在 使用 XML專欄的前兩期文章中，我討論了建模，更具體地說是在 XML 應用程序開發中使用 UML 建模。建模是 XML 開發中一個重要的方面。不管怎麼說，XML 是一種結構化語言，因此構成和組織信息就是 XML 存在的目的。這幾篇文章重點討論如何把 XML專用的建模語言與軟件開發的行業標準 UML 結合起來。
談到建模，前兩篇文章中我已經用了很大的篇幅介紹了我的觀點：簡而言之，我相信最合理的策略是把建模看作是一種連續的活動，從白板前的公開討論（或者小型辦公室中的一沓紙）開始，直到生產出 W3C XML Schema 或者 WSDL 文件結束。
每一步中模型都進一步精化，更加形式化。要記住，模型是系統的簡化表示，創建它是爲了幫助理解系統，隨着對系統的理解不斷深入，模型變得越來越完整是合乎邏輯的。
因此，我相信使用工具支持您的建模活動是至關重要的 —— 那些能夠幫助您精化模型的工具。我曾經見證過幾個因爲建模失敗而陷入泥潭的項目，共同的一點就是缺乏建模和開發活動之間的集成。所幸的是，解決方法很簡單，只需要部署工具來集成這兩類活動。
理 想的情況是模型中的所有變動都立刻反映到實現中，但實現這種理想情況基本上是不可能的。比如，Java 代碼生成程序可以生成或者更新主幹實現，但是它們不可能改變算法。有了 XML，就可以實現這種理想化的情況了，因爲處理的總是數據模型。儘管使用不同的語言，提供的詳略程度一般也不相同，但是 UML 模型和 XML Schema 都是數據模型。
上一篇文章中介紹了兩個樣式表：第一個樣式表把保存在 XMI 文件中的 UML 模型轉化成 XML Schema；第二個樣式表執行相反的操作，從 XML Schema 生成 XMI 文件。
轉換依賴於 UML 元模型（保存 UML 模型的數據模型）到 XML Schema 的映射。每個 UML 概念（類、屬性、關聯，等等）都在 UML 元模型中表示，因此如果規定 UML 類表示成 XML 元素，樣式表只需要把 XMI 中的 UML:Class 轉化成 XML Schema 中的 xs:element 。
簡單的樣式表可以自動完成用 XML Schema 實現 UML 模型的繁雜過程，但是爲了適應本文的篇幅，我作了大量的簡化。
注意，雖然討論以從 UML 模型到 XML Schema 的轉換爲主，逆向轉換也很有用。比如，可能需要在項目中包含其他團隊或者公司開發的只提供 XML Schema 的元素。
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這裏重新回顧 上一篇文章中的樣式表，並嘗試解決當時提出的兩個問題中的一個：UML 模型中缺少實現信息。造成這個問題的原因有二：
- UML 是一種通用語言，因此雖然支持很多建模概念，但是缺乏針對 XML 的一些概念。比方說，XML 有元素的順序序列，而 UML 沒有對概念排序。
- XML 是一種層次化的數據模型，而 UML 使用更加靈活的圖。因此，UML 和 XML 間有可能存在多種合法的映射，您必須告訴樣式表要採用哪一種。
從一開始，UML 的設計者就認識到 UML 可能會被用於沒有預料到的用途，因此實現了擴展機制，以允許用戶改進 UML。
這些擴展機制之一是 構造型（stereotype），目的是允許用戶在 UML 中定義新的概念，以精化已有的概念。使用構造型，用戶基本上可以對這種建模工具說“我有一個概念與類（或者對象、參與者、關聯，等等）相似，但是更加具體。”
從實踐的角度看，構造型是元模型中的一種繼承形式。這樣有助於把構造型看作是一個 UML 概念的後代。
事實上，如果讀過 UML 規範，您就會看到標準本身也大量地使用構造型。比如：
- 註釋有需求（requirement）和職責（responsibility）的構造型。
- 約束有不變式（invariant）、前件（precondition）、後件（postcondition）和 stateInvariant 等的構造型。
當然這些都不是用戶定義的構造型。
從圖形上看，構造型用包圍在尖括號中的關鍵字表示，比如圖 1 中的 <<requirement>> 。注意，UML 允許用戶重新定義構造型的圖標，但是很少有工具支持這一特性。
圖 1. UML 中的構造型
與構造型密切相關的第二種擴展機制是 標記（tag）。構造型允許用戶定義新的 UML 概念，而標記則允許用戶存儲關於這些新概念的信息。構造型提供了元模型級的繼承，而標記在元模型級提供了向構造型增加類屬性信息的機制。
我首先說明如何規定一個層次結構。您將定義一個構造型 root，用於標記 XML 層次中作爲根的元素。您將用這個構造型標記一個或多個類，樣式表把它們作爲全局元素實現。（在 XML Schema 中只有全局元素才能是根。）
注 意，可以有多個元素標記爲根，這與 XML Schema 語言是一致的。還請注意，我決定把這個構造型稱爲“root”而不是"global“（全局元素）。UML 和 XML 之間可能存在不同的映射：比如，您可以在 Schema 中把所有的元素標記爲全局性的以便使其能夠在其他 Schema 中重用，也可以把儘量多的元素聲明爲本地的。（事實上使用全局元素和本地元素背後有一套非常複雜的理論，請參閱 參考資料。）
我 認爲這些實現決策不應該在 UML 模型中公開。一個理由是，這樣做在修改實現規則時不需要重新訪問 UML 模型。事實上，如果把元素標記爲“全局的”而又決定改變實現規則，比方說把所有的元素公開爲全局的，就需要重新查看整個模型並修改多數構造型。我不願意在 UML 模型中公開過多的實現細節。我準備在下一篇文章中更詳細地討論這個問題。
所處理的詞彙表也會影響到把哪些公開爲構造型。比如，如果指定用於出版或者文檔應用程序的詞彙表，您可能希望定義一個屬性構造型。在處理數據存儲的詞彙表時，對映射成屬性還是元素，採用固定的規則可能更合理一些（比如本文中的樣式表把一切都映射成 XML 元素）。
類似的，我還定義了 position 標記，用於指定元素在 XML 序列中出現的順序。這裏的問題是模式中的元素順序在轉換成另一個模式時不一定改變。這在處理關聯時尤其明顯：UML 工具不對關聯排序，因此不能依靠這些工具按照一定的順序輸出關聯。
一種方法是按照名稱排序關聯，另一種方法是使用標記明確控制位置。我發現後一種解決方案通常更好一些。
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圖 2 是一個 UML 模型，它定義了三個類（ person 、 address 和 job ）以及彼此之間的關聯。該模型是上一篇文章所介紹的模型的擴展。
圖 2. UML 模型
清單 1是 導出爲 XMI 的相同模型。與上一篇文章類似，這個清單是基於 XMI 標準的，而不是特定工具生成的 XMI 文檔，但是很容易調整爲適應特定的工具。這個列表中新增的內容包括 stereotype、tag、association 和 multiplicity。上一篇文章中已經說明，解釋這些內容需要回顧前面的 UML 元模型。這些內容是按照前面所述的邏輯生成的，這裏就不再添加註釋了。
清單 2是樣式表的更新版本，它把這個 XMI 模型轉化成 XML Schema。多數新代碼都與上一篇文章中介紹的代碼類似，以下幾個模板除外：
- 構造型和標記在 XMI 文件的一開始定義然後被引用，因此聲明兩個變量用於保存它們的 ID 非常方便。
- 模型模板選擇帶有 root 構造型的類聲明爲全局元素，其他的類聲明爲本地元素。如果願意，可以改變這一規則，把所有的元素聲明爲全局的。
- 類模板遍歷關聯並使用
position標記對其排序。 - 關聯模板使用特殊的模式遍歷關聯右端連接的類。這種模式定義了兩個模板：第一個用於帶有 root 構造型的類，插入對類的引用；第二個用於一般類，作爲本地元素插入類定義。
這裏不再給出從 XML Schema 轉化成 XMI 的樣式表，留給讀者作爲練習。
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通過到目前爲止所介紹的內容，您應該已經能夠自己編寫樣式表把任何 UML 模型轉化成 XML Schemas 了。我相信，一旦掌握了這門技術，您就會發現 UML 建模是設計 XML Schema 最簡單的方法之一。
雖然這裏介紹的樣式表僅限於 UML 元模型的一個子集，但是爲設計更加強大的模型提供了一個很好的起點。
下一篇文章將介紹如何解決最後一個遺留問題：存在 UML 到 XML 的多種映射時如何設計樣式表。
- 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文.
- 閱讀 Roger Costello 的論文“ Global versus Local”，文中討論了不同的設計技術，使用了富有外國風味的名稱，如威尼斯窗簾和俄羅斯玩偶。
- 關於完整的 UML 元模型，請參閱 UML 規範，可以在 Object Management Group 站點上找到。
- 研究 IBM Rational Rose，這是一種領先的 UML 建模產品。 在 developerWorks Rational欄目可以找到大量關於 Rational 和 UML 的資源。
- 回顧 Benoit Marchal 本系列的前兩期文章：
- 第 1 部分討論了 UML 和 XML 模式的關係（ developerWorks，2004 年 3 月）。
- 第 2 部分介紹了 UML 元模型和 XMI，後者是一種基於 XML 的模型交換規範。作者然後說明了如何從元模型映射到 XML Schema。（ developerWorks，2004 年 5 月）。
- 在 developerWorksXML 專區 可以找到數百篇 XML 資源，包括 Benoit Marchal 使用 XML 專欄的以前各期文章。
- 在 developerWorks Developer Bookstore可以找到 各種關於 XML 的書籍，包括 Benoit Marchal 所著的 XML by Example 。
- 瞭解如何才能成爲一名 IBM 認證的 XML 及相關技術的開發人員。