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XML技術系列講座（11）驗証XLM數據合法性(上)

本文出自:http://www.computerworld.com.cn 作者: 北京郵電大學張劍 (2002-02-12 06:15:00)

１、XML的合法性驗証

應用XML技術的一個主要目標是為了方便信息交換。很顯然，只有XML文檔的格式或是結構得到交互各方的一致認可，這個目標才有可能實現。XML Schema（大綱）和DTD就是描述信息結構的模型，可以用來對XML文檔內容的合法性進行驗証。

Schema和DTD規定了在文檔中能夠使用的元素和屬性，以及這些對象與文本內容的可能組合形式。作為對文檔驗証的標準，Schema和DTD不僅應該能被人們理解，對應用程序來說也應當是易理解的。對文檔合法性的驗証包括兩個方面：一方面是語法結構的驗証，即元素類型、元素嵌套格式、屬性類型、屬性值數據類型、屬性值是否可選等相關文檔對象單元本身及其結構的合法性；另一方面是語義的驗証，只有真正理解了XML文檔的含義才能算是實現了信息交互，否則僅是結構上正確但意義模糊的信息，對接收方來說一樣是無用的，有時甚至會產生誤解，起到相反的作用。

對XML文檔的驗証有如下幾個步驟：

1．定義一份XML Schema或DTD: Schema或DTD為同一類型的所有文檔定義了結構標準，比如有關書籍信息的文檔可共享一份標準。

2．應用Schema或DTD：一般由文檔的作者指定Schema，這樣接收方可以很快地根據說明對文檔進行驗証。但在C/S（客戶機/服務器）環境中，由服務器無法判斷XML在客戶端是否已經驗証過，所以為了能夠確保驗証過程，也為了避免可能的重復驗証，對文檔應用Schema或DTD的操作由服務器完成。

3．運行解析器進行驗証：解析器在裝載文檔的同時掃描結構，遇到任何錯誤都會終止裝載過程，並做出適當的響應。

２、Schema和DTD的區別

雖然，XML Schema和DTD都是用文檔驗証，但二者還是有一定的區別，其中前者更為精確和靈活：

● XML Schema是一種內容“開放”的模型，可擴展、功能強，而DTD是內容“封閉”的模型，可擴展性差；

● XML Schema支持豐富的數據類型，完全能夠滿足網絡應用特別是電子商務的需求，而DTD不支持元素的數據類型，對屬性的類型定義也很有限；

● XML Schema支持名稱空間機制，DTD不支持;

● XML Schema可以針對不同情況分別對整個XML文檔或者是文檔局部進行驗証，而DTD缺乏這種靈活性；

● XML Schema的語法完全遵循XML規范，可以和DOM技術結合使用，功能強大，而DTD語法自成一體，比較難以學習。

所以，Schema很有可能取代DTD成為驗証XML文檔合法性的新標準。

３、Schema的基本元素

Schema共有8種元素：<Schema>、<ElementType>、<element>、<group>、<AttributeType>、<attribute>、<datatype>和<description>。這些元素對XML中允許的語法和結構進行了定義。注意：必須在使用Schema前對這些元素進行定義。

1．<Schema>元素

Schema文件與其他的XML文檔結構非常相似，根元素為<Schema>，表明文檔類型：

<?xml version=“1.0”?>

<Schema name=“mySchema”

xmlns=“urn:schemas-microsoft-com:xml-data”

xmlns:dt=“urn:schemas-microsoft-com:datatypes”>

</Schema>

其中屬性name指定Schema名稱，xmlns指定所屬名稱空間。第一個xmlns指定全文的缺省名稱空間，第二個定義了文檔中可使用的數據類型的名稱空間。

在XML中引用Schema的方法是在XML文檔的根元素中使用名稱空間指明Schema文件的URL地址，在URL前要加上“x-schema”前綴：

<?xml version=“1.0”?>

</myElement>

如果是在XML文檔中的某一個元素中使用xmlns引用Schema，就是對文檔進行局部合法性驗証。

2．<ElementType>元素

<ElementType>元素用來聲明XML文檔中使用的新元素：

<ElementType

name = “element tag name”

content = “empty”|“textOnly”|“eltOnly”|“mixed”

model = “open” | “closed”

order = “one” | “seq” | “many”

dt:type = “XML data type” >

</ElementType>

Content屬性規定聲明的元素是否為空，是否包含文本或子元素，還是兩者都有；order指定子元素的排列順序; model規定了元素中是否可以包含未在Schema中定義的元素或屬性; dt: type則指定了元素的數據類型。

3．<element>元素

<element>元素是對<ElementType>聲明的元素的內容進行定義，說明在指定的元素類型中允許使用哪些子元素：

<element

type = “declared element type”

minOccurs = “0” | “1”

maxOccurs = “1” | “*” />

Type屬性是必要的，同時要與〈ElementType〉中的name屬性完全一致。minOccurs和maxOccurs屬性分別指定了元素出現的最少和最多次數，默認值都為1。minOccurs為0說明元素是可選的，maxOccurs為*說明元素出現的次數不受限制。

4．<group>元素

<group>元素也出現在<ElementType>中，表達元素成組的概念。組裡的對象可以是元素也可以是另一個子組。order屬性制定組中元素的順序：

<group minOccurs = “0” | “1”

maxOccurs = “1” | “*”

order = “one” | “seq” | “many” >

</group>

</ElementType>

5．<AttributeType>元素

<AttributeType>元素定義了Schema中使用的屬性類型。根據出現位置不同，其作用范圍也不一樣。如果是在<ElementType>元素中定義，那所定義的屬性類型就只能作用在該元素類型上; 如果定義在外部，那文檔中所有的元素類型就都可以使用該屬性。

<AttributeType

name = “attribute name”

dt:type = “XML data type”

required = “yes” | “no”

dt:values = “enumerated list of values”

default = “default value” >

</AttributeType>

Name是屬性類型名稱; dt:type同<ElementType>元素中的用法一樣；required指定該屬性對引用它的元素是否是必要的；dt:values只有當dt:type是“enumeration”時才有效，此時它列舉屬性的所有可能取值; default指定屬性類型的缺省值，並且一定是有效值，比如屬性類型是枚舉型時，default取值一定是dt:values所列舉值中的一個。

6．<attribute>元素

<attribute>元素對<AttributeType>聲明的屬性進行具體的定義：

<attribute

type = “declared attribute type”

required = “yes” | “no”

default = “default value” />

type屬性唯一指定了引用的屬性類型，取值要與<AttributeType>中的name屬性完全一致; required說明該屬性對引用它的元素是否為必要的; default指定屬性類型的缺省值。如果對同一屬性的<AttributeType>和<attribute>中相對應的default和required屬性都給出了定義，那<attribute>的優先級別更高，以它的取值為準。

其他兩個元素<datatype>和<description>分別定義了Schema元素的數據類型和為元素提供的說明資料，用法簡單，本文不再一一舉例說明。

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