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验证xml格式

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验证xml格式

目前有两种为XML文档定义语义约束的方式：一种是采用DTD作为语义约束；一种是采用 XML Schema作为语义约束

DTD验证

可以使用DTD来定义XML文档的合法构建模块。DTD可以写在文档内部，也可以另外写一个文件

DTD约束简单易用，但是功能较弱

在XML文档中引入DTD主要有三种方式

  • 内部DTD
  • 外部DTD
  • 公用DTD

内部DTD

内部DTD就是将DTD与XML数据定义放在同一份文档中

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<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note [
    <!ELEMENT note (to,from,body)>
    <!ELEMENT to (#PCDATA)>
    <!ELEMENT from (#PCDATA)>
    <!ELEMENT body (#PCDATA)>
]>

<note>
    <to>ll</to>
    <from>zh</from>
  <body>hello</body>
</note>

DTD包含在以上格式的声明中

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<!DOCTYPE 根元素 [元素声明]>
XML文档主体部分

外部DTD

如果DTD位于XML源文件外部，应该封装在一个DTD文档中，并在XML中声明，方便被多个XML文档共享

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<!DOCTYPE  根元素 SYSTEM "外部DTD地址">

公用DTD

有一种特殊的外部DTD，是由某个权威机构制定的，通过PUBLIC关键字引入，使用公用DTD时，还需要给该DTD指定一个标识名

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<!DOCTYPE  根元素 PUBLIC "DTD标识名" "公用DTD地址">

DTD结构

元素类型描述

元素声明的语法格式

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<!ELEMENT 元素名称 元素类型描述>

元素类型描述的格式

#PCDATA

关键字#PCDATA说明元素只能是字符串，不能包含其他子元素，也不可以是空元素

例：

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<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE name [
    <!ELEMENT name (#PCDATA)>
]>

<name>张三</name>
子元素

说明元素包含的是子元素。当一个元素只包含子元素时而没有字符数据时，表示此元素类型具有元素型类型。在该类型的元素声明时，通过内容模型来指定在其内容上的约束(内容模型是决定子元素类型和子元素出现顺序的一种简单语法)

例：

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<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note [
    <!ELEMENT note (to,from,body)>
    <!ELEMENT to (#PCDATA)>
    <!ELEMENT from (#PCDATA)>
    <!ELEMENT body (#PCDATA)>
]>

<note>
    <to>ll</to>
    <from>zh</from>
  <body>hello</body>
</note>

复杂一些的内容模型为

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<!-- 
竖线| 表示这些至少存在一个
? 表示可以有一个也可以没有
* 表示零个或者多个
+ 表示一个或者多个，至少有一个
-->
<!-- 该内容模型表示 简历中要有名字，性别，年龄，电话和手机任选一个,填写一个家庭住址或者不填，零个或者多个兴趣爱好，至少一个教育经历，工作经验可有可无 -->
<!ELEMENT 简历 (名字，性别，年龄，(电话 | 手机), 家庭住址?, 兴趣爱好*, 教育经历+, 工作经验*)>
混合内容

既可以包含子元素，也可以包含字符数据(使用混合内容模型时，#PCDATA关键字必须是模型中的第一个选项，不能在模型中使用逗号、问号或加号。只能用竖线来分隔#PCDATA和元素)

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<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE email [
    <!ELEMENT email (#PCDATA | body)*>
    <!ELEMENT body (#PCDATA)>
]>

<email>
    邮件
  <body>hello</body>
</email>
EMPTY

关键字EMPTY表明该元素只能是一个空元素，既不包含字符串，也不包含子元素

例：

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<!ELEMENT br EMPTY>
ANY

关键字ANY表明该元素可以包含任何字符数据和子元素

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<!ELEMENT note ANY>
元素属性定义

属性定义的格式

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<!ATTLIST 属性所属的元素 属性名 属性类型 [元素对属性的约束] [默认值]>
元素对属性的约束类型
  • #REQUIRED 必需的属性，不能指定默认值
  • #IMPLIED 可有可无，不能指定默认值
  • #FIXED 固定的属性值，必须指定默认值
  • 没有约束时，必须为属性指定默认值
属性类型

  • CDATA 字符串类型

  • (en1|en2|en3) 一系列枚举

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    <!ATTLIST file type (txt|csv|json) #REQUIRED>

  • ID 有效地标识符，可用于标识该元素，在xml文档中必须唯一

  • IDREF 引用自另一个已有的ID属性值

  • IDREFS 引用自多个已有的ID属性值，多个ID属性值之间用空格隔开

  • NMTOKEN 一个合法的XML名称，指定了该属性值是字符串，但比CDATA有更强的约束性，表明该属性只能由字母、数字、英文下划线、英文横杠、英文点号、英文冒号组成

  • NMTOKENS 由多个NMTOKEN组成，多个NMTOKEN用空格隔开

  • ENTITY 是一个外部实体

  • ENTITIES 多个外部实体，之间使用空格隔开

  • NOTATION 该属性值是在DTD中声明过的符号，该规范已过期

  • xml: 该属性值是一个预定义的xml值

示例

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<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE email [
    <!ELEMENT email (#PCDATA | body)*>
    <!ATTLIST email from CDATA #REQUIRED>
 <!ATTLIST email to CDATA #REQUIRED>
    <!ELEMENT body (#PCDATA)>
]>

<email from="zh" to="ll">
    邮件
  <body>hello</body>
</email>

XML Schema Definition

在DTD之后，W3C推出了新的规范来验证xml格式：XML Schema Definition

XML Schema 约束采用了XML文档定义，支持更详细的约束规则，功能强大，只是使用起来比较复杂

Schema语法格式

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<?xml version="1.0"?>
<xs:schema            xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http:///j2j.idril.cn" xmlns="http://j2j.idril.cn" elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="note">
    <xs:complexType>
        <xs:sequence>
            <xs:element name="to" type="xs:string"/>
      <xs:element name="from" type="xs:string"/>
      <xs:element name="body" type="xs:string"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
</xs:element>
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<xs:schema   
// 指定了schema中用到的元素和数据类型来自的命名空间  还规定了来自此命名空间的元素和数据类型应该使用前缀xs:           xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
// 说明此schema定义的元素来自的命名空间           
targetNamespace="http:///j2j.idril.cn" 
// 指定了默认的命名空间，使用该命名空间下的Schema组件时，不需要使用任何前缀来作为限定           
xmlns="http://j2j.idril.cn" 
// 指出任何XML实例文档所使用的且在此schema中声明过的元素必须被命名空间限定           
elementFormDefault="qualified">

Schema数据类型

Schema提供了强大的数据类型支持

  • 简单类型 既能作为XML元素的类型，也可作为XML属性的类型

    分为两大类

    • 内建类型 可以直接拿来定义元素或属性的数据类型

    • 自定义类型 自定义类型是由内件类型派生出来的，派生方式有3种

      • 限制 使用<restriction...>元素为原有类型增加一个或多个额外的约束
      • 列表 使用<list…>元素定义
      • 联合 使用<union…>元素定义

  • 复杂类型 只能作为XML元素的类型

简单类型

string、normalizedString、token、base64Binary、hexBinary、integer、positiveInteger、negativeInteger、nonNegativeInteger、nonPositiveInteger、long、unsignedLong、int、unsignedInt、short、unsignedShort、byte、unSignedByte、decimal、float、double、boolean、duration、dateTime、date、time、gYear、gYearMonth、gMonth、gMonthDay、gDay、Name、QName、NCName、anyURI、language、ID、IDREF、IDREFS、ENTITY、ENTITIES、NOTATION、NMTOKEN、NMTOKENS

以字符串及相关类型为例
  • string 原封不动的保留字符串内容前面、后面及中间的所有空白
  • normalizedString 会将字符串内容中包含的换行、制表符、回车符都替换为空白
  • token 会将字符串内容中包含的换行、制表符、回车符都替换为空白，并自动删除字符串前后的空白，如果字符串中间包含有多个连续的空白，多个连续的空白会被压缩为单个空白
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// 简易元素(仅包含文本的元素，不会包含子元素或属性)
// 常用的type有xs:strig、xs:decimal、xs:integer、xs:Boolean、xs:date、xs:time
<xs:element name="to" type="xs:string"/>
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// 属性 
// 常用的type有xs:strig、xs:decimal、xs:integer、xs:Boolean、xs:date、xs:time
<xs:attribute name="lang" type="xs:string"/>
自定义限制类型

共有12中约束

  • enumeration 指定元素或属性的值是枚举值
  • fractionDigits 对于任意精度的十进制数起作用，用于定义小数点后的最大位数
  • length 定义元素或属性的值的字符长度
  • minExclusive 定义元素或属性的下界值，必须大于该值
  • maxExclusive 定义元素或属性的上界值，必须小于该值
  • minInclusive 定义元素或属性的下界值，必须大于等于该值
  • maxInclusive 定义元素或属性的上界值，必须小于等于该值
  • minLength 字符串的最小长度
  • maxLength 字符串的最大长度
  • pattern 数据类型的值必须匹配的指定的正则表达式
  • totalDigits 指定decimal及其派生类型的数值最大能有几位数(包括小数和整数部分)
  • whiteSpace 对字符串中的空白处理方式，取值为
    • preserve 保留字符串中的空白
    • replace 将所有的制表符、换行符和回车符都用空格代替
    • collapse 先执行replace，然后取出首尾的空格，并将中间多个相邻的空格压缩为一个空格
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<!-- 定义一个新的数据类型 -->
<xs:simpleType name="age_Type">
  <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
  <xs:restriction base="xs:integer">
    <xs:minInclusive value="0">
    <xs:maxInclusive value="120">
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

    <!-- 使用自定义类型 -->
<xs:element name="age" type="age_Type"></xs:element>
自定义列表类型

有两种方式可以来自定义列表类型

  • `在元素中增加子元素来指定列表元素的数据类型``
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<xs:simpleType name="age_list_Type">
  <xs:list>
    <!-- 定义一个新的数据类型 -->
    <xs:simpleType name="age_Type">
      <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
      <xs:restriction base="xs:integer">
        <xs:minInclusive value="0">
        <xs:maxInclusive value="120">
      </xs:restriction>
    </xs:simpleType>
  
  </xs:list>
    
</xs:simpleType>

  • 为<list…>元素的itemType属性指定列表元素的数据类型

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    <!-- 定义一个新的数据类型 -->
        <xs:simpleType name="age_Type">
          <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
          <xs:restriction base="xs:integer">
            <xs:minInclusive value="0">
            <xs:maxInclusive value="120">
          </xs:restriction>
        </xs:simpleType>

    <xs:simpleType name="age_list_Type">
      <xs:list itemType="age_Type"></xs:list>
    </xs:simpleType>
自定义联合类型

有两种方式可以自定义联合类型

  • 在<union…>元素中增加一或多个<simpleType…>子元素来指定联合元素的数据类型

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    <xs:simpleType name="price_publish_Type">
      <xs:union>
        <!-- 定义一个新的数据类型 -->
        <xs:simpleType>
          <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
          <xs:restriction base="xs:decimal">
            <xs:minInclusive value="0">
            <xs:maxInclusive value="120">
          </xs:restriction>
        </xs:simpleType>
            
        <!-- 定义一个新的数据类型 -->
        <xs:simpleType>
          <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
          <xs:restriction base="xs:date">
            <xs:minInclusive value="2022-01-01">
            <xs:maxInclusive value="2022-12-31">
          </xs:restriction>
        </xs:simpleType>
      
      </xs:union>
        
    </xs:simpleType>
  • 在<union…>元素的memberTypes属性指定一或多个简单类型，多个简单类型只爱你使用空格隔开
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<!-- 定义一个新的数据类型 -->
    <xs:simpleType name="price_Type">
      <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
      <xs:restriction base="xs:decimal">
        <xs:minInclusive value="0">
        <xs:maxInclusive value="120">
      </xs:restriction>
    </xs:simpleType>
        
    <!-- 定义一个新的数据类型 -->
    <xs:simpleType name="publish_date_Type">
      <!-- 限定   用于XML元素或者属性定义可接受的值 -->
      <xs:restriction base="xs:date">
        <xs:minInclusive value="2022-01-01">
        <xs:maxInclusive value="2022-12-31">
      </xs:restriction>
    </xs:simpleType>

<xs:simpleType name="price_publish_Type">
  <xs:union memberTypes="price_Type publish_date_Type">
  </xs:union>
    
</xs:simpleType>
复杂类型

定义复杂类型使用complexType元素，有两种方式

  • 定义全局命名复杂类型：将<complexType…>元素作为<schema…>、<redefine…>元素的子元素使用，需要指定name属性，其值就是该复杂类型的类型名
  • 定义局部匿名复杂类型：将<complexType…>元素作为<element…>元素的子元素使用，无须指定name属性，仅用于指定其父元素<element…>所定义的元素的类型
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// 复合元素
<xs:element name="email">
    <xs:complexType>
        <xs:sequence>
            <xs:element name="to" type="xs:string"/>
      <xs:element name="from" type="xs:string"/>
      <xs:element name="body" type="xs:string"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
</xs:element>

<xs:element name="to" type="xs:string"/>

Schema的使用

同样的，在xml中需要声明Schema

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<?xml version="1.0"?>
<note xmlns="http://j2j.idril.cn" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://j2j.idril.cn node.xsd">
  <to>ll</to>
    <from>zh</from>
  <body>hello</body>
</note>
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// 规定了默认的命名空间的声明
xmlns="http://j2j.idril.cn"
// 定义了XML Schema实例命名空间
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
// 包含两个值   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
xsi:schemaLocation="http://j2j.idril.cn node.xsd"
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