</students>

解读上面DTD：
students元素中可以包含1~n个student元素；
student元素中必须包含name、age、sex元素，而且顺序也是固定的；
name元素内容为文本，即字符串；
age元素内容为文本；
sex元素内容为文本

在XML文档中指定外部公共DTD
XML文件使用 DOCTYPE 声明语句来指明它所遵循的DTD文件，DOCTYPE声明语句有两种形式
当引用的文件在本地时，采用如下方式：
		<!DOCTYPE 文档根结点 SYSTEM "DTD文件的URL">
	例如： <!DOCTYPE 书架 SYSTEM “book.dtd”>。在xml文件中手写一下。
当引用的文件是一个公共的文件时，采用如下方式：	
		<!DOCTYPE 文档根结点 PUBLIC "DTD名称" "DTD文件的URL">

DTD定义元素：
定义元素的语法
使用ELEMENT声明元素：<!ELEMENT 元素名内容类型或内容>
例如：<!ELEMENT name (#PCDATA)>
表示name元素的内容为文本数据

1、用|分隔，表示任选其一，即多个只能出现一个
<!ELEMENT MYFILE (TITLE|AUTHOR|EMAIL)>
2、用逗号分隔，表示内容的出现顺序必须与声明时一致。
<!ELEMENT MYFILE (TITLE,AUTHOR,EMAIL)>
3、也可使用圆括号( )批量设置，例
<!ELEMENT MYFILE ((TITLE*, AUTHOR?, EMAIL)* | COMMENT)>

2、元素类型
元素类型可以是ANY或EMPTY
<!ELEMENT stu ANY>：表示stu元素的内容可以是任意元素，也可以是文本数据，也可以是文本数据+子元素，反正就是任意。
<!ELEMENT stu EMPTY>：表示stu不能有任何内容，即空元素。例如：。

3、元素内容
元素内容可以是文本数据，也可以是子元素 
<!ELEMENT stu (#PCDATA)>表示stu元素内容为文本，例如：<stu>hello</stu>

4、子元素出现次数
可以使用“?”、“*”、“+”来指定子元素的出现次数 
+: 一次或多次 (书+)
?: 0次或一次 (书?)
*: 0次或多次  (书*)
<!ELEMENT stu (name?)>表示stu元素可以有0~1个name子元素，即name子元素可有可无。 
<!ELEMENT stu(name*)>表示stu元素可以有0~n个name子元素； 
<!ELEMENT stu(name+)>表示stu元素可以有1~n个name子元素。

5、多个子元素
<!ELEMENT stu (name,age,sex)>表示stu必须有三个子元素，分别是name、age、sex，并且子元素出现的顺序也要与声明的顺序一致。

6、枚举子元素
<!ELEMENT stu (name | age | sex)表示stu只有一个子元素，可以是name、age、sex中的任意一个。

7、复合声明1
<!ELEMENT stu (name | age | sex)?>表示stu元素可以有0~1个(name | age | sex)，而(name | age | sex)表示name、age、sex其中的一个。
<stu></stu>
<stu><name/></stu>
<stu><age/></stu>
<stu><sex/></stu>

8、复合声明2
<!ELEMENT stu (name | age | sex)*>表示stu元素可以有0~n个(name | age | sex)，而(name | age | sex)表示name、age、sex其中的一个。
<stu></stu>
<stu><name/><name/></stu>
<stu><name/><age/><age/></stu>
<stu><name/><age/><name/><sex/><sex/></stu>

9、复合声明3
<!ELEMENT stu (name | age | sex)+>表示stu元素可以有1~n个(name | age | sex)，而(name | age | sex)表示name、age、sex其中的一个。
<stu><age/></stu>
<stu><name/><name/></stu>
<stu><name/><age/><age/></stu>
<stu><name/><age/><name/><sex/><sex/></stu>

10、练习

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE 课件 [
<!ELEMENT 章节 (简介, (标题, (段落 | 图片 | 表格 | 说明)+)+)>
<!ELEMENT 简介 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 标题 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 段落 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 图片 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 表格 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 说明 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 课件 (章节+)>]>
<课件>
    <章节>
        <简介>简介</简介>
          <标题>标题</标题>
          <段落>段落</段落>
          <段落>段落</段落>
          <段落>段落</段落>
          
          <标题>标题</标题>
          <段落>段落</段落>
          <段落>段落</段落>
          <段落>段落</段落>
    </章节>
</课件>

xml文档中的标签属性需通过ATTLIST为其设置属性
语法格式：
<!ATTLIST 元素名
属性名1 属性值类型设置说明
属性名2 属性值类型设置说明
……
>
属性声明举例：
<!ATTLIST 商品
类别 CDATA #REQUIRED
颜色 CDATA #IMPLIED
>
对应XML文件：
<商品类别="服装" 颜色="黄色">…</商品>
<商品类别="服装">…</商品>

设置说明：
最常见的属性类型：CDATA，表示文本类型；
#REQUIRED：必须设置该属性
#IMPLIED：可以设置也可以不设置 
#FIXED：说明该属性的取值固定为一个值，在 XML 文件中不能为该属性设置其它值。但需要为该属性提供这个值 
直接使用默认值：在 XML 中可以设置该值也可以不设置该属性值。若没设置则使用默认值。

举例：
      <!ATTLIST 页面作者 
	     姓名 CDATA #IMPLIED 
	     年龄 CDATA #IMPLIED 
	     联系信息 CDATA #REQUIRED 
	     网站职务 CDATA #FIXED "页面作者" 
	     个人爱好 CDATA "上网"
       >

属性类型：
CDATA：属性值为任意文本数据；
Enumerated：属性值必须是枚举列表中的一个；
ID：属性值必须是唯一的，并且属性值不能以数字开头；
ENTITY(实体)
Enumerated不是关键字，定义枚举类型的属性需要给出枚举列表。当属性值为枚举类型时，那么这个属性的取值必须是枚举列表中的一个值。
属性的类型可以是一组取值的列表，在 XML 文件中设置的属性值只能是这个列表中的某个值(枚举)
<?xml version = "1.0" encoding="GB2312" standalone="yes"?>
<!DOCTYPE 购物篮 [
	<!ELEMENT 肉 EMPTY>
	<!ATTLIST 肉 品种 ( 鸡肉 | 牛肉 | 猪肉 | 鱼肉 ) "鸡肉">
]> 
<购物篮>
	<肉 品种="鱼肉"/>
	<肉 品种="牛肉"/>
	<肉/>
</购物篮>

CDATA属性类型：
CDATA，即Character Data（字符数据）。表示属性的类型为字符类型！ 
<!ATTLIST student number CDATA #REQUIRED>表示student元素的number属性是字符数据类型，并且是必须属性。 
<student number=”czbk_1001”>

ID属性类型：
一个元素最多只能有一个ID 属性，ID属性用来表示元素唯一性的唯一标识。ID属性就相当与元素的身份证号，必须是唯一标识！ 
ID 属性的值只能由字母，下划线开始，不能出现空白字符    注意：不能以数字开头。
如果<a>元素有一个ID属性a 
如果<b>元素有一个ID属性b
<a a=”abc”/>
<b b=”abc”/>
上面也是错误的，因为ID属性的值是不可以相同的。

<?xml version = "1.0" encoding="GB2312" ?>
<!DOCTYPE 联系人列表[
	<!ELEMENT 联系人列表 ANY>
	<!ELEMENT 联系人(姓名,EMAIL)>
	<!ELEMENT 姓名(#PCDATA)>
	<!ELEMENT EMAIL(#PCDATA)>
	<!ATTLIST 联系人 编号 ID #REQUIRED>
]>
<联系人列表>
	<联系人 编号="1">
		<姓名>张三</姓名>
		<EMAIL>zhang@it315.org</EMAIL>
     </联系人>
	<联系人 编号="2">
		<姓名>李四</姓名>
		<EMAIL>li@it315.org</EMAIL>
	</联系人>
</联系人列表>

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：
XML Schema符合XML语法结构。
DOM、SAX等XML API很容易解析出XML Schema文档中的内容。
XML Schema对名称空间支持得非常好。
XML Schema比XML DTD支持更多的数据类型，并支持用户自定义新的数据类型。
XML Schema定义约束的能力非常强大，可以对XML实例文档作出细致的语义限制。
XML Schema 文件自身就是一个XML文件，但它的扩展名通常为.xsd。
XML Schema不能像DTD一样定义实体，比DTD更复杂，但Xml Schema现在已是w3c组织的标准，它正逐步取代DTD。

XML Schema 文件自身就是一个XML文件，但它的扩展名通常为.xsd。
一个XML Schema文档通常称之为模式文档(约束文档)，遵循这个文档书写的xml文件称之为实例文档。
和XML文件一样，一个XML Schema文档也必须有一个根结点，但这个根结点的名称为Schema。
编写了一个XML Schema约束文档后，通常需要把这个文件中声明的元素绑定到一个ＵＲＩ地址上，在XML Schema技术中有一个专业术语来描述这个过
程，即把XML Schema文档声明的元素绑定到一个名称空间上，以后XML文件就可以通过这个URI（即名称空间）来告诉解析引擎，xml文档中编写的元
素来自哪里，被谁约束。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> 
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
					  targetNamespace="http://www. itcast.cn"
					  elementFormDefault="qualified">
	<xs:element name='书架' >
		<xs:complexType>
			<xs:sequence maxOccurs='unbounded' >
				<xs:element name='书' >
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element name='书名' type='xs:string' />
							<xs:element name='作者' type='xs:string' />
							<xs:element name='售价' type='xs:string' />
						</xs:sequence>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
</xs:schema>



<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<itcast:书架 xmlns:itcast="http://www.itcast.cn"
				xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
				xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn book.xsd">

	<itcast:书>
		<itcast:书名>JavaScript网页开发</itcast:书名>
		<itcast:作者>张孝祥</itcast:作者>
		<itcast:售价>28.00元</itcast:售价>
	</itcast:书>
</itcast:书架>

为了在一个XML文档中声明它所遵循的Schema文件的具体位置，通常需要在Xml文档中的根结点中使用schemaLocation属性来指定，例如：
	<itcast:书架 xmlns:itcast="http://www.itcast.cn"
		xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
		xsi:schemaLocation=“http://www.itcast.cn book.xsd">
schemaLocation此属性有两个值。第一个值是需要使用的命名空间。第二个值是供命名空间使用的 XML schema 的位置，两者之间用空格分隔。
注意，在使用schemaLocation属性时，也需要指定该属性来自哪里

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
		       targetNamespace="http://www. itcast.cn"
		       elementFormDefault="qualified">
<xs:schema>
targetNamespace元素用于指定schema文档中声明的元素属于哪个名称空间。
elementFormDefault元素用于指定，该schema文档中声明的根元素及其所有子元素都属于targetNamespace所指定的名称空间