解读Schema

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Schema文件的DTD表示

<!ENTITY % datatypes "(entity | entities | enumeration | id | idref | idrefs | nmtoken | nmtokens | notation | string | bin.base64 | bin.hex | boolean | char | date | dateTime | dateTime.tz | fixed.14.4 | float | int | number | time | time.tz | i1 | i2 | i4 | r4 | r8 | ui1 | ui2 | ui4 | uri | uuid)"
>

<!-- *** 数据类型 **** -->
<!ELEMENT datatype (description)*>
<!ATTLIST datatype
dt:type %datatypes; #IMPLIED
xmlns:dt CDATA #FIXED "urn:schemas-microsoft-com:datatypes"
>
　
<!-- ***** 描述 ***** -->
<!ELEMENT description (#PCDATA) >
　
<!-- **** 元素引用 ***** -->
<!--附加限制： maxOccurs 必须是 1 or "*" -->
<!ELEMENT element (description)* >
<!ATTLIST element
type IDREF #REQUIRED
minOccurs CDATA #IMPLIED
maxOccurs CDATA #IMPLIED
>
　
<!-- **** 属性引用 ***** -->
<!ELEMENT attribute (description)* >
<!ATTLIST attribute
type IDREF #REQUIRED
default CDATA #IMPLIED
required (yes | no) "no"
>
　
<!-- **** 属性定义 ***** -->
<!ELEMENT AttributeType (datatype | description)* >
<!ATTLIST AttributeType
name ID #REQUIRED
default CDATA #IMPLIED
dt:type %datatypes; #IMPLIED
dt:values CDATA #IMPLIED
required (yes | no) #IMPLIED
xmlns:dt CDATA #FIXED "urn:schemas-microsoft-com:datatypes"
>
　
<!-- **** 元素定义 ***** -->
<!ELEMENT ElementType (datatype | description | AttributeType | attribute | element | group)* >
<!ATTLIST ElementType
name ID #REQUIRED
model (open | closed) #IMPLIED
content (empty | textOnly | eltOnly | mixed) #IMPLIED
order (one | seq | many) #IMPLIED
dt:type %datatypes; #IMPLIED
dt:values CDATA #IMPLIED
required (yes | no) #IMPLIED
xmlns:dt CDATA #FIXED "urn:schemas-microsoft-com:datatypes"
>
　
<!-- **** 分组 ***** -->
<!ELEMENT group (group | element | description)*>
<!ATTLIST group
minOccurs CDATA #IMPLIED
maxOccurs CDATA #IMPLIED
order (one | seq | many) #IMPLIED
>
　
<!-- **** Schema ***** -->
<!ELEMENT Schema (AttributeType | ElementType | description )* >
<!ATTLIST Schema
name CDATA #IMPLIED
xmlns:dt CDATA #FIXED "urn:schemas-microsoft-com:datatypes"
>

这里所讲的Schema的实现语法都是按照微软Internet Explorer 5.0所提供的支持。这个语法主要综合了W3C的两个Note：规范XML-Data (http://www.w3.org/TR/1998/NOTE-XML-data-0105/ )和文档内容描述DCD (http://www.w3.org/TR/NOTE-dcd )，并加入一些扩展

Schema 文件的结构    

     在说到元素的定义方法之前，我们先来讲一下Schema文件的结构。其实，Schema文件和其它XML文件的样子非常相似，它是由一组元素构成的，其根元素是“Schema”。“Schema”元素是XML Schema中第一个出现的元素，用于表明该XML文档是一个Schema文档，相应的，“Schema”的结束标记一般在文档的末尾。这样，一个Schema的结构如下：

<Schema name="schema-name" xmlns="namespace" >
...
</Schema>

Schema具有两个属性：name指定该Schema的名称，而xmlns则指定该Schema包含的命名空间。注意，一个XML Schema文档中可以包含多个命名空间，比如下面的语句指定了三个命名空间：

<Schema name="mySchema"
         xmlns="urn:schemas-microsoft-com:xml-data"
         xmlns:dt="urn:schemas-microsoft-com:datatypes" xmlns:myNS=http://www.xml_step_by_step.edu\ns.xml
>

第一个是xmlns="urn:schemas-microsoft-com:xml-data"，它指定本文档是一个XML Schema文档；第二个是xmlns:dt="urn:schemas-microsoft-com:datatypes"，它定义了在本文档中可以使用的数据类型；第三个是xmlns:myNS="http://www.xml_step_by_step.edu\ns.xml"，它表明下面可能会用到在myNS中定义的元素或属性。

用Schema定义元素及其内容    

在讲述Schema中和ETD定义相对应的种种定义方法之前，我们先来看看所涉及的三个Schema元素：ElementType、element、group。

• ElementType元素

在Schema文档中使用ElementType来声明XML文件中会出现的元素，ElementType的语法表达如下：

<ElementType
     name="元素名"
     content="{ empty | textOnly | eltOnly | mixed }"
     dt:type="元素类型"
     order="{ one | seq | many }"
     model="{ open | closed }"
>

在ElementType的几个属性中，name的含义不言而喻，是所声明元素的名称，它是不可缺少的。content是ElementType的一个重要属性，它指明ElementType所声明的元素是否为空、是否包含文本、是否包含子元素、还是既包含文本又包含子元素。dt:type指定该元素的数据类型，我们会在后面的小节中详细讨论。order指定该元素的子元素的排列顺序规则。最后，model指定该元素是否可以包含未在本Schema中定义的元素和属性，它主要用于其它Schema的引入，也就是其它“命名空间”的引入。“命名空间”的概念大家可能还比较生疏，这是我们下一节要讲的内容，现在你只要了解，在一个XML文件中能够同时使用几个不同的DTD或Schema定义。下表列出了model可能的取值。

取 值	释   意
open	表明该元素可以包含其它未在XML Schema中定义的元素和属性
closed	表明该元素只能包含在本XML Schema中定义过的元素和属性

缺省状态下，XML Schema的model取值"open"，也就是说，该元素可以包含其它未在XML Schema中定义的元素和属性。但是，这并不意味着任何元素和属性都可在Schema中出现，允许出现的前提是这些"异类"元素和属性必须在单独的XML Schema中加以定义，并且必须在引用的它们的元素中以命名空间形式指定其出处。下面给出一个具体的示例。

<联系人>
         <姓名>张三</姓名>
         <ID>001</ID>
         <公司>A公司</公司>
         <EMAIL>[e-mail]</EMAIL>
         <电话>[phone]</电话>
         <传真 xmlns="fax.xml">[phone]</传真>
         <地址>
             <街道>五街1234号</街道>
             <城市>北京市</城市>
             <省份>北京</省份>
             <ZIP>100001</ZIP>
         </地址>
</联系人>

本来fclmlschema.xml中并没有定义"传真"元素，但如果将"联系人"元素的的"model"属性设为"open"，就可以在"联系人"中引用它，当然还必须指定"传真"元素所在的Schema文件"fax.xml"。"open"体现了XML Schema的可扩展性，而这是DTD所无法比拟的。

• element元素

ElementType只是起到声明元素的作用，至于元素的内容究竟是什么，则要靠它的子元素element来说明。element的语法表达如下：

<element
     type="元素类型"
     [minOccurs="{ 0 | 1 }"]
     [maxOccurs="{ 1 | * }"]
>

element实际上是对该Schema中ElementType声明的引用，而具体引用什么元素类型，就要靠type属性指定了。type属性不可缺少，并且为了保证type指定的是已经声明过的元素，要求它的取值必须同某个ElementType中的name属性严格一致。至于其它两个属性倒是可有可无。minOccurs指定该元素在其父元素中出现的最小次数，缺省值为1，表明该元素至少出现一次；也可以取值为0，表明该元素是可选的，可以不出现。maxOccurs则指定了该元素出现的最大次数，缺省值同样为1，表明该元素至多出现一次；也可取值为“*”，表明该元素在XML实例文档中出现次数不受限制。

• group元素

DTD中有成组的概念，相应的，Schema中也有“group”元素。它的语法表达类似element元素：

<group
     order="{one | seq | many}"
     [minOccurs="{ 0 | 1 }"]
     [maxOccurs="{ 1 | * }"]
>

和DTD的规定相同，组里的内容可以是元素，也可以是另一个子组。属性order指定该组中的元素或子组的顺序，minOccurs和maxOccurs分别指定了该组在其父元素中出现的最小次数和最大次数。

下面，我们就开始对DTD和Schema对相同内容的不同定义方式进行一次大比较！

表现内容 DTD Schema 合法实例

空元素	<!ELEMENT a EMPTY>	<ElementType name="a" content="empty"/>	<a/>	<a></a>
字符串	<!ELEMENT a (#PCDATA)>	<ElementType name="a" content="textOnly"/>	<a> abcdefg </a>
父 元 素	一个子元素	<!ELEMENT a (b)>	<ElementType name="a" content="eltOnly">    <element type="b"/></ElementType>	<a>    <b/> </a>
有顺序的 子元素	<!ELEMENT a (b, c)>	<ElementType name="a" order="seq">    <element type="b"/>    <element type="c"/></ElementType>	<a>    <b/>    <c/> </a>
OR或	<!ELEMENT a (b | c)>	<ElementType name="a" order="one">    <element type="b"/>    <element type="c"/></ElementType>	<a>    <b/> </a>	<a>    <c/> </a>
任意顺序（或不出现）的子元素	<!ELEMENT a (b | c)*>	<ElementType name="a" order="many">    <element type="b"/>    <element type="c"/></ElementType>	<a/>
<a>    <b/> </a>	<a>    <c/> </a>
<a>    <b/>    <c/> </a>	<a>    <c/>    <b/> </a>
可选子元素	<!ELEMENT a (b?)>	<ElementType name="a" content="eltOnly">    <element type="b" minOccurs="0" maxOccurs="1"/></ElementType>	<a/>	<a>    <b/> </a>
"+"型重复元素	<!ELEMENT a (b+)>	<ElementType name="a" content="eltOnly">    <element type="b" minOccurs="1" maxOccurs="*"/></ElementType>	<a>    <b/> </a>	<a>    <b/>    <b/> </a>
"*"型重复元素	<!ELEMENT a (b*)>	<ElementType name="a" content="eltOnly">    <element type="b" minOccurs="0" maxOccurs="*"/></ElementType>	<a/>	<a>    <b/> </a>	<a>    <b/>    <b/> </a>
成组元素	<!ELEMENT a (b,c)+>	<ElementType name="a" content="eltOnly">    <group order="seq" minOccurs="1" maxOccurs="*"/>        <element type="b"/>          <element type="c"/>      </group> </ElementType>	<a>    <b/>    <c/> </a>	<a>    <b/>    <c/>    <b/>    <c/> </a>
混合元素	<!ELEMENT a (#PCDATA | b | c)*>	<ElementType name="a" content="mixed"/>      <element type="b"/>    <element type="c"/></ElementType>	<a> abcdefg </a>	<a>    abcdefg    <b/> </a>
<a>    <b/>    abcdefg    <c/> </a>	<a>    abcd    <c/>    efg </a>

 

用Schema定义元素属性    

Schema中用来定义属性的元素有两个，AttributeType元素是声明属性的，attribute元素则是说明一个元素中究竟包含那些属性。

• AttributeType元素

AttributeType元素也是Schema中的重要元素之一，用于定义该Schema文档中出现的属性类型。AttributeType的语法表达如下：

<AttributeType
   name="属性名"
   dt:type="属性类型"
   dt:values="枚举值列表"
   default="缺省值"
   required="{yes | no}"
>

下面我们来一个一个看看对于这些属性的规定：

1. name
   name不言而喻，自然是所声明的属性类型的名称。注意，该属性是必须的。
2. dt:type
   dt:type指定所声明属性的数据类型，它除了支持DTD中包含的全部十大数据类型外，还支持一些扩展属性，在下一小节会详细讲述。Schema中的十个基本属性与DTD中属性的对应关系请见下表：
   
   
   Schema中基本类型 DTD中数据类型

   string	#PCDATA
   enumeration	ENUMERATED
   id	ID
   idref	IDREF
   idrefs	IDREFS
   nmtoken	NMTOKEN
   nmtokens	NMTOKENS
   entity	ENTITY
   entities	EMTITIES
   notation	NOTATION

   注意，当dt:type取值为"enumeration"时，后面的dt:value必须列出所有可能的取值。

3. dt:value
   dt:value只有当dt:type取值"enumeration"时才有效，此时，dt:value需列出所有可能的取值。
4. default
   default指定该属性类型的缺省取值。default取值必须是有效的，例如，当dt:type取值"enumeration"时，default的取值必须来自dt:value所列出的值。
5. required
   required指定该属性对于引用它的元素是否是必须的。取值yes表明是必须的，取值no则表明并非必须。

我想大家一定还记得前面讲DTD时曾根据关于属性缺省值的规定将属性分为四类，在Schema中，是通过default属性和required属性来作这些规定的。看了下面这个列表就一目了然了。

属性类型 DTD定义方法 Schema定义方法 合法实例

必须赋值的属性	<!ATTLIST 天气 状况 (晴 | 阴 | 雨 | 雪) #REQUIRED>	<AttributeType    name="状况"    dt:type="enumeration"    dt:value="晴 阴 雨 雪"    required="yes" />	<天气 状况="晴"/>
属性值可有可无的属性	<!ATTLIST 天气 状况 (晴 | 阴 | 雨 | 雪) #IMPLIED>	<AttributeType    name="状况"    dt:type="enumeration"    dt:value="晴 阴 雨 雪"    required="no" />	<天气 状况="晴"/>
<天气/>
定义缺省值的属性	<!ATTLIST 天气 状况 (晴 | 阴 | 雨 | 雪) "晴">	<AttributeType    name="状况"    dt:type="enumeration"    dt:value="晴 阴 雨 雪"      default="晴"    required="yes" />	<天气 状况="阴"/>
<天气/>
固定取值的属性	<!ATTLIST 天气 状况 (晴 | 阴 | 雨 | 雪) #FIXED>	<AttributeType    name="状况"    dt:type="enumeration"    dt:value="晴 阴 雨 雪"      default="晴"    required="no" />	<天气/>

• attribute元素

AttributeType和attribute的关系与ElementType和element的关系相同，AttributeType只是起到声明属性的作用，而真正指明一个元素具有哪些属性还需依靠attribute元素。attribute的语法表达如下：

<attribute
     type="attribute-type"
     default="default-value"
     [required="{yes | no}"]
>

因为attribute实际上是对该Schema中AttributeType声明的引用，而具体引用什么属性类型，关键就要靠type属性了。type唯一指定了要引用的属性类型，因此其取值必须同某个AttributeType元素中name属性的取值严格一致。其它两个属性与AttributeType中相应属性的含义相同，default指定该属性类型的缺省取值，required指定该属性对于引用它的元素是否是必须的。如果和同一个属性相对应的AttributeType和attribute中都对default和required给出了定义，则在attribute中的取值具有更高的优先级。

最后，我们给出关于上面“天气”元素及其属性的一个完整的Schema定义：

<AttributeType
   name="状况"
   dt:type="enumeration"
   dt:value="晴 阴 雨 雪"
   required="yes"
/>

<ElementType name="天气" content="empty">
     <attribute type="状况"/>
</ElementType>

 

Schema的特色——扩展数据类型    

Schema中共有23种扩展数据类型，包括bin.base64、bin.hex、boolean、char、date、dateTime、dateTime.tz、fixed.14.4、float、int、number、time、time.tz、i1、i2、i4、r4、r8、ui1、ui2、ui4、uri、uuid，已经可以覆盖相当广泛的应用。限于篇幅，这里只列表介绍几种最常用的类型。

类    型

解    释

举    例

boolean	布尔型：0 或 1, 其中0代表false，1代表true	0，1
char	单字符	“a”、“b”
time	时间类型，符合 ISO 8601格式, 无日期和时区部分。	08:16:18
date	日期类型，符合ISO 8601格式且无时间部分.	2000-06-01
dateTime	日期类型，符合ISO 8601格式,带可选时间部分但无时区部分，秒可精确到纳秒级。	2000-06-01T20:08:18
fixed.14.4	数值类型，同“number”类似，但精度上小数点前不超过14位，小数点后不超过4位	14.1234
float	实数类型，位数不受限制，可以包含符号位和小数位以及指数。取值范围从 1.7976931348623157E+308 至 2.2250738585072014E-308	.314159265358979E+1
int	数值类型, 可以包含符号位，但不含小数位和指数位	1, -10, 2566
number	数值类型，位数不限，可以包含符号位和小数位以及指数。取值范围从 1.7976931348623157E+308 至 2.2250738585072014E-308	12, 3.1415, -1.24E-10
uri	统一资源标识（URI）类型。	http://www.ics. uci.edu /pub/ietf/uri/

元素和属性的数据类型可以使用元素datatype来定义，这个元素是Schema中一个重要元素，也是Schema的一大特色。datatype的语法表达如下：

<datatype dt:type="datatype">

除此以外，还有另一种更直接的方法，是在元素ElementType和AttributeType之中利用dt:type属性。下面分别给出具体的示例：

　 datatype dt:type

ElementType	<ElementType name="a">    <datatype dt:type=" float"> </ElementType>	<ElementType name="a" dt:type="float"/>
AttributeType	<AttributeType name ="b"/>    <datatype dt:type="float"/></AttributeType> <ElementType name="a">    <attribute type="b"/> </ElementType>	<AttributeType name="b" dt:type="float"/> <ElementType name="a">    <attribute type="b"/> </ElementType>

好了，现在我们结束这些枯燥的语法论述，来看个实际的例子：

<AttributeType name="更新时间">
     <datatype dt:type="dateTime"/>
</AttributeType>

<ElementType name="description"/>
<ElementType name="品牌" dt:type="string"/>
<ElementType name="价格" dt:type="int"/>
<ElementType name="是否全内置" dt:type="boolean"/>
<ElementType name="库存数量" dt:type="number"/>

<ElementType name="笔记本电脑" content="eltOnly">
     <attribute type="更新时间" />
     <element type="品牌" />
     <element type="价格" />
     <element type="是否全内置" />
     <element type="库存数量" />
</ElementType>

上面给出的是一个关于笔记本电脑的Schema定义，在这里，我们为笔记本电脑定义了一个属性--资料更新时间，数据类型定为dateTime；笔记本电脑涉及的元素有：品牌，因为它实际上是一个名称，所以定为string类型；价格，因为考虑到经销商不会小气到连几毛钱都不放过，所以数据类型定为int型；是否全内置，不言而喻自然是铁板钉钉的布尔型了；库存数量，因为考虑到经销上可能会大量囤积以谋取高利，故而选取范围较大的number类型。下面我们再给出一个XML示例文档，以便大家对数据类型有一个更加直观的认识。

<笔记本电脑 更新时间="2000-06-10T14:00:00">
     <品牌>ACER 518TE</品牌>
     <价格>22800</价格>
     <是否全内置>1</是否全内置>
     <库存数量>258000</库存数量>
</笔记本电脑>

可是，假设我们偏偏遇上了一个爱专牛角尖且极为小气的电脑经销商，他擅自将上面的实例文档加以改动挂在自己门口，于是就有下面的文档：

<笔记本电脑 更新时间="2000-06-10T14:00:00">
     <品牌>ACER 518TE</品牌>
     <价格>22800.21</价格>
     <是否全内置>1</是否全内置>
     <库存数量>258000</库存数量>
</笔记本电脑>

就在他自鸣得意于自己的精明时，我们的语法分析器却报警了：“价格”取值与定义不符！当然了，明明是int类型，又岂能再加上一个小数点？除非我们将上面的Schema中的“价格”定义作下列修改：

<ElementType name="价格" dt:type="fixed.14.4"/>

 

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