XML文档约束之Schema

        与DTD(http://code727.iteye.com/blog/1882877)相比较，Schema是另一种灵活但复杂的XML约束方式。它主要增加了更多的数据类型和结构模式来改进DTD，并使用XML作为约束格式描述。

       

1.定义Schema约束规则

       下面结合一个实例来说明怎样设计Schema约束。

        例如，在一个XML文档(templet_test.xml)中，其根元素为templet，它包含的元素结构如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<templet>
		 
	<bean name="user" class="com.daniele.appdemo.test.domain.User">
		<property name="id" type="java:long"/>
		<property name="name" type="java:string" />
		<property name="age" type="java:integer"/>
		<property name="mail" type="java:string" />
		<property name="company" ref="company" />
	</bean>
	
	<bean name="company" class="com.daniele.appdemo.test.domain.Company"></bean>
	
	<description date="2013-06-07">This is a XML Schema example.</description>
	<author name="daniele" />
	<end/> 
	
</templet>

    文档约束规则：

       1)bean元素可以有0或无限多个，它只能包含property子元素，并且有一个必选的class属性和一个可选的name属性；

       2)property元素可以有0或无限多个，不能包含任何的子元素和文本内容，它只能是bean元素的子元素，并且有一个必选的name属性，以及两个可选的type和ref属性；

       3)description元素只能有一个为date类型的属性，它只能包含文本内容，并且只能出现在bean元素的后面；

       4)end元素无任何属性、子元素和文本内容，只起到结束标记，并且只能出现在description元素的后面。

       由于在templet_test.xml文件的根元素<templet>中没有引入相关的约束文档。因此，针对上述的约束规则在此文档中就是无效的。因此，下一步我们需要创建一个以".xsd"为后缀名的约束文档(schame_test.xsd)，然后再将此文档引入到xml文件中。

2.设计Schema约束文档              

        Schema提供了一系列的组件供用户来设计相关的Schema约束规范。附件为常用标签说明，更多详情请参考http://www.w3school.com.cn/schema/schema_elements_ref.asp

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
	xmlns:tns="http://www.appdemo.daniele.com/schema/templet" 
	targetNamespace="http://www.appdemo.daniele.com/schema/templet">
	
	<!-- 定义XML根元素temple，其内有0个或多个bean元素 -->
	<xsd:element name="templet">
		<!-- 
			complexType元素表示templet是一个复合类型，
			属性为false，表示它只能包含元素。
			否则，为true(默认)表示同时还可包含文本。
		-->
		<xsd:complexType mixed="false">
			
			<!-- 
				定义子元素组必须按照其sequence内部定义时的顺序出现一次(默认为有且只出现一次) 
				次数可通过minOccurs和maxOccurs这两个属性来控制。
			-->
			<xsd:sequence>
				<!-- 
					通过ref属性值，引用其他元素作为当前元素的子元素。
					如果在schema中定义了目标名称空间，则ref值为"名称空间前缀:子元素名"，
					否则直接关联子元素名(对应另一个element元素的name属性值)即可。
				 -->
				<xsd:element ref="tns:bean" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
				<xsd:element ref="tns:description" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
				<xsd:element ref="tns:author" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
				<xsd:element ref="tns:end" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
			</xsd:sequence>
		</xsd:complexType>
	</xsd:element>
	
	<xsd:element name="bean">
		<xsd:complexType>
			<!-- 按顺序出现0次(minOccurs="0")或多次(maxOccurs="unbounded")其内部引用的元素 -->
			<xsd:sequence minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
				<xsd:element ref="tns:property" />
			</xsd:sequence>
			<!-- 
				定义当前元素具备的属性。
					1)name:属性名
					2)type:属性值类型
					3)use:可选性。
					      required:必须，optional:可选(默认)，prohibited：禁用
					                当为可选时，可以不用设置该属性。
			-->
			<xsd:attribute name="class" type="xsd:string" use="required" />
			<xsd:attribute name="name" type="xsd:string" />
		</xsd:complexType>
	</xsd:element> 
	
	<xsd:element name="property">
		<xsd:complexType mixed="false">
			<xsd:attribute name="name" type="xsd:string" use="required" />
			<!-- 
				如果某个属性值具有备选值，则利用<xsd:simpleType>
				和<xsd:restriction>这两个元素来替代type属性
			-->
			<xsd:attribute name="type" default="java:string">
				<!-- 表示当前属性的值为简单类型 -->
				<xsd:simpleType>
					<!--表示当前属性备选值限定的类型 -->
					<xsd:restriction base="xsd:string">
						<!-- 备选值定义 -->
						<xsd:enumeration value="java:boolean" />
						<xsd:enumeration value="java:byte " />
						<xsd:enumeration value="java:char" />
						<xsd:enumeration value="java:double" />
						<xsd:enumeration value="java:float" />
						<xsd:enumeration value="java:long" />
						<xsd:enumeration value="java:integer" />
						<xsd:enumeration value="java:short" />
						<xsd:enumeration value="java:string" />
					</xsd:restriction>
				</xsd:simpleType>
			</xsd:attribute>
			<xsd:attribute name="ref" type="xsd:string" />
		</xsd:complexType>
	</xsd:element>
	
	<!-- description元素只包含文本和属性date -->
	<xsd:element name="description">
		<xsd:complexType>
			<xsd:simpleContent>
				<!-- 文本类型为任意字符 -->
				<xsd:extension base="xsd:string">
					<!-- 
						定义description元素的可选的date属性，其值必须符合日期时间类型 
						如果不在extension中定义任何attribute，则表示当前元素只能包含文本内容
					-->
					<xsd:attribute name="date" type="xsd:date"/>
				</xsd:extension>
			</xsd:simpleContent>
		</xsd:complexType>
	</xsd:element>
	
	<!-- 定义只有一个必选name属性的author元素，不能有子元素和文本内容 -->
	<xsd:element name="author">
		<xsd:complexType mixed="true">
			<xsd:attribute name="name" use="required"/>
		</xsd:complexType>
	</xsd:element>
	
	<!-- 定义为空的end元素，即不能任何有子元素、文本内容和属性 -->
	<xsd:element name="end">
		<xsd:complexType />
	</xsd:element>
	
</xsd:schema>

       在.xsd约束文档中，都是以<schema>来作为根元素的。其中，有两个关键属性需要在设计时设置。

       1)xmlns：规定在此 schema 中使用的一个或多个命名空间的 URI 引用。为避免冲突，可为它分配一个前缀，例如xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"。一旦分配了前缀，则在引入schema组件定义约束时，需在这些组件的标签中加上前缀，例如<xsd:element></xsd:element>。

       2)targetNamespace：schema命名空间的URI引用。一般指定为Schema文件所在目录位置的URI即可，例如：http://www.springframework.org/schema/aop。一旦定义了命名空间，则XML实例文件就必须通过命名空间的方式引入它；如果没有定义命名空间，则XML实例文件就只能用无命名空间的方式引入它。

       3)xmlns:tns：目标命名空间，不是必须的。当进行Schema组件和类型关联引用时需要用到。

       另外还有一些可选属性在设计时可能会使用到。

       1)elementFormDefault

       默认值为 "unqualified"。当为默认值或无此属性时，则表示在XML文件中使用schema组件时，其标签名称无需加上前缀来进行限定。而属性值为"qualified"时，则需要加上前缀。

       2)attributeFormDefault

       默认值为 "unqualified"。当为默认值或无此属性时，则表示在XML文件中使用schema组件时，其属性名称无需加上前缀来进行限定。而属性值为"qualified"时，则需要加上前缀。

       3)version

       规定 schema 的版本。

3.引入Schema约束文档

       当约束文档设计无误后，就可以按照如下两种方式之一，将相关约束引入到我们的XML实例文档中：

       1)名称空间引入

       通过这种方式，需要在我们的XML文档根元素中增加如下两个关键属性来实现：

       xmlns：命名空间，该属性值应与约束文档中targetNamespace属性值保持一致；

       xsi:schemaLocation：约束文档所在的路径。取值为“命名空间 文档名”，注意命名空间与文档名之间应保持有一个空格或换行符。

       2)无名称空间引入

       这种方式只能引入没有目标命名空间的约束文档(即被引用的约束文档中没有定义targetNamespace属性)。通过如下关键的属性来实现：

       xsi:noNamespaceSchemaLocation：即约束文档相对于当前XML实例文档的路径。因此，这种方式只适用于本地引入的需求。

       如上两种方式都还需要一个关键属性来支持，即xmlns:xsi，这是Schema解析器所需要的，其值通常为“http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”，表示遵循W3C的Schema约束规范。

       引入约束后的XML文档(templet_test.xml)的内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!-- 无命名空间引入 -->
<!-- <templet xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
		 xsi:noNamespaceSchemaLocation="schame_test.xsd"> -->

<!-- 命名空间引入 -->
<templet xmlns="http://www.appdemo.daniele.com/schema/templet"
		 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
		 xsi:schemaLocation="http://www.appdemo.daniele.com/schema/templet schame_test.xsd">

	<bean name="user" class="com.daniele.appdemo.test.domain.User">
		<property name="id" type="java:long"/>
		<property name="name" type="java:string" />
		<property name="age" type="java:integer"/>
		<property name="mail" type="java:string" />
		<property name="company" ref="company" />
	</bean>
	
	<bean name="company" class="com.daniele.appdemo.test.domain.Company"></bean>
	
	<description date="2013-06-07">This is a XML Schema example.</description>
	<author name="daniele" />
	<end/> 
	
</templet>

       在Eclipse环境中，当我们键入"Alt + /"的组合键后，将会在弹出的提示框中显示备选的元素和属性等。