XML Schema

最新推荐文章于 2025-12-18 14:38:41 发布

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XML DTD比起XML Schema，有不少的缺點(這也就是W3C發展XML Schema的原因)。例如，XML Schema本身是XML文件，使用者可以很容易上手學習。但是XML DTD不是XML之格式，所以對使用者而言還需要特別學習DTD的語法，而且因為不是XML格式，所以無法被XML 剖析器來驗證DTD語法正確不正確。再者，所有在DTD所宣告的元素都是全域變數(Global Variable)，所以任何元素一旦你確定宣告，就不可再重複了。至於XML Schema，不但可以設定全域變數，也可以設定區域變數。最後，也是最重要的，就是XML DTD無法對元素或是屬性的值，做更進一步的控制。而XML Schema最大的特色，就是對XML文件內所包含資料或是屬性值，有更多的彈性。例如內含的資料是整數，字串，或是一個時間的區段。

XML Schema

XML Schema本身是一個文字檔案，附屬檔名為.xsd，是一份XML文件，所以XML Schema第一行陳述，一定就是XML文件的宣告，如下：

<?xml version=”1.0” ?>

接下來我們一定會宣告：

<xsd：schema

這是用來表示內容為一份XML Schema文件

在上述這個命令後，我們會指出這份schema所使用的命名空間(namespace)。所謂命名空間，我們將在下一期文章中做說明，各位只要把它想成schema中的schema。這通常會指出命名空間所在的URL位址，例如：”http：//www.w3.org/2000/10/XMLOSchema” 。所以上一句會宣告成：

<xsd：schema xmlns：xsd=”http://www.w3.org/2000/10/XMLOSchema”>

最後，不要忘了要在<xsd:schema>這個標籤加上結束標籤，如下：

</xsd:schema>

最後，一個XML Schema的架構應該都是如下的形式：

<?xml version=”1.0” ?>
<xsd:schema xmlns:xsd=http://www.w3.org/2000/10/XMLOSchema”>

……你的Schema定義

</xsd:schema>

在XML Schema領域內，一個元素(element)可以區分成兩種不同內容型態：簡單及複雜型態(simple 及 complex)。一個元素內的資料若僅僅包含文字(text) ，沒有包含任何屬性(attributes) ，則這是一份簡單的文件;若一個元素包含其他元素，或是包含屬性，這就是所謂複雜的文件。我們先從簡單型態看起。

宣告元素為簡單型態

讓我們先看看一個簡單的XML範例：

1. <company>倍力資訊股份有限公司</company>
2. <employee>50</employee>

上述範例的元素分別叫做”company”及”employee”，其值是一段字串以及數字，很明顯的，這兩個元素都是簡單元素，內容只是單純的text，同時沒有包含任何屬性。假如我們要用XML Schema宣告這樣的元素架構的話，步驟應該如下：

1. 宣告元素標籤，語法為<xsd:element
2. 接下來針對元件命名，例如name=”company”
3. 宣告型態，語法：type=”，接下來就是型態的宣告，茲分類如下：

型　態	說　明
xsd:string	包含由字元(character)所組成的字串
xsd:decimal	數字
xsd:Boolean	true或是false(1或0)
xsd:date	日期，格式CCYY-MM-DD
xsd:time	時間，格式hh:mm:ss.sss
xsd:uri-reference	一段URL
xsd:language	元素內容包含ISO639的字母之一
xsd:custom	自行定義的簡單型態

4. 加上 ” 結尾字串
5. 加上 /> 結束標籤

根據上面說明，所以我們將上述的XML範例以XML Schema來表示的話應為：

<xsd:element name=”company” type=”xsd:string” />
<xsd:element name=”employee” type=”xsd:integer” />

其實目前的描述還是很少的，我只是列出幾個代表性的型態。針對每一個單一型態，都有各自衍生的型態。例如以時間或是日期的型態，還有所謂xsd:timeDuration，用來表示一段時間，或是xsd:year，用來表示一個西元年。這些型態這裡就不多述，請各位至W3C網站參考。

宣告元素為複雜型態

複雜型態主要是一個元素又包含另一個元素，或是包含有屬性的元素。主要又分為四種複雜型態：

類　型	說　明
element only	一個元素內包含另一個元素或是包含屬性，但是沒有任何值
empty	包含屬性，但沒有包含任何其他元素或是任何值
mixed content	包含其他元素，屬性，值或是前者任一合併混合
text only	包含屬性或是值，沒有其他元素

四種複雜型態

我們分別舉四個範例給各位參考：

XML範例一：element only

<employee location=”Taipei”>
<name language=”English”>Barkely</name>
<city>Taipei</city>
</employee>

對employee元素而言，沒有任何值存在，但是他有location這個屬性(也可以沒有任何屬性)，同時也包含<name>以及<city>兩個標籤，所以這是一個element only。

XML範例二：empty

這兩個元素因為只有包含屬性，沒有任何值以及包含其他元素，所以都是empty的類型。

XML範例三：mixed content

<employee location=”Taipei”>Barkely
<language>English</language>
</employee>

對employee元素而言，包含屬性，也包含值”Barkely” ，也有另一個元素<language>，所以是一種混合型態。

XML範例四：text only

<employee location=”Taipei”>Barkely</employee>

對employee元素而言，包含屬性，也包含值”Barkely”，但是沒有其他元素，所以是text only型態。

要宣告元素為一個複雜型態的步驟說明如下：

1. 宣告元素標籤，語法為<xsd:complexType
2. 接下來針對元件命名，例如name=”company”
3. 輸入右括號>
4. 宣告各元素組合結構，包含有sequence(有順序)，choice(多選一)，unordered group(無順序性要求的元素　集合)以及named group(命名的元素集合)。
5. 宣告屬性(如果包含屬性的話)
6. 宣告元素結束標籤，語法為</xsd:complexType>

這裡說明一下上述步驟4的部分。因為在複雜型態中，一個元素會包含其他元素，這些元素可能以各種方式出現，例如有按照順序，沒有按照順序，或是多個元素出現其中一個，或是命名一個元素群組，可供其他地方重複引用。不管哪一種，其宣告的步驟都不一樣。下面我們就每個類型以範例做說明：

sequence XSD範例一：

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<xsd:complexType name=”employeeType”>
　<xsd:sequence minOccurs=”2” maxOccurs=”unbounded”>
　　<xsd:element name=”firstname” type=”xsd:string”
　　<xsd:element name=”lastname” type=”xsd:string”
　</xsd:sequence>
</xsd:complexType>

上述XSD範例中，第1行的名稱不是元素名稱，是此複雜型態的名稱，各位不要搞錯了。這個XML Schema定義了兩個元素，firstname與lastname，這兩個元素出現的順序必須依照Schema內所規定出現的順序。這邊我們加上<xsd:sequence>的關鍵字，就是表示這是有順序的。我們還加上了兩個屬性：minOccurs及maxOccurs，用來表示出現的次數，從上例來看，表示最少出現要兩次，最多可以無限多次。預設的情況是1，也就是最少出現1次，最多也出現1次。各位可以參考範例如下：

XML範例五

<firstname>Hwang</firstname>
<lastname>Barkely</lastname>
<firstname>Lin</firstname>
<lastname>Chris</lastname>

choice XSD範例二：

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<xsd:complexType name=”employeeType”>
　<xsd:choice”>
　　<xsd:element name=”name” type=”xsd:string”
　　<xsd:element name=”nickname” type=”xsd:string”
　</xsd:choice>
</xsd:complexType>

這邊我們將關鍵字改成<xsd:choice>字，表示接下來的任一元素可以出現或不出現。同樣的，我們還可加上minOccurs及maxOccurs這兩個屬性，用來表示這個choice集合出現的次數，使用方式與前述相同。各位可以參考範例如下：

XML範例六

<employee>
<name>Hwang</name>
</employee>
<employee>
<nickname>Barkely</nickname>
</ employee >

這個範例，元素name及nickname彼此是可選擇的，所以是二選一，只要有一個出現就可以了，所以在employee元素下，name及nickname元素總是指出現一個，不會一起出現。

各位可以回想前一篇有關DTD的定義，一個跟choice相同功能的技術，就是使用到直線符號’|’ ，表示這是一個’or’運算，例如 (north|middle|south) ，表示元素或是屬性的值，只能是north，middle，south三者選一，不可有其他值出現。

unordered group XSD範例三：

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<xsd:complexType name=”company”>
　<xsd:all”>
　　<xsd:element name=”name” type=”xsd:string”
　　<xsd:element name=”location” type=”xsd:string”
　　<xsd:element name=”employees” type=”xsd:integer”
　</xsd:all>
</xsd:complexType>

這邊我們將關鍵字改成<xsd:all>字，表示接下來的任一元素可以任一順序出現。同樣的，我們還可加上minOccurs及maxOccurs這兩個屬性，用來表示all集合本身出現的次數，使用方式與前述相同。各位可以參考範例如下：

XML範例七

<Mpower>
　<name>倍力資訊股份有限公司</name>
　<employees>50</employees>
　<location>Taipei</location>
</Mpower>
<Mpower>
　<name>倍力資訊股份有限公司高雄分公司</name>
　<location>Kaohsiung</location>
　<employees>50</employees>
</Mpower>

上述這是正確的，因為三個元素出現的順序並不重要。

Named Group XSD範例四：

在說明範例之前，先說明何謂named group。所謂named group，使用的時機在於當你在建立一份Schema時，當中許多地方，其格式都是相同的，此時你可以針對這一份格式包裝起來，形成一個group，然後給予一個名稱。當一份schema某個地方需要使用這種格式時，直接輸入該名稱即可引用。這樣，此group就可以重複被引用，同時引用的方法只要指明該group的名稱即可。

例如，要定義一個公司組織，其中包含了員工，包含了客戶，由於員工和客戶都有相同的格式，所以我們可以先建立一個group，供其他地方引用。例如：

<xsd:schema>
<xsd:group name=”people”>
<xsd:sequence>
<xsd:element name=”Firstname” type=”xsd:string”/>
<xsd:element name=”Lastname” type=”xsd:string”/>
<xsd:element name=”age” type=”xsd:integer”/>
</xsd:sequence>
</xsd:group>
……

一個名叫”people”的group

這個範例我們定義一個group，叫做”people” ，其格式包含三個元素，”Firstname”，”Lastname”，以及”age”，資料型態分別是string及integer，出現順序相同。這個group將在其他地方可以被重複引用，這也是使用group最主要的目的。請參考下面範例，在一個XML Schema內如何引用一個group：

Named Group XSD完整範例四

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<xsd:element name=”employee”>
　<xsd:complexType>
　　<xsd:sequence>
　　<xsd:element name=”employee_id” type=”xsd:integer”/>
　　<xsd:group ref=”people”/>
　　</xsd:sequence>
　</xsd:complexType>
</xsd:element>

<xsd:element name=”customer”>
　<xsd:complexType>
　　 <xsd:element name=”customer_id” type=”xsd:integer”/>
　　 <xsd:group ref=”people” />
　　</xsd:complexType>
</xsd:element>

請各位注意第5行及第13行，這裡使用了ref=””命令來引用一個group。有了上面這個schema，接下來請各位參考下面的範例，這是依照上述的schema所建立的一份XML文件。各位請注意粗體字部分。

XML範例八

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<employee>
　<employee_id>100</employee_id>
　<Firstname>Hwang</Firstname>
　<Lastname>Barkely</Lastname>
　<age>30</age>
</employee>
<customer>
　<customer_id>9991</customer_id>
　<Firstname>Lin</Firstname>
　<Lastname>Chris</Lastname>
　<age>24</age>
</customer>

XML DTD與XML Schema的差異

XML Schema還有許多特性，但是我們不會全部列出，還望各位自行深入研究，若是往後有提到相關技術，將會再行補充。接下來，我們就將XML DTD與XML Schema的差異，再做一次詳細的差異性做比較，如下表：

XML Schema	XML DTD
超過44種資料型態	10種資料型態
可自行定義資料型態	不可自行定義
本身即為XML文件	本身不是XML文件
具備物件導向特性	無物件導向特性
可以延伸或是限制元素型態	沒有彈性，無法改變
可定義全域變數及區域變數	只可定義全域變數
可定義元素內容的唯一性	無法定義元素內容的唯一性
可以定義nil內容	無法定義nil
可定義被取代的元素	無法定義被取代的元素