解码 XML 和 DTD
2006-05-10 07:08
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解码 XML 和 DTD编写格式正确和定义明确的 XML 的初学者指南 |
级别: 初级 Jane Fung, VisualAge for Java 支持, IBM 加拿大 2001 年 7 月 01 日 这 篇介绍性文章说明了如何创建 XML“文档类型定义(DTD)”和格式正确定义明确的 XML 文件,这些文件能够由您选择的 XML 语法分析器进行确认。虽然不必在产生的每个 XML 文件中都包含 DTD,但这样做将会使您的生活大为轻松。DTD 不仅强制使用为 XML 文件建立的语法,它还将允许文件由确认 XML 语法分析器进行语法分析。代码样本包括 DTD 和 XML 文档示例。 “可扩展标记语言”已经存在了十分长的一段时间,因此现在大多数人都熟悉其最基本的需求:所有 XML 文档都必须既格式正确又有效。但如何确定您的 XML 文档是否满足这些需求呢?简短的回答就是您不用确定。或者至少是不必。大多数时候,您会依赖于 XML 语法分析器来为您管理这些苦活。 在经过一些小调查(请参阅 参考资料)后您就会发现市场上到处充斥着 XML 语法分析器,其中大多数都可以从 Web 上免费获得。一个基本的 XML 语法分析器既强调 XML 语法规则(即,确保文件格式正确),又建立文件的有效性。XML 语法分析器可用于几乎每种相关的计算机语言,包括 C、C++、Perl、Python、Tcl 和 Java。 谈到确保 XML 格式正确时,您可以或多或少地指向一个语法分析器然后执行。然而为了确保文档有效,需要为语法分析器提供文档类型定义或 DTD。 本文回顾了 XML 文档格式正确究竟意味着什么,然后会谈到较少讨论的话题确认 - 更具体地说,是 DTD。我将讨论为什么您需要将 DTD 包含在 XML 文件中、介绍一些最常用的 DTD 语法,并使用几个简单的样本来教您开始编写自己的 DTD。 为什么要格式正确? 当 XML 开发人员谈到格式正确和格式不正确的 XML 时,我们并不是参加美学讨论。当然,格式正确的 XML 文档是满足以下三个基本结构需求的文档: 有一个包含所有其它元素的父(或根)元素 每个开始标记都有结束标记 所有元素都正确嵌套的 清单 1 是一个格式正确的 XML 示例。请注意:该文档的父元素是 <person>,每个开始标记都有一个结束标记,并且每个结束标记都有与其开始标记完全相同的定义。通常,开始标记和结束标记之间包括的是信息或文本。不过,在某些情况下,标记之间没有包括信息或文本。空标记必须用一个右斜杠来结束。 <nothing/>就是一个空标记。 清单 1. 格式正确的 XML
<firstname>标记没有完全匹配。其次, <lastname>标记没有结束标记。最后,空标记没有用一个右斜杠结束。 清单 2. 格式不正确的 XML
XML 的优点在于它允许您定义自己的有意义的标记,因此您可以最大程度地定制文档。但 XML 就是 XML(可扩展),而人就是人(疯狂的人),这可能很快就会无法控制。解决方案是 DTD,它指定了 XML 文档的标记。简而言之,DTD 指定:可以在文档中存在的元素、那些元素可以具有的属性、在元素内部元素的层次结构以及元素在整个文档中出现的顺序。 虽然 DTD 不是必需的,但它们确实带来方便。DTD 适合三个基本用途。它能: 对标记编制文档 加强标记参数内部的一致性 使 XML 语法分析器能够确认文档 如果不对 XML 文档进行 DTD 定义,文档就无法由 XML 语法分析器进行确认。使用 XML Schema 实例来代替 DTD 如何?(请参阅侧栏 模式如何?)清单 3 是清单 1 中显示的 XML 文档的 DTD。 清单 3. 精简 person.xml 的 DTD
清单 3 中 DTD 的第一行定义了 XML 文档的父元素: person。person 元素有两个子元素: firstname和 lastname。 第二和第三行包含了元素属性 #PCDATA,它表明 firstname和 lastname元素可能包含经过语法分析的字符数据(在这种情况下是文本)。DTD 文件的最后一行描述了一个空标记: nothing。 从清单 3 中的 DTD 可以看出,任何阅读我们的 XML 文档的人(以及对它进行语法分析的语法分析器)都知道 person元素仅包含两个文本元素: firstname和 lastname。此外,DTD 规定,在整个文档中, firstname元素必须在 lastname元素之前出现。 在转到更复杂的示例之前,让我们回顾一下一些最常用的 DTD 语法元素。可以在 W3C 主页上找到完整的 DTD 规范(请参阅 参考资料)。 A、B、C 和 D 是在下例中代表元素的变量。 元素必须有正好一个 A、至少一个 B(由加号表示)、零个或多个 C(由星号表示)以及零个或一个 D(由问号表示):
A或 B或 C之一:
element2)。星号(*)表示混合内容模型 — 其中元素可以包含不同类型的属性。
att1)是一个可选属性,属性 2( att2)是带有固定值 "A"的属性,属性 3( att3)是必需的文本属性。
CDATA表示包括的信息应该是文本。 ID属性表明必须填入唯一的标识。每个元素只能有一个 ID属性。另外, CDATA表示 att2和 att3可能包含任何字符串。 如果您对该语法还未完全熟悉,请继续阅读。下一部分中的工作示例应该能帮助您消除疑虑。 可以使用 Microsoft Internet Explorer 5 或更高版本查看清单 4 中显示的 XML 文档 ― 前面示例中使用的 people.xml 文件的扩展版本。如果在 IE5 中打开 people.xml,应该看到一个树结构。这是因为 IE5 带有能够将 XML 文档语法分析成元素树的 XML 语法分析器。 还可以在 参考资料中找到这个文件及其 DTD。 清单 4. people.xml 的完整清单
对 XML 的深入探讨主要考虑的是文档头中的几个元素,从以下开始:
还可以为第一行设置可选的 standalone属性。standalone 的缺省值是 no。 no 值表示该 DTD 定义是在另一个文件中描述的。 yes 值表明该 DTD 应该在 XML 文档内部定义。我没有为示例设置这个属性;如果想设置,它应该看起来如下:
CDATA用于对所有若不进行转义就会以 XML 语言解释的任何数据进行转义,例如:
清单 5. people.dtd 的完整清单
使用 快速指南作为参考,通过比较 XML 文件及其 DTD,您应该能够方便地定义 DTD 和 XML 文件中各元素之间的关系。不过,还有两个剩下的元素,您可能感兴趣。 清单 4 包含了对实体的引用。
<other>标记的内容类型是 ANY。这表示 <other>可能包含所有以前已在 DTD 中声明过的元素。因此, other元素可能包含 car和 house元素,如下:
这就结束了对创建格式和定义均正确的 XML 文件的基本介绍。您可能想要继续自己研究 people.xml 和 people.dtd 文件。如果想要尝试使用 XML 语法分析器对这些文件进行语法分析,请参阅“参考资料”来查找可供下载的语法分析器的列表。 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文. 如果希望了解有关 XML 和 DTD 语法的更多信息, XML 1.0 W3C Recommendation应该是您的第一站。 Tim Bray 是 XML 1.0 规范的原始编辑之一。他维护着 Textuality.com,可以在上面找到他关于 XML、DTD 等内容思想。还可以找到 Lark 和 Larval,Bray 自己的 XML 语法分析器。 Doug Tidwell 的 教程:XML 简介展示了对“可扩展标记语言”近乎完整的探讨。 您可能还想要仔细查看 Mark Johnson 在 JavaWorld 上发表的 XML for the absolute beginner一文。 请下载本文示例中使用的 people.xml 和 people.dtd文件,以进一步研究和分析。 XML 语法分析器:简表 IBM 的 XML Parser for Java (XML4J),目前是版本 3.1.1,是以 100% 纯 Java 编写的确认 XML 语法分析器。包(com.ibm.xml.parser)包含了对 XML 文档进行语法分析、生成、操纵和确认的类和方法。 IBM 的 XML for C++ parser (XML4C) 基于 Apache 的 Xerces-C XML 语法分析器,它是用 C++ 的可移植子集编写的确认 XML 语法分析器。 XML::Parser 是 Perl 扩展模块,充当与 expat的接口。 TclXML 是全 Tcl 的 XML 语法分析器。 Xerces 是来自 Apache Software Foundation 的 Java 语法分析器,目前是版本 1.4.0。 Lars Marius Goshol 负责维护作为公众服务的这个详尽的 XML 语法分析器列表和其它 XML 工具。 相关链接 在 XML 专区页面上查看最新信息。 如同 DTD,在创建 XML 文件时,样式表不是必需的,但如果希望控制浏览器中文档显示,它们就非常重要。Alan Knox 的 developerWorks 文章, Style sheets can write style sheets, too,向您介绍如何使用 XSL 来将 XML 数据转换成用于浏览器的复杂显示标记。 阅读完上述文章后,可能想要查看 IBM alphaWorks 的 XSL Editor。 如果希望探索 XML Schema 以及它与 DTD 的关系,请参阅 David Mertz 在其 developerWorks 专栏“XML 问题 7”中的 DTD 和 XML Schema 比较,以及 Kevin Williams 的 developerWorks 临时讲台 赞同使用 XMLSchema 的文章来了解用于数据的 XML 文档的结构化定义。有关使用 XML Schema 会怎样的简短说明,请参阅介绍性文章 Basics of using XML Schema to define elements。
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