XML Schema设计轻松掌握

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XML 设计模式数据结构

1.XML Schema是干什么的?
XML解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型，更没有说怎么去扩展这套数据类型。例如，整形数到底代表什么?16位，32位，还是64位?这些细节对实现互操作性都是很重要的。W3C制定的XML Schema(XSD)和文档类型定义（Document Type Definition，DTD）格式就是专门解决这个问题的一套标准。它定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。

2.XML Schema和DTD的区别
　XML Schema的作用和DTD类似。但不同的是，Schema文件所描述的是引用它的XML文件中的元素和属性的具体类型。另外，由于它是由XML编写的，Schema和DTD相比较还有以下优点：
　　1)XML Schema内容模型是开放的，可以随意扩充，而DTD无法解析扩充的内容。
　　2)DTD只能把内容类型定义为一个字符串，而XML Schema允许把内容类型定义为整型、浮点型、布尔型或者许多其它的简单数据类型。
　　3)XML Schema利用Namespaces将文档中特殊的节点与Schema相联系，一个XML文件可以有多个对应的Schema，而一个XML文件只能有一个DTD。

3.Schema的基本概念
一个Schema文档由注释,声明,类型定义,模型组,属性组五部分组成.我们可以在Schema文档中定义简单类型和复杂类型,也可以声明元素(elment),添加属性(attribute),给出注释,定义模型组和属性组
3.1声明文档元素
元素是通过使用element元素来声明的.
比如说声明一个number元素,并指定他的类型为Schema内建的字符串(string)型.通过在类型名称前冠以命名空间前缀来使用,syntax:
<xsd:element name="number" type="xsd:string"/>
3.2添加属性
属性则是通过使用attribute元素来声明的。它们只能是简单类型，只能包含文本，且没有子属性。可以应用在attribute元素定义中的属性如下：
default    初始默认值
fixed      不能修改和覆盖的属性固定值
name       属性的名称
ref        对前一个属性定义的引用
type       该属性的XSD类型或者简单类型
use        如何使用属性
form       确定attributeFormDefault的本地值
id          模式文档中属性唯一的ID
3.3类型定义
在Schema中，类型（type）可以分为两种形式，一种是简单的类型，被称为simple，一种是复杂的类型，被称为complex。复杂类型和简单类型之间最根本的区别就是：复杂类型的内容中可以包含其他元素，也可以带有属性（Attribute）,但简单类型既不能包含子元素，也不能带有任何属性。
当需要定义新的复合类型的时候，应当使用complexType元素来定义，这样的典型定义包括元素声明、元素引用和属性声明。
3.4定义模型组
分组定义中使用的是group元素。例如：

<xsd:group name=”CityChoice”>
<xsd:choice>
        <xsd:element name=” Beijing ” type=”xsd:string” />
        <xsd:element name=” Shanghai ” type=”xsd:string” />
        <xsd:element name=”Xian” type=”xsd:string” />
</xsd:choice>
</xsd:group>
<xsd:element name=”City”>
<xsd”group ref=”CityChoice” minOccurs=”1” maxOccurs=”1” />
</xsd:element>

3.5定义属性组
对属性的分组，应该使用attributeGroup元素，例如：

<xsd:attributeGroup name=”contactAttribs”>
<xsd:attribute name=”city” type=”xsd:string” />
<xsd:attribute name=”country” type=”xsd:string” />
<xsd:attribute name=”age” type=”xsd:string” />
</xsd:attributeGroup>
<xsd:element name=”contact”>
<xsd:complexType>
        <xsd:attributeGroup ref=”contactAttribs” />
</xsd:complexType>
</xsd:element>

4.深入了解复杂类型
4.1复杂类型的类型
复杂类型一般可以分为三类：第一类是包含字符内容和属性但不包含子元素；第二类是包含属性和子元素但不包含字符数据（字符数据包含在子元素中）；第三类是即包含属性和字符内容又包含子元素的；那么如何来定义这三类类型呢？针对第一类可以通过simpleContent来实现，第二类可以通过complexContent来做到，第三类只需要将complexType的属性mixed设为true就可以了。
1)第一种类型（从一个简单类型扩展而来，增加了属性）：

<xsd:element name="internationalPrice">
  <xsd:complexType>
   <xsd:simpleContent>
    <xsd:extension base="xsd:decimal">
     <xsd:attribute name="currency" type="xsd:string"/>
    </xsd:extension>
   </xsd:simpleContent>
  </xsd:complexType>
</xsd:element>

2)第二种类型（有一个element和两个attribute构成）：

<xsd:element name="internationalPrice">
 <xsd:complexType>
  <xsd:complexContent>
    <xsd:element name=”Country”     type=”xsd:string” />
    <xsd:attribute name="currency" type="xsd:string"/>
    <xsd:attribute name="value"     type="xsd:decimal"/>
  </xsd:complexContent>
 </xsd:complexType>
</xsd:element>

3)第三种类型：

<xsd:element name="letterBody">
 <xsd:complexType mixed="true">
  <xsd:sequence>
   <xsd:element name="salutation">
    <xsd:complexType mixed="true">
     <xsd:sequence>
      <xsd:element name="name" type="xsd:string"/>
     </xsd:sequence>
    </xsd:complexType>
   </xsd:element>
   <xsd:element name="quantity"    type="xsd:positiveInteger"/>
   <xsd:element name="productName" type="xsd:string"/>
   <xsd:element name="shipDate"    type="xsd:date" minOccurs="0"/>
   </xsd:sequence>
 </xsd:complexType>
</xsd:element>

4.2利用组合器控制结构
1)sequence组合器
sequence组合器，定义了一列元素必须按照模式中指定的顺序显示（如果是可选的，也可以不显示）。语法如下：

<xsd:schema xmlns:xsd=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema”>
    <xsd:element name=”name”>
        <xsd:complexType>
            <xsd:sequence>
                <xsd:element name=”first” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”middle” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”last” type=”xsd:string” />
           </xsd:sequence>
        </xsd:complexType>
    </xsd:element>
</xsd:schema>

2)all组合器
all组合器，允许所定义的元素可以按照任意顺序显示，all元素的子元素在默认情况下是必须的，而且每次最多显示一次。语法如下：

<xsd:schema xmlns:xsd=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema”>
    <xsd:element name=”name”>
        <xsd:complexType>
            <xsd:all minOccurs=”0”>
                <xsd:element name=”first” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”middle” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”last” type=”xsd:string” />
            </xsd:all>
        </xsd:complexType>
    </xsd:element>
</xsd:schema>

3)choice组合器
choice组合器，允许指定多组声明中的一个，用于互斥情况。语法如下：

<xsd:schema xmlns:xsd=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema”>
    <xsd:element name=”name”>
        <xsd:complexType>
            <xsd:choice>
                <xsd:element name=”first” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”middle” type=”xsd:string” />
                <xsd:element name=”last” type=”xsd:string” />
            </xsd:choice>
        </xsd:complexType>
    </xsd:element>
</xsd:schema>

4.3派生新类型
派生新类型有两种方式：第一种就是直接从其他类型中扩展（继承）而来，另外一种就是通过对已有类型进行限定性约束而来。如：以下有三种通过限定性约束定义的新类型：
1)通过值范围限定：

<xsd:simpleType name="myInteger">
  <xsd:restriction base="xsd:integer">
    <xsd:minInclusive value="10000"/>
    <xsd:maxInclusive value="99999"/>
  </xsd:restriction>
</xsd:simpleType>

2)使用模式匹配限定：

<xsd:simpleType name="SKU">
  <xsd:restriction base="xsd:string">
    <xsd:pattern value="\d{3}-[A-Z]{2}"/>
  </xsd:restriction>
</xsd:simpleType>

3)使用枚举方式限定：

<xsd:simpleType name="CNCity">
  <xsd:restriction base="xsd:string">
    <xsd:enumeration value="BeiJing"/>
    <xsd:enumeration value="NanChang"/>
    <xsd:enumeration value="ShangHai"/>
  </xsd:restriction>
</xsd:simpleType>

5.工具
XML Schema的语法并不简单。虽然可以用简单的文本编辑器手工创建schema，但是复杂的应用，这样做也许会很难。为了更好地利用它，你可以采用若干种XML工具，最近出现的一些工具甚至提供了创建XML Schema的图形界面。XML Spy和Cape Clear Studio都是具有XML Schema创建功能的全方位XML综合开发环境。dtd2xs是一种DTD-to-XML的Schema转换工具，它有两种形式：单独运行的应用程序和Java类。同DTD一样，标准的XML Schema定义非常多，你可以根据自己的需要在应用程序的开发中采用。

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