XML Schema

XML Schema 是基于 XML的
DTD替代者。

XML Schema 可描述 XML文档的结构。

XML Schema 语言也可作为 XSD（XML Schema Definition）来引用。

XML Schema:

定义可出现在文档中的元素

定义可出现在文档中的属性

定义哪个元素是子元素

定义子元素的次序

定义子元素的数目

定义元素是否为空，或者是否可包含文本

定义元素和属性的数据类型

定义元素和属性的默认值以及固定值

对 XML Schema 的引用

<?xml version="1.0"?>
<note xmlns="http://www.w3school.com.cn"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn note.xsd">....</note>

1、简易的类型

（1）、XSD元素

简易元素指那些仅包含文本的元素。它不会包含任何其他的元素或属性。

定义简易元素的语法：

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

此处 xxx 指元素的名称，yyy指元素的数据类型。

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"/>//默认值
   <xs:element name="color" type="xs:string" fixed="red"/>//固定值

（2）、XSD属性

简易元素无法拥有属性。假如某个元素拥有属性，它就会被当作某种复合类型。但是属性本身总是作为简易类型被声明的。

定义属性的语法是：

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

在此处，xxx 指属性名称，yyy则规定属性的数据类型

这是带有属性的 XML 元素：

<lastname lang="EN">Smith</lastname>

这是对应的属性定义：

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

属性的默认值和固定值

<xs:attribute name="lang" type="xs:string" default="EN"/>
<xs:attribute name="lang" type="xs:string" fixed="EN"/>

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"/>

（3）、XSD限定

限定（restriction）用于为XML
元素或者属性定义可接受的值。对XML
元素的限定被称为facet。

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，我们要使用枚举约束（enumerationconstraint）。

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（patternconstraint）。

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>

下一个例子也定义了带有一个限定的名为 "initials"
的元素。可接受的值是大写或小写字母 a - z其中的三个：

 <xs:element name="initials">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[a-zA-Z][a-zA-Z][a-zA-Z]"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

下一个例子定义了带有一个限定的名为 "choice 的元素。可接受的值是字母x, y
或z
中的一个：

 <xs:element name="choice">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[xyz]"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

下一个例子定义了带有一个限定的名为 "prodid" 的元素。可接受的值是五个阿拉伯数字的一个序列，且每个数字的范围是0-9：

<xs:element name="prodid">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:integer">
    <xs:pattern value="[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>  

对一系列值的其他限定

下面的例子定义了带有一个限定的名为 "letter" 的元素。可接受的值是a - z
中零个或多个字母：

<xs:element name="letter">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="([a-z])*"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

下面的例子定义了带有一个限定的名为 "letter" 的元素。可接受的值是一对或多对字母，每对字母由一个小写字母后跟一个大写字母组成。举个例子，"sToP"将会通过这种模式的验证，但是"Stop"、"STOP"或者
"stop"无法通过验证：

<xs:element name="letter">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="([a-z][A-Z])+"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

下面的例子定义了带有一个限定的名为 "gender" 的元素。可接受的值是male
或者 female：

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

下面的例子定义了带有一个限定的名为 "password"
的元素。可接受的值是由
8 个字符组成的一行字符，这些字符必须是大写或小写字母
a - z 亦或数字 0 - 9：

<xs:element name="password">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

对空白字符的限定

如需规定对空白字符（whitespace characters）的处理方式，我们需要使用whiteSpace
限定。

下面的例子定义了带有一个限定的名为 "address" 的元素。这个whiteSpace
限定被设置为 "preserve"，这意味着XML
处理器不会移除任何空白字符：

 <xs:element name="address">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:whiteSpace value="preserve"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

这个例子也定义了带有一个限定的名为 "address"
的元素。这个 whiteSpace
限定被设置为 "replace"，这意味着XML
处理器将移除所有空白字符（换行、回车、空格以及制表符）：

 <xs:element name="address">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:whiteSpace value="replace"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

这个例子也定义了带有一个限定的名为 "address"
的元素。这个 whiteSpace
限定被设置为 "collapse"，这意味着XML
处理器将移除所有空白字符（换行、回车、空格以及制表符会被替换为空格，开头和结尾的空格会被移除，而多个连续的空格会被缩减为一个单一的空格）：

 <xs:element name="address">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:whiteSpace value="collapse"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>  

对长度的限定

如需限制元素中值的长度，我们需要使用 length、maxLength以及
minLength限定。

本例定义了带有一个限定且名为 "password" 的元素。其值必须精确到8
个字符：

<xs:element name="password">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:length value="8"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

这个例子也定义了带有一个限定的名为 "password"
的元素。其值最小为
5 个字符，最大为 8个字符：

 <xs:element name="password">
<xs:simpleType>
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:minLength value="5"/>
    <xs:maxLength value="8"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

数据类型的限定

2、复杂的类型

（1）、XSD元素

复合元素指包含其他元素及/或属性的XML
元素，有四种类型的复合元素：空元素、包含其他元素的元素、仅包含文本的元素、包含元素和文本的元素。

请看这个复合 XML 元素，"employee"，仅包含其他元素：

<employee>
  <firstname>John</firstname>
  <lastname>Smith</lastname>
</employee>

A、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>

B、"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>

您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>

（2）、XSD 复合空元素

空的复合元素不能包含内容，只能含有属性。<product prodid="1345" />

<xs:element name="product">
  <xs:complexType>
    <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>
  </xs:complexType>
</xs:element>

（3）、XSD 仅含元素

“仅含元素”的复合类型元素是只能包含其他元素的元素。

XML 元素，"person"，仅包含其他的元素：

<person>
<firstname>John</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</person>

您可在 schema 中这样定义"person"
元素：

<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>

（4）、XSD 仅含文本

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，就像这样：

<xs:element name="某个名称">
  <xs:complexType>
    <xs:simpleContent>
      <xs:extension base="basetype">
        ....
      </xs:extension>
    </xs:simpleContent>
  </xs:complexType>
</xs:element>

或者：

<xs:element name="某个名称">
  <xs:complexType>
    <xs:simpleContent>
      <xs:restriction base="basetype">
        ....
      </xs:restriction>
    </xs:simpleContent>
  </xs:complexType>
</xs:element>

提示：请使用 extension 或restriction
元素来扩展或限制元素的基本简易类型。

这里有一个 XML 元素的例子，"shoesize"，其中仅包含文本：

<shoesize country="france">35</shoesize>

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>

（5）、混合内容

混合的复合类型可包含属性、元素以及文本。

带有混合内容的复合类型

XML 元素，"letter"，含有文本以及其他元素：

<letter>
Dear Mr.<name>John Smith</name>.
Your order <orderid>1032</orderid>
will be shipped on <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。

（6）、XSD 复合类型指示器

通过指示器，我们可以控制在文档中使用元素的方式。

有七种指示器：

Order 指示器：All、Choice、Sequence

Occurrence 指示器：、maxOccurs、minOccurs

Group 指示器：Group name、attributeGroup name

Order 指示器

Order 指示器用于定义元素的顺序。

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，你可以把<minOccurs>
设置为0
或者1，而只能把<maxOccurs>
指示器设置为1（稍后将讲解<minOccurs>
以及<maxOccurs>）。

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

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。

Group 指示器

Group 指示器用于定义相关的数批元素。

元素组

元素组通过 group 声明进行定义：

<xs:group name="组名称">

...

</xs:group>

您必须在 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>

在您把 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：

<xs:attributeGroup name="组名称">

...

</xs:attributeGroup>

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>

在您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>

（7）、XSD <any>

<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.com family.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。

（8）、XSD <anyAttribute>

<anyAttribute> 元素使我们有能力通过未被 schema规定的属性来扩展
XML文档！

（9）、XSD 元素替换

通过 XML Schema，一个元素可对另一个元素进行替换。

为了解决这个问题，我们可以在 XML schema 中定义一个substitutionGroup。首先，我们声明主元素，然后我们会声明次元素，这些次元素可声明它们能够替换主元素。

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

<xs:element name="navn" substitutionGroup="name"/>

在上面的例子中，"name" 元素是主元素，而 "navn"元素可替代
"name"元素。

请看一个 XML schema 的片段：

<xs:element name="name" type="xs:string"/>
<xs:element name="navn" substitutionGroup="name"/>
<xs:complexType name="custinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:element ref="name"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>
<xs:element name="customer" type="custinfo"/>
<xs:element name="kunde" substitutionGroup="customer"/>

有效的 XML 文档类似这样（根据上面的schema）：

<customer>

<name>John Smith</name>

</customer>

或类似这样：

<kunde>

<navn>John Smith</navn>

</kunde>

阻止元素替换

为防止其他的元素替换某个指定的元素，请使用 block 属性：

<xs:element name="name" type="xs:string" block="substitution"/>

请看某个 XML schema 的片段：

<xs:element name="name" type="xs:string" block="substitution"/>
<xs:element name="navn" substitutionGroup="name"/>
<xs:complexType name="custinfo">
  <xs:sequence>
    <xs:element ref="name"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>
<xs:element name="customer" type="custinfo" block="substitution"/>
<xs:element name="kunde" substitutionGroup="customer"/>