詳解XML中的模式Schema

XML中擁有Schema特性,能夠比DTD更加強大地引入元素結構,下面我們就來詳解XML中的模式Schema的概念及作用和用法,寫的十分的全面細緻，具有一定的參考價值，對此有需要的朋友可以參考學習下。如有不足之處，歡迎批評指正。

文檔定義模型爲XML文檔提供了規範，DTD的引入雖然解決了XML文檔的規範化問題，但它文件格式類型和XML文件格式類型不一致，同時DTD提供的數據類型有限有時候無法滿足行業的需求，所以引入了Schema。Schema模式可以確定XML文檔的元素和屬性的結構、元素的順序、元素和屬性的數據值，根據範圍、枚舉以及樣式匹配等。

一、Schema初識

XML Schema語言也被稱爲XML Schema Definition (XSD)，它的作用是定義一份XML文檔的合法組件羣（XML文檔的結構），就像DTD的作用一樣。 XML Schema以XML語言作爲基礎，也可以說XML Schema自身就是XML的一種應用。

1、Schema作用

XML Schema和DTD的作用一樣，都是用來定義一個XML文檔的結構的模式，那麼爲什麼有了DTD還要有XML Schema呢？ 因爲，XML Schema比DTD作用更加強大。
Xml Schema 比 DTD的優越性：
（1）模式是可擴展的
（2）模式比 DTD 功能更豐富且更有用
（3）模式是用 XML 編寫的
（4）模式支持數據類型
（5）模式支持名稱空間
（6）不需要在學習其他的語言
（7）可以直接使用XML編輯器來編寫XML Schema
（8）可以直接使用XML解析器來解析XML Schema
（9）可以使用XML DOM來靈活的操作XML Schema
（10）可以使用XSLT技術來轉換XML Schema
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2、對比學習

1.1 作用上

兩者相同，都是定義了一個XML文檔的結構的模式。

1.2 用法上

兩者作用相同，但是語法上有些區別。Schema是DTD的擴展，同樣支持元素和屬性的定義，並且定義的語法相似，但Schema可以給元素和屬性添加相應的數據類型，同時還引入了全局和局部元素聲明的語法，另外根據元素和屬性的數據內容引入了簡單類型和複雜類型。
所謂的簡單類型(SimpleType)和複雜類型(ComplexType)，它們本身並不是具體的數據類型，它們只是對節點或者自定義類型的類型作一個抽象的說明。
也就是說Schema的引入使得模式的聲明更加類似於我們使用的編程語言。

二、實例詳解

2.1 Schema實例

清單1：User.xml文檔結構

<?xml version="1.0"？>     
<用戶列表>     
    <用戶>     
         <用戶名>xx</用戶名>     
         <密碼>123456</密碼>     
         <用戶類型>1</用戶類型>     
   </用戶>     
</用戶列表>    

清單2：使用全局組件形式來定義Schema，User.xsd`

<!-- 使用全局組件形式定義 -->     
<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<xs:schema xmlns:xs='http://www.w3.org/2001/XMLSchema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
 <xs:element name='用戶列表' type='userlist'/>     
 <xs:complexType name='userlist'><!-- 使用complexType聲明該類型爲複合類型的元素 -->     
  <xs:sequence><!-- 使用sequence說明下面的元素必須按順序在XML文檔中顯示 -->     
   <xs:element name='用戶' type='user'/>     
  </xs:sequence>     
 </xs:complexType>     
 <xs:complexType name='user'>     
  <xs:sequence>     
   <xs:element name='用戶名' type='user'/>     
   <xs:element name='密碼' type='user'/>     
   <xs:element name='用戶類型' type='user'/>     
  </xs:sequence>     
 </xs:complexType>     
</xs:schema>    //歡迎加入全棧開發交流羣一起學習交流：619586920

清單3：使用局部形式定義Schema，User.xsd

<!-- 使用局部形式定義 -->     
<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
 <xs:element name='用戶列表'>     
  <xs:complexType>     
   <xs:sequence>     
    <xs:element name='用戶'>     
     <xs:complexType>     
      <xs:sequence>     
       <xs:element name='用戶名' type='xs:string'/>     
       <xs:element name='密碼' type='xs:string'/>     
       <xs:element name='用戶類型' type='xs:integer'/>     
      </xs:sequence>     
     </xs:complexType>     
    </xs:element>     
   </xs:sequence>     
  </xs:complexType>     
 </xs:element>     
</xs:schema>    //歡迎加入全棧開發交流羣一起學習交流：619586920

清單2和清單3的都定義了User.xsd，它們的作用是相同的，都是爲了驗證XML文檔的合法性，但定義的方法不同，清單2是使用全局組件的形式定義，而清單3使用的局部形式定義，具體的區別請看下文。

2.2 基本用法

上文中我們分別從作用和用法上對Schema和DTD進行了對比分析，Schema和DTD最大的區別在於Schema引入了數據類型，其它的如元素和屬性的聲明等類似於DTD，在下面討論時就不再詳述。
Schema基本內容導圖：

2.2.1 引用語法

當一個模式文件建立好以後，可以用它來驗證某一個XML文檔的有效性，也就是說檢驗某個XML文檔是否遵循了模式文件的定義。 那麼，XML文檔怎麼來引用一個模式文檔呢？
Schema模型的引用更類似於前面所說的命名空間的應用方法，具體實例如下

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<用戶列表 xmlns:xsi=http://www.nishishui.org/2000/XMLSchema xsi:noNamespaceSchemaLocation='user.xsd'><!-- 引用user.xsd -->     
 <用戶>     
  <用戶名>我是誰</用戶名>     
  <密碼>123456</密碼>     
  <用戶類型>1</用戶類型>     
 </用戶>     
</用戶列表>    

2.2.2 元素類型

（1）按照內容的不同分爲簡單和複雜元素，分別使用simpleType和complexType標示。
簡單元素：元素中內容只能是文本，不包含其它的元素和屬性。

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
    <xs:element name='age'>     
        <xs:simpleType><!-- 使用關鍵字simpleType聲明簡單元素 -->     
            <!--restriction關鍵字結合minInclusive和maxInclusive控制了XML中元素可接受的值範圍爲0~100-->     
            <xs:restriction base="xs:integer">     
                <xs:minInclusive value='0'/>     
                <xs:maxInclusive value='100'/>     
            </xs:restriction>     
        </xs:simpleType>     
    </xs:element>     
</xs:schema>   //歡迎加入全棧開發交流羣一起學習交流：619586920

複雜元素：元素中包含其它的元素和屬性。它有四種類型，分別是空元素、只包含其他元素、只包含正文、包含正文又包含其他元素。

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
    <xs:element name='age'>     
        <xs:complexType><!-- 使用關鍵字complexType聲明覆雜元素 -->     
            <!--sequence控制XML內容中元素出現的順序-->     
            <xs:sequence>     
                <!-- 定義具體的元素，這些都是簡單元素-->     
                <xs:element name='firstname' type='xs:string'/>     
                <xs:element name='lastname' type='xs:string'/>     
            </xs:sequence>     
        </xs:complexType>     
    </xs:element>     
</xs:schema>    //歡迎加入全棧開發交流羣一起學習交流：619586920

（2）按照定義位置可分爲局部和全局元素。
全局元素：<element>元素的父元素必須是<schema>；
局部元素：局部元素聲明只能出現在複雜類型（<complexType>元素）定義內部。即<element>元素的父元素只能是<all>、<choice>或<sequence>元素。

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
<xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
    <xs:element name='用戶' type='user'/><!-- 全局元素 -->     
    <xs:element name='用戶名' type='xs:string'/><!-- 全局元素 -->     
    <xs:element name='密碼' type='xs:string'><!-- 全局元素 -->     
        <xs:complexType name='user'>     
            <!--sequence控制XML內容中元素出現的順序-->     
            <xs:sequence>     
                <!-- 定義具體的元素，這些都是簡單元素-->     
                <!-- 定義局部元素，使用ref關鍵字引用，並使用minOccurs和maxOccurs制定元素出現的最少和最多的次數-->     
                <xs:element ref='用戶名' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->     
                <xs:element ref='密碼' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->     
            </xs:sequence>     
        </xs:complexType>     
    </xs:element>     
</xs:schema>    //歡迎加入全棧開發交流羣一起學習交流：619586920

結語

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