XML_04_XML Schema

DTD的不足

语法结构问题：与XML语法不一致，不支持DOM、XPath、XSLT等
数据类型问题：有限的数据类型，不支持布尔、日期、时间等数据，不能扩展
文档结构问题：DTD中元素和属性是全局的，不是上下文相关的
名称空间问题：不支持名称空间

Schema的特点

Schema的优势
Schema是独立的XML文档，扩展名为.xsd
已经定义了丰富的数据类型，支持派生，支持格式约束
元素、属性具有上下文相关性
支持名称空间
Schema的不足
不能嵌入到XML文档中
语法较复杂
还不能定义属性和属性值的相关性，如若CPU的“厂商”为“Other”则必须在“描述”中声明
XML文档-》note.xml

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <note xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  3. xsi:noNamespaceSchemaLocation="note.xsd">
  4. <to>Tove</to>
  5. <from>Jani</from>
  6. <heading>Reminder</heading>
  7. <body>Don‘t forget me Forever!</body>
  8. </note>

DTD文档-》note.dtd

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <!ELEMENT note (to, from, heading, body)>
  3. <!ELEMENT to (#PCDATA)>
  4. <!ELEMENT from (#PCDATA)>
  5. <!ELEMENT heading (#PCDATA)>
  6. <!ELEMENT body (#PCDATA)>

schema文档-》note.xsd

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
  3. <xs:element name="note">
  4. <xs:complexType>
  5. <xs:sequence>
  6. <xs:element name="to" type="xs:string"/>
  7. <xs:element name="from" type="xs:string"/>
  8. <xs:element name="heading" type="xs:string"/>
  9. <xs:element name="body" type="xs:string"/>
  10. </xs:sequence>
  11. </xs:complexType>
  12. </xs:element>
  13. </xs:schema>

根元素schema

Schema文档的根元素schema的声明<?xml version="1.0"
encoding="GB2312"?><xs:schema
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
elementFormDefault="qualified"
attributeFormDefault="unqualified">Schema文档的根元素只能为schemaschema
中用到的元素和数据类型来自名称空间"http://www.w3.org/2001/XMLSchema”elementFormDefault和
attributeFormDefault分别为qualified（限定的）和unqualified（非限定的），表明元素名称需要给出名称空间，而
属性名不需要

名称空间的声明

Schema中对名称空间的声明：<xs:schema  targetNamespace=“目标名称空间URL"    
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"    
xmlns=“默认名称空间URL">targetNamespace（目标名称空间）：是引用该Schema的XML文档的名称空间，即XML文
档中元素、属性、数据类型等名称的有限范围，对应的是一个URL，可以不是一个文件标准名称空间：即定义了Schema标准的名称空间，包括
schema、element、simpleType、string等关键字、内置数据类型和标准的Schema语法等默认名称空间：即省略了名称空间前
缀的名称所属的空间（可以与目标空间不同）

名称空间的引用

在XML文档中引用Schema的名称空间：其实这个特点的好处就是可以为特定的命名空间绑定特定的schema，一般情形使用前者即可，简单
若Schema文档中没有定义目标名称空间，则<元素名称
xmlns:xsi=“http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”
xsi:noNamespaceSchemaLocation=“Schema文档URI">若Schema文档中已定义了目标名称空间，则&
lt;元素名称  xmlns=“默认空间URL"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="目标空间URL 
Schema文档URI">
例如

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  1. <!--Schema文档（文件名为score.xsd）-->
  2. <?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>
  3. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns=“http://127.0.0.1/xml” targetNamespace=“http://127.0.0.1/xml” elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
  4. <xs:element name="学生" type=“xs:string"/>
  5. </xs:schema>
  6. <!--XML文档-->
  7. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  8. <学生 xmlns=http://127.0.0.1/xml xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance” xsi:schemaLocation="http://127.0.0.1/xml score.xsd">张绍康</学生>

元素和属性的声明
在根元素schema下定义顶层子元素（top level element），在某元素内定义其子元素和属性
元素声明
<xs:element name=名称  type=类型/>
属性声明
<xs:attribute name=名称  type=类型 use=次数/>

数据类型

Schema的数据类型分为简单类型、复杂类型两种
复杂类型complexType
复杂类型定义XML元素的结构关系，如包含属性、子元素、子元素间的关系等例如

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  1. <xs:complexType name="学生型">
  2. <xs:sequence>
  3. <xs:element name="姓名" type="xs:string"/>
  4. <xs:element name="年龄" type="xs:int" minOccurs="0"/>
  5. </xs:sequence>
  6. <xs:attribute name="学号" type="xs:int"/>
  7. </xs:complexType>

Schema中可定义“学生型”元素：
 <xs:element name=“学生” type=“学生型”/>
只有元素的内容可以是复杂类型的
简单类型simpleType
简单类型的数据是XML最小的结构单位例如

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  1. <xs:simpleType name=“编号型”>
  2. <xs:restriction base=“xs:int”/>
  3. </xs:simpleType>

定义了“编号型”数据类型，其基础类型为整型，因此
<xs:attribute name=“编号” type=“编号型”/> 
<xs:element name=“编号” type=“编号型”/>
所定义的属性、元素的内容都必须是整型
若元素是简单类型，则不能包含子元素。对于属性而言，由于属性值不允许再分割，因此只能是简单类型
数据类型派生（Derivation）
与面向对象方法中类的派生相似，XML
Schema支持数据类型的派生，即在已经定义的数据类型基础上，定义新的数据类型。可以在简单类型基础上派生新的简单类型或复杂类型，也可以在复杂类型
基础上派生新的复杂类型。复杂类型的派生有扩展派生（extension）、约束派生（restriction）两种，简单类型的派生有扩展派生、约束派
生、列表派生（list）、联合体派生（union）四种。最常见的派生是复杂类型的扩展派生、约束派生和简单类型的约束派生例如

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  1. <xs:simpleType name=“邮政编码”>
  2. <xs:restriction base=“xs:string”>
  3. <xs:pattern value=“\d{6}”/>
  4. </xs:restriction>
  5. </xs:simpleType>

Schema的内部数据类型

Schema内置了许多数据类型，包括字符串、数值、逻辑、日期时间、URI等，其中大部分是简单类型。默认类型可以是anyType或anySimpleType。
只有部分内置的数据类型属于原始类型（Primitive），即不能通过取值约束方式从其他数据类型派生出来的数据类型，这些数据类型包括：
字符型：string、QName、NOTATION
数值型：float、double、decimal逻辑型：boolean
日期时间型：date、time、duration、eYear、……
URI型：anyURI二进制：base64Binary、hexBinary

复杂类型complexType
complexType定义复杂数据类型，声明元素的属性、子元素、文本内容等
复杂数据类型可以是具名的，也可以是匿名的
具名复杂类型（必须有name属性）只能定义在schema元素下，是全局的
匿名复杂类型（不能有name属性）只能出现在element元素下，是局部的若complexType的父元素是schema或redifine，就必须有一个simpleContent或complexContent子元素。
若父元素是element，则可以包含attribute、group等子元素。
complexContent
complexContent是complexType的子元素，表示该complexType将显式地从其他complexType派生。
complexContent必须有一个子元素extension或restriction来扩展或约束complexType的定义
simpleContensimpleContent用于从simpleType派生complexType，表示该complexType只有文本内容，没有子元素

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"   elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
  3. <xs:element name="文件系统">
  4. <xs:complexType>
  5. <xs:complexContent>
  6. <xs:restriction base="目录类">
  7. <xs:sequence>
  8. <xs:element name="目录" type="目录类" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded" />
  9. <xs:element name="文件" type="文件类" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded" />
  10. </xs:sequence>
  11. <xs:attribute name="创建时间" type="xs:dateTime" use="prohibited"/>
  12. <!--不能出现在实例文档中 -->
  13. </xs:restriction>
  14. </xs:complexContent>
  15. </xs:complexType>
  16. </xs:element>
  17. <xs:complexType name="目录类" final="extension">
  18. <xs:complexContent>
  19. <xs:extension base="文件类">
  20. <xs:sequence>
  21. <xs:element name="目录" type="目录类" minOccurs="0"
  22. maxOccurs="unbounded" />
  23. <xs:element name="文件" type="文件类" minOccurs="0"
  24. maxOccurs="unbounded" />
  25. </xs:sequence>
  26. </xs:extension>
  27. </xs:complexContent>
  28. </xs:complexType>
  29. <xs:complexType name="文件类">
  30. <xs:attribute name="名称" type="文件名" use="required" />
  31. <xs:attribute name="创建时间" type="xs:dateTime" />
  32. </xs:complexType>
  33. <xs:simpleType name="文件名" final="#all">
  34. <xs:restriction base="xs:token">
  35. <xs:pattern value=‘[^|\\\*\?:"<>]+‘ />
  36. </xs:restriction>
  37. </xs:simpleType>
  38. </xs:schema>

简单类型simpleType
simpleType定义从Schema已定义的简单类型再派生的简单类型，简单类型不能再包含任何元素或属性简单数据类型也可以分为
具名的或匿名的具名简单类型有name属性，只能定义在schema元素下，是全局的匿名简单类型不能有name属性，可以出现在element、
attribute、list、restriction、union元素下，是局部的complexType必须有一个子元素，可以是list、
union或restriction之一
array.xsd:

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"   elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
  3. <xs:element name="数组">
  4. <xs:complexType>
  5. <xs:attribute name="数组元素" type="整数列表" use="required"/>
  6. <xs:attribute name="容量" type="整数和无穷" use="required"/>
  7. </xs:complexType>
  8. </xs:element>
  9. <xs:simpleType name="整数列表">
  10. <xs:list itemType="整数和无穷"/>
  11. </xs:simpleType>
  12. <xs:simpleType name="整数和无穷">
  13. <xs:union memberTypes="xs:integer">
  14. <xs:simpleType>
  15. <xs:restriction base="xs:NMTOKEN">
  16. <xs:enumeration value="无穷"/>
  17. </xs:restriction>
  18. </xs:simpleType>
  19. </xs:union>
  20. </xs:simpleType>
  21. </xs:schema>

array.xml

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  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <数组 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  3. xsi:noNamespaceSchemaLocation="array.xsd" 容量="3" 数组元素="1 -1 无穷">
  4. </数组>

扩展entension

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  1. <xs:simpleType name="姓名">
  2. <xs:restriction base="xs:token">
  3. <xs:minLength value="2"/>
  4. </xs:restriction>
  5. </xs:simpleType>
  6. <xs:complexType name="人员">
  7. <xs:simpleContent>
  8. <xs:extension base="姓名">
  9. <xs:attribute name="性别" use="required"/>
  10. </xs:extension>
  11. </xs:simpleContent>
  12. </xs:complexType>

列表
list.xsdxml version="1.0" encoding="GB2312"?>

  • <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  • <xs:element name="专家门诊">
  • <xs:complexType>
  • <xs:sequence>
  • <xs:element name="专科" maxOccurs="unbounded">
  • <xs:complexType>
  • <xs:attribute name="名称" type="xs:token" use="required"/>
  • <xs:attribute name="专家" type="姓名列表" use="required"/>
  • </xs:complexType>
  • </xs:element>
  • </xs:sequence>
  • </xs:complexType>
  • </xs:element>
  • <xs:simpleType name="姓名列表">
  • <xs:list>
  • <xs:simpleType>
  • <xs:restriction base="xs:token">
  • <xs:minLength value="2"/>
  • </xs:restriction>
  • </xs:simpleType>
  • </xs:list>
  • </xs:simpleType>
  • </xs:schema>

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  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <专家门诊 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  3. xsi:noNamespaceSchemaLocation="list.xsd">
  4. <专科 专家="张三 李四 王五" 名称="内科" />
  5. </专家门诊>

并union

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  1. <xs:simpleType name="成绩">
  2. <xs:union>
  3. <xs:simpleType>
  4. <xs:restriction base="xs:NMTOKEN">
  5. <xs:enumeration value="优秀"/>
  6. <xs:enumeration value="良好"/>
  7. <xs:enumeration value="中"/>
  8. <xs:enumeration value="及格"/>
  9. <xs:enumeration value="不及格"/>
  10. </xs:restriction>
  11. </xs:simpleType>
  12. <xs:simpleType>
  13. <xs:restriction base="xs:int">
  14. <xs:minInclusive value="0"/>
  15. <xs:maxInclusive value="100"/>
  16. </xs:restriction>
  17. </xs:simpleType>
  18. </xs:union>
  19. </xs:simpleType>
  20. <xs:attribute name=“成绩” type=“成绩”/>
  21. <学生 name=“张三” 成绩=“95”/>
  22. <学生 name=“李四” 成绩=“及格”/>

选择choice······

数据取值

Schema的优势之一是允许对数据的取值进行综合设置，可以定义数据的取值范围、输入和显示方式，等等。
取值约束
对简单类型，可以采用取值约束限制数据的取值：
长度限制：length、maxLength、minLength
大小限制：maxExclusive、minExclusive、maxInclusive、minInclusive
精度限制：fractionDigits、totalDigits
模式匹配：pattern（正则表达式）
空白处理：whiteSpace
枚举类型：enumeration

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  1. <xs:simpleType name=“邮政编码”>
  2. <xs:restriction base=“xs:string”>
  3. <xs:pattern value=“[0-9]+” fixed=“1”/>
  4. <xs:length value=“6” fixed=“true”/>
  5. </xs:restriction>
  6. </xs:simpleType>
  7. <xs:simpleType name=“技术职称”>
  8. <xs:restriction base=“xs:string”>
  9. <xs:enumeration value=“教授”/>
  10. <xs:enumeration value=“副教授”/>
  11. <xs:enumeration value=“讲师”/>
  12. <xs:enumeration value=“助教”/>
  13. <xs:enumeration value=“无”/>
  14. </xs:restriction>
  15. </xs:simpleType>

键key和键引用
keyrefKey元素定义键约束，键的值由一个或多个字段组成，在实例文档中，对于包含键的的元素，键值必须是唯一的已定义的键可以被keyref元素
通过refer属性引用，以构成键引用约束在key元素中，从包含元素开始，用selector元素选出key的参考元素，在参考元素基础上，用
field元素选出键值
keyref.xsd

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  3. <xs:element name="学生名单">
  4. <xs:complexType>
  5. <xs:sequence>
  6. <xs:element name="班级" maxOccurs="unbounded">
  7. <xs:complexType>
  8. <xs:sequence>
  9. <xs:element name="学生" maxOccurs="unbounded">
  10. <xs:complexType>
  11. <xs:sequence>
  12. <xs:element name="姓名" type="xs:token"/>
  13. <xs:element name="学号" type="xs:token"/>
  14. </xs:sequence>
  15. </xs:complexType>
  16. </xs:element>
  17. <xs:element name="班长">
  18. <xs:complexType>
  19. <xs:attribute name="学号" type="xs:token" use="required"/>
  20. </xs:complexType>
  21. </xs:element>
  22. </xs:sequence>
  23. </xs:complexType>
  24. <xs:key name="学生学号">
  25. <xs:selector xpath="学生"/>
  26. <xs:field xpath="学号"/>
  27. </xs:key>
  28. <xs:keyref name="班长学号" refer="学生学号">
  29. <xs:selector xpath="班长"/>
  30. <xs:field xpath="@学号"/>
  31. </xs:keyref>
  32. </xs:element>
  33. </xs:sequence>
  34. </xs:complexType>
  35. </xs:element>
  36. </xs:schema>

keyref.xml

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  1. <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
  2. <学生名单 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="keyref.xsd">
  3. <班级>
  4. <学生>
  5. <姓名>张三</姓名>
  6. <学号>0001</学号>
  7. </学生>
  8. <学生>
  9. <姓名>李四</姓名>
  10. <学号>0002</学号>
  11. </学生>
  12. <班长 学号="0002"/>
  13. </班级>
  14. </学生名单>

外部文档

导入import所导入的Schema的目标名称空间（由根元素schema的
targetNameSpace属性声明）不能与当前Schema的目标名称空间相同如果所导入的Schema没有目标名称空间，则其中的定义和说明都不
会被导入包含include若要包含的Schema具有目标名称空间，则必须与当前Schema相同若没有声明目标名称空间，则所包含的声明和定义都与当
前Schema合并为一个整体

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    时间： 2024-10-10 22:55:43

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