XML Schema

XML Schema 是基于 XML 的 DTD 替代者。

XML Schema 描述 XML 文档的结构。

XML Schema 语言也称作 XMLSchema 定义（XML Schema Definition，XSD）。

实例

<?xml version="1.0"?>
<note>
      <to>George</to>
      <from>John</from>
      <heading>Reminder</heading>
      <body>Don't forget themeeting!</body>
</note>

下面这个例子是一个名为"note.xsd" 的 XML Schema 文件，它定义了上面那个 XML 文档的元素：

<?xml version="1.0"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
xmlns="http://www.w3school.com.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="heading"type="xs:string"/>
             <xs:element name="body" type="xs:string"/>
      </xs:sequence>
    </xs:complexType>
      </xs:element>
</xs:schema>

规定了默认命名空间的声明。此声明会告知schema 验证器，在此 XML 文档中使用的所有元素都被声明于 "http://www.w3school.com.cn" 这个命名空间。

一旦拥有了可用的 XML Schema 实例命名空间：

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

您就可以使用 schemaLocation属性了。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：

xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cnnote.xsd"

简易元素

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。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。

定义简易元素的语法：

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

最常用的类型是：

xs:string

xs:decimal

xs:integer

xs:boolean

xs:date

xs:time

简易元素的默认值和固定值

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

属性

义属性的语法是：

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

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：

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

属性也可设置默认值和固定值，与元素的设置方法相似

限定

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：

<xs:element name="age">

<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:integer">
    <xs:minInclusive value="0"/>
    <xs:maxInclusive value="120"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

</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，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：

<xs:element name="car">

<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:enumeration value="Audi"/>
    <xs:enumeration value="Golf"/>
    <xs:enumeration value="BMW"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

</xs:element>

上面的例子也可以被写为：

<xs:element name="car" type="carType"/>

<xs:simpleType name="carType">
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:enumeration value="Audi"/>
    <xs:enumeration value="Golf"/>
    <xs:enumeration value="BMW"/>
  </xs:restriction>
</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）。可使用正则表达式进行约束。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：

<xs:element name="letter">

<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[a-z]"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

</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：

<xs:element name="initials">

<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

</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。

复合元素

有四种类型的复合元素：

l  空元素

l  包含其他元素的元素

l  仅包含文本的元素

l  包含元素和文本的元素

在 XML Schema 中，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：

<xs:element name="employee">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="firstname"type="xs:string"/>
      <xs:element name="lastname"type="xs:string"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

注：被包围在指示器 <sequence>中的子元素必须以它们被声明的次序出现

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：

<xs:element name="employee" type="personinfo"/>

<xs:complexType name="personinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

如果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：

<xs:element name="employee" type="personinfo"/>
<xs:element name="student" type="personinfo"/>
<xs:element name="member" type="personinfo"/>

<xs:complexType name="personinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

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：

<xs:element name="employee" type="fullpersoninfo"/>

<xs:complexType name="personinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="firstname"type="xs:string"/>
    <xs:element name="lastname"type="xs:string"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

<xs:complexType name="fullpersoninfo">
  <xs:complexContent>
    <xs:extension base="personinfo">
      <xs:sequence>
        <xs:element name="address"type="xs:string"/>
        <xs:element name="city"type="xs:string"/>
        <xs:element name="country"type="xs:string"/>
      </xs:sequence>
    </xs:extension>
  </xs:complexContent>
</xs:complexType>

仅含文本的复合元素可包含文本和属性。

此类型仅包含简易的内容（文本和属性），因此我们要向此内容添加 simpleContent 元素。当使用简易内容时，我们就必须在 simpleContent 元素内定义扩展或限定

下面这个例子声明了一个复合类型，其内容被定义为整数值，并且 "shoesize" 元素含有名为 "country" 的属性：

<xs:element name="shoesize">
  <xs:complexType>
    <xs:simpleContent>
      <xs:extension base="xs:integer">
        <xs:attribute name="country" type="xs:string" />
      </xs:extension>
    </xs:simpleContent>
  </xs:complexType>
</xs:element>

也可为 complexType 元素设定一个名称，并让"shoesize" 元素的 type 属性来引用此名称（通过使用此方法，若干元素均可引用相同的复合类型）：

<xs:element name="shoesize" type="shoetype"/>

<xs:complexType name="shoetype">
  <xs:simpleContent>
    <xs:extension base="xs:integer">
      <xs:attribute name="country"type="xs:string" />
    </xs:extension>
  </xs:simpleContent>
</xs:complexType>

XML 元素，"letter"，含有文本以及其他元素：

<letter>
DearMr.<name>John Smith</name>.
Your order<orderid>1032</orderid>
will be shippedon <shipdate>2001-07-13</shipdate>.
</letter>

下面这个 schema 声明了这个"letter" 元素：

<xs:element name="letter">
  <xs:complexType mixed="true">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="name"type="xs:string"/>
      <xs:element name="orderid"type="xs:positiveInteger"/>
      <xs:element name="shipdate"type="xs:date"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

注释：为了使字符数据可以出现在"letter" 的子元素之间，mixed 属性必须被设置为 "true"。<xs:sequence>标签 (name、orderid 以及 shipdate ) 意味着被定义的元素必须依次出现在"letter" 元素内部。

指示器

有七种指示器：

Order 指示器：All  Choice Sequence

Occurrence 指示器：maxOccurs  minOccurs

Group 指示器：Groupname    attributeGroup name

All 指示器

<all> 指示器规定子元素可以按照任意顺序出现，且每个子元素必须只出现一次：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:all>
      <xs:element name="firstname"type="xs:string"/>
      <xs:element name="lastname"type="xs:string"/>
    </xs:all>
  </xs:complexType>
</xs:element>

注释：当使用 <all> 指示器时，可以把<minOccurs> 设置为 0 或者 1，而只能把 <maxOccurs> 指示器设置为 1

Choice 指示器

<choice> 指示器规定可出现某个子元素或者可出现另外一个子元素（非此即彼）：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:choice>
      <xs:element name="employee" type="employee"/>
      <xs:element name="member" type="member"/>
    </xs:choice>
  </xs:complexType>
</xs:element>

提示：如需设置子元素出现任意次数，可将<maxOccurs> （稍后会讲解）设置为 unbounded（无限次）。

Sequence 指示器

<sequence>规定子元素必须按照特定的顺序出现：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
      <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

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。

maxOccurs 指示器

<maxOccurs>指示器可规定某个元素可出现的最大次数：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="full_name" type="xs:string"/>
      <xs:element name="child_name" type="xs:string" maxOccurs="10"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

上面的例子表明，子元素"child_name" 可在 "person" 元素中最少出现一次（其中 minOccurs 的默认值是 1），最多出现 10 次。

minOccurs 指示器

<minOccurs>指示器可规定某个元素能够出现的最小次数：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="full_name" type="xs:string"/>
      <xs:element name="child_name" type="xs:string"
      maxOccurs="10"minOccurs="0"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

上面的例子表明，子元素"child_name" 可在 "person" 元素中出现最少0 次，最多出现 10 次。

提示：如需使某个元素的出现次数不受限制，请使用maxOccurs="unbounded" 这个声明：

元素组

元素组通过 group 声明进行定义：

<xs:group name="组名称">

...

</xs:group>

必须在 group 声明内部定义一个 all、choice 或者 sequence 元素。下面这个例子定义了名为 "persongroup" 的 group，它定义了必须按照精确的顺序出现的一组元素：

<xs:group name="persongroup">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="birthday" type="xs:date"/>
  </xs:sequence>
</xs:group>

在把 group 定义完毕以后，就可以在另一个定义中引用它了：

<xs:group name="persongroup">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="firstname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
    <xs:element name="birthday" type="xs:date"/>
  </xs:sequence>
</xs:group>

<xs:element name="person" type="personinfo"/>

<xs:complexType name="personinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:group ref="persongroup"/>
    <xs:element name="country" type="xs:string"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

属性组

属性组通过 attributeGroup 声明来进行定义：

下面这个例子定义了名为"personattrgroup" 的一个属性组：

<xs:attributeGroup name="personattrgroup">
  <xs:attribute name="firstname"type="xs:string"/>
  <xs:attribute name="lastname"type="xs:string"/>
  <xs:attribute name="birthday"type="xs:date"/>
</xs:attributeGroup>

在已定义完毕属性组之后，就可以在另一个定义中引用它了，就像这样：

<xs:attributeGroup name="personattrgroup">
  <xs:attribute name="firstname"type="xs:string"/>
  <xs:attribute name="lastname"type="xs:string"/>
  <xs:attribute name="birthday"type="xs:date"/>
</xs:attributeGroup>

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:attributeGroup ref="personattrgroup"/>
  </xs:complexType>
</xs:element>

<any> 元素

<any> 元素使我们有能力通过未被schema 规定的元素来拓展 XML 文档

下面这个例子是从名为"family.xsd" 的 XML schema 中引用的片段。它展示了一个针对 "person" 元素的声明。通过使用 <any> 元素，我们可以通过任何元素（在 <lastname> 之后）扩展 "person" 的内容：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="firstname"type="xs:string"/>
      <xs:element name="lastname"type="xs:string"/>
      <xs:any minOccurs="0"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

现在，我们希望使用"children" 元素来扩展 "person" 元素。这此种情况下我们就可以这么做，即使以上这个 schema 的作者没有声明任何 "children" 元素。

请看这个 schema 文件，名为"children.xsd"：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="children">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="childname"type="xs:string"
      maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:element>

</xs:schema>

下面这个 XML 文件（名为"Myfamily.xml"），使用了来自两个不同的 schema 中的成分，"family.xsd" 和"children.xsd"：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>

<persons xmlns="http://www.microsoft.com"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:SchemaLocation="http://www.microsoft.comfamily.xsd
http://www.w3school.com.cn children.xsd">

<person>
<firstname>David</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
<children>
  <childname>mike</childname>
</children>
</person>

<person>
<firstname>Tony</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</person>

</persons>

上面这个 XML 文件是有效的，这是由于schema "family.xsd" 允许我们通过在 "lastname" 元素后的可选元素来扩展 "person" 元素。

<any> 和<anyAttribute> 均可用于制作可扩展的文档，它们使文档有能力包含未在主 XML schema 中声明过的附加元素。

下面的例子是来自名为"family.xsd" 的 XML schema 的一个片段。它为我们展示了针对 "person" 元素的一个声明。通过使用 <anyAttribute> 元素，我们就可以向 "person" 元素添加任意数量的属性：

<xs:element name="person">
  <xs:complexType>
    <xs:sequence>
      <xs:element name="firstname"type="xs:string"/>
      <xs:element name="lastname"type="xs:string"/>
    </xs:sequence>
    <xs:anyAttribute/>
  </xs:complexType>
</xs:element>

现在，我们希望通过"gender" 属性来扩展 "person" 元素。在这种情况下我们就可以这样做，即使这个 schema 的作者从未声明过任何 "gender" 属性。

请看这个 schema 文件，名为"attribute.xsd"：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
elementFormDefault="qualified">

<xs:attribute name="gender">
  <xs:simpleType>
    <xs:restriction base="xs:string">
      <xs:pattern value="male|female"/>
    </xs:restriction>
  </xs:simpleType>
</xs:attribute>

</xs:schema>

下面这个 XML（名为"Myfamily.xml"），使用了来自不同 schema 的成分，"family.xsd" 和"attribute.xsd"：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>

<persons xmlns="http://www.microsoft.com"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:SchemaLocation="http://www.microsoft.comfamily.xsd
http://www.w3school.com.cnattribute.xsd">

<person gender="female">
<firstname>Jane</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</person>

<person gender="male">
<firstname>David</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</person>

</persons>
时间： 2024-10-12 11:01:50

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