XML Schema

LearningXML Schema concepts, 语法 and application, Understandsuch as何usingXML Schema定义XMLdocumentation structure and 规则, implementation更强 big XMLdocumentationverification

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XML SchemaIntroduction

XML Schema (也称 for XSD, XML Schema Definition) is a用于定义XMLdocumentationstructure and dataclass型 language, 它 is DTD 替代品, providing了更强 big , 更flexible verificationmechanism.

XML Schema 特点

  • 基于XML语法, 易于understanding and writing
  • support丰富 dataclass型, including in 置dataclass型 and 自定义dataclass型
  • supportnamespace, 便于module化 and 重用
  • support元素 and property complex 约束
  • supportinheritance and scale, 便于构建 complex documentationstructure
  • support国际化 and 本地化

XML Schema and DTD for 比

features DTD XML Schema
语法 非XML语法 XML语法
dataclass型 仅support#PCDATA support丰富 dataclass型
namespace support has 限 完全support
scale性 较差 良 good , supportinheritance and scale
约束capacity has 限 强 big , support complex 约束
toolsupport 广泛support 现代tool广泛support
XML Schemaexample
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
    <xs:element name="books" type="BooksType"/>
    
    <xs:complexType name="BooksType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="book" type="BookType" maxOccurs="unbounded"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    
    <xs:complexType name="BookType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="title" type="xs:string"/>
            <xs:element name="author" type="xs:string"/>
            <xs:element name="year" type="xs:gYear"/>
            <xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>
    </xs:complexType>
</xs:schema>

XML Schema basicstructure

一个XML Schemadocumentation通常package含以 under basicstructure:

XML Schema 根元素

XML Schemadocumentation 根元素 is <xs:schema>, 它package含了所 has Schema定义.

XML Schema根元素example
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
    
</xs:schema>

XML Schema namespace

XML Schemausingspecific namespace来标识Schema元素 and property. 默认circumstances under , XML Schemausing namespace is http://www.w3.org/2001/XMLSchema, 通常using before 缀xs or xsd来引用.

XML Schema 主要component

  • 元素定义: using<xs:element>元素定义XMLdocumentationin允许using 元素
  • complex class型定义: using<xs:complexType>元素定义package含子元素 and property complex dataclass型
  • simple class型定义: using<xs:simpleType>元素定义只package含文本 in 容 dataclass型
  • property定义: using<xs:attribute>元素定义元素可以package含 property
  • 组定义: using<xs:group>元素定义 reusable 元素组
  • property组定义: using<xs:attributeGroup>元素定义 reusable property组

XML Schema dataclass型

XML Schemaproviding了丰富 dataclass型support, including in 置dataclass型 and 自定义dataclass型.

in 置dataclass型

XML Schema in 置dataclass型可以分 for 以 under 几class:

1. stringclass型

  • xs:string: 任意字符序列
  • xs:normalizedString: 不package含换行, 制表符 and 回车 string
  • xs:token: 不package含 before 导, 尾随空格 and 连续空格 string
  • xs:language: 符合RFC 3066 languagecode

2. 数值class型

  • xs:integer: 整数
  • xs:decimal: 十进制数
  • xs:float: 单精度浮点数
  • xs:double: 双精度浮点数
  • xs:positiveInteger: 正整数
  • xs:negativeInteger: 负整数
  • xs:nonPositiveInteger: 非正整数
  • xs:nonNegativeInteger: 非负整数

3. 日期 and 时间class型

  • xs:date: 日期 (YYYY-MM-DD)
  • xs:time: 时间 (HH:MM:SS)
  • xs:dateTime: 日期 and 时间 (YYYY-MM-DDTHH:MM:SS)
  • xs:gYear: 年份 (YYYY)
  • xs:gMonth: 月份 (--MM)
  • xs:gDay: 日期 (---DD)

4. booleanclass型

  • xs:boolean: boolean值, 取值 for true or false

5. 二进制class型

  • xs:base64Binary: Base64编码 二进制data
  • xs:hexBinary: 十六进制编码 二进制data

6. otherclass型

  • xs:anyURI: 统一resource标识符
  • xs:QName: 限定名称 (带namespace before 缀 名称)
  • xs:NOTATION: 表示XML NOTATIONclass型

自定义dataclass型

除了 in 置dataclass型 out , XML Schema还允许through限制 in 置dataclass型 or scale现 has dataclass型来creation自定义dataclass型.

自定义dataclass型example
<!-- 限制 in 置dataclass型 -->
<xs:simpleType name="ISBNType">
    <xs:restriction base="xs:string">
        <xs:pattern value="\d{3}-\d-\d{5}-\d{3}-\d"/>
    </xs:restriction>
</xs:simpleType>

<!-- scale in 置dataclass型 -->
<xs:complexType name="ExtendedStringType">
    <xs:simpleContent>
        <xs:extension base="xs:string">
            <xs:attribute name="language" type="xs:language"/>
        </xs:extension>
    </xs:simpleContent>
</xs:complexType>

XML Schema 元素定义

in XML Schemain, 元素定义用于指定XMLdocumentationin允许using 元素, 元素 in 容class型以及元素 出现次数.

元素定义 语法

<xs:element name="元素名" type="dataclass型" [minOccurs="最 small 值"] [maxOccurs="最 big 值"] />

simple 元素

simple 元素 is 指只package含文本 in 容, 不package含子元素 or property 元素.

simple 元素example
<xs:element name="title" type="xs:string"/>
<xs:element name="year" type="xs:gYear"/>
<xs:element name="price" type="xs:decimal"/>

complex 元素

complex 元素 is 指package含子元素 or property 元素.

1. package含子元素 complex 元素

package含子元素 complex 元素example
<xs:element name="book">
    <xs:complexType>
        <xs:sequence>
            <xs:element name="title" type="xs:string"/>
            <xs:element name="author" type="xs:string"/>
            <xs:element name="year" type="xs:gYear"/>
            <xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
</xs:element>

2. package含property complex 元素

package含property complex 元素example
<xs:element name="book">
    <xs:complexType>
        <xs:sequence>
            <xs:element name="title" type="xs:string"/>
            <xs:element name="author" type="xs:string"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>
        <xs:attribute name="category" type="xs:string"/>
    </xs:complexType>
</xs:element>

3. package含 simple in 容 and property complex 元素

package含 simple in 容 and property complex 元素example
<xs:element name="description">
    <xs:complexType>
        <xs:simpleContent>
            <xs:extension base="xs:string">
                <xs:attribute name="language" type="xs:language" default="zh-CN"/>
            </xs:extension>
        </xs:simpleContent>
    </xs:complexType>
</xs:element>

元素 出现次数

in XML Schemain, 可以usingminOccurs and maxOccursproperty来指定元素 出现次数.

property 默认值 说明
minOccurs 1 元素出现 最 small 次数
maxOccurs 1 元素出现 最 big 次数, 值 for "unbounded"表示无限制
元素出现次数example
<!-- 必须出现且仅出现一次 -->
<xs:element name="title" type="xs:string"/>

<!-- 可选, 最 many 出现一次 -->
<xs:element name="subtitle" type="xs:string" minOccurs="0"/>

<!-- 必须出现, 可出现任意次数 -->
<xs:element name="author" type="xs:string" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/>

<!-- 可选, 可出现任意次数 -->
<xs:element name="keyword" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>

XML Schema property定义

in XML Schemain, property定义用于指定元素可以package含 property, property dataclass型以及property 默认值.

property定义 语法

<xs:attribute name="property名" type="dataclass型" [use="using规则"] [default="默认值"] [fixed="固定值"] />

property using规则

in XML Schemain, 可以usinguseproperty来指定property using规则:

using规则 说明
optional property is 可选 (默认值)
required property is 必需
prohibited property is 禁止using
property定义example
<!-- 必需property -->
<xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>

<!-- 可选property -->
<xs:attribute name="category" type="xs:string" use="optional"/>

<!-- 带 has 默认值 property -->
<xs:attribute name="language" type="xs:language" default="zh-CN"/>

<!-- 带 has 固定值 property -->
<xs:attribute name="version" type="xs:string" fixed="1.0"/>

XML Schema namespace

XML Schema广泛usingnamespace来标识Schema元素 and property, 以及引用otherSchemadocumentation.

XML Schema 目标namespace

目标namespace is 指当 before Schemadocumentation所定义 元素 and property所属 namespace. 可以throughtargetNamespaceproperty来指定.

目标namespaceexample
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
            targetNamespace="http://example.com/books" 
            xmlns="http://example.com/books" 
            elementFormDefault="qualified">
    <xs:element name="books" type="BooksType"/>
    
    <xs:complexType name="BooksType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="book" type="BookType" maxOccurs="unbounded"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    
    <xs:complexType name="BookType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="title" type="xs:string"/>
            <xs:element name="author" type="xs:string"/>
            <xs:element name="year" type="xs:gYear"/>
            <xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>
    </xs:complexType>
</xs:schema>

引用带 has namespace XML Schema

当XML Schemadocumentationusing了目标namespace时, in XMLdocumentationin引用该Schema需要usingnamespace.

引用带 has namespace XML Schemaexample
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books xmlns="http://example.com/books" 
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
        xsi:schemaLocation="http://example.com/books books.xsd">
    <book id="B001">
        <title>XMLBasicstutorial</title>
        <author>张三</author>
        <year>2025</year>
        <price>99.00</price>
    </book>
</books>

实践case: creation并usingXML Schema

casedescribes

creation一个XML Schemafile, 用于定义graph书information structure, 然 after using该SchemaverificationXMLdocumentation.

implementation步骤

  1. creation一个名 for books.xsd XML Schemafile
  2. in Schemafilein定义graph书information structure
  3. creation一个名 for books.xml XMLfile
  4. in XMLfilein引用Schema
  5. usingxmllinttoolverificationXMLdocumentation

最终code

books.xsd
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
            targetNamespace="http://example.com/books" 
            xmlns="http://example.com/books" 
            elementFormDefault="qualified">
    
    <!-- 定义graph书class型 -->
    <xs:complexType name="BookType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="title" type="xs:string"/>
            <xs:element name="author" type="xs:string"/>
            <xs:element name="year" type="xs:gYear"/>
            <xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
            <xs:element name="description" type="xs:string" minOccurs="0"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>
        <xs:attribute name="category" type="xs:string" default="general"/>
    </xs:complexType>
    
    <!-- 定义graph书collectionclass型 -->
    <xs:complexType name="BooksType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="book" type="BookType" maxOccurs="unbounded"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    
    <!-- 根元素定义 -->
    <xs:element name="books" type="BooksType"/>
</xs:schema>
books.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books xmlns="http://example.com/books" 
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
        xsi:schemaLocation="http://example.com/books books.xsd">
    <book id="B001" category="计算机">
        <title>XMLBasicstutorial</title>
        <author>张三</author>
        <year>2025</year>
        <price>99.00</price>
        <description>一本全面介绍XMLBasics tutorial</description>
    </book>
    
    <book id="B002">
        <title>XMLadvancedapplication</title>
        <author>李四</author>
        <year>2025</year>
        <price>129.00</price>
    </book>
</books>

verification过程

usingxmllintverificationXMLdocumentation: 

# usingSchemaverificationXMLdocumentation
xmllint --noout --schema books.xsd books.xml

# such as果没 has 输出, 说明documentation is  has 效

互动练习

练习1: 识别XML Schemaerror

以 under XML Schema存 in 哪些error？
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
    <xs:element name="students" type="StudentsType"/>
    
    <xs:complexType name="StudentsType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="student" type="StudentType" maxOccurs="unbounded"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    
    <xs:complexType name="StudentType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="name" type="xs:string"/>
            <xs:element name="age" type="xs:integer" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
            <xs:element name="gender" type="xs:string"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required">
    </xs:complexType>
</xs:schema>

XML Schema存 in 以 under error:

  1. attribute元素缺 few 结束tag/>, 应该 is <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>

练习2: creationXML Schema and XMLdocumentation

creation一个XML Schemafile, 用于定义学生information structure, including学生 id, 姓名, 年龄, 性别 and 专业, 然 after creation一个符合该Schema XMLdocumentation.
students.xsd
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
            targetNamespace="http://example.com/students" 
            xmlns="http://example.com/students" 
            elementFormDefault="qualified">
    
    <xs:complexType name="StudentType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="name" type="xs:string"/>
            <xs:element name="age" type="xs:integer">
                <xs:simpleType>
                    <xs:restriction base="xs:integer">
                        <xs:minInclusive value="15"/>
                        <xs:maxInclusive value="30"/>
                    </xs:restriction>
                </xs:simpleType>
            </xs:element>
            <xs:element name="gender" type="xs:string">
                <xs:simpleType>
                    <xs:restriction base="xs:string">
                        <xs:enumeration value="男"/>
                        <xs:enumeration value="女"/>
                    </xs:restriction>
                </xs:simpleType>
            </xs:element>
            <xs:element name="major" type="xs:string"/>
        </xs:sequence>
        <xs:attribute name="id" type="xs:string" use="required"/>
    </xs:complexType>
    
    <xs:complexType name="StudentsType">
        <xs:sequence>
            <xs:element name="student" type="StudentType" maxOccurs="unbounded"/>
        </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    
    <xs:element name="students" type="StudentsType"/>
</xs:schema>
students.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<students xmlns="http://example.com/students" 
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
        xsi:schemaLocation="http://example.com/students students.xsd">
    <student id="S001">
        <name>张三</name>
        <age>20</age>
        <gender>男</gender>
        <major>计算机科学</major>
    </student>
    <student id="S002">
        <name>李四</name>
        <age>21</age>
        <gender>女</gender>
        <major>软件工程</major>
    </student>
</students>
XML DTD (documentationclass型定义)
第 6 / 10 章
XML XPathBasics