Java与XML联合编程之DOM篇

一、DOM初步
    DOM是Document Object Model的缩写，即文档对象模型。前面说过，XML将数据组织为一颗树，所以DOM就是对这颗树的一个对象描叙。通俗的说，就是通过解析XML文档，为XML文档在逻辑上建立一个树模型，树的节点是一个个对象。我们通过存取这些对象就能够存取XML文档的内容。

    下面我们来看一个简单的例子，看看在DOM中，我们是如何来操作一个XML文档的。

这是一个XML文档，也是我们要操作的对象：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <messages>
    <message>Good-bye serialization, hello Java!</message>
</messages>

下面，我们需要把这个文档的内容解析到一个个的Java对象中去供程序使用，利用JAXP，我们只需几行代码就能做到这一点。

解析器工厂

首先，我们需要建立一个解析器工厂，以利用这个工厂来获得一个具体的解析器对象：

DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();

我们在这里使用DocumentBuilderFacotry的目的是为了创建与具体解析器无关的程序，当DocumentBuilderFactory类的静态方法newInstance()被调用时，它根据一个系统变量来决定具体使用哪一个解析器。又因为所有的解析器都服从于JAXP所定义的接口，所以无论具体使用哪一个解析器，代码都是一样的。所以当在不同的解析器之间进行切换时，只需要更改系统变量的值，而不用更改任何代码。这就是工厂所带来的好处。这个工厂模式的具体实现，可以参看下面的类图。

 

解析器

DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();

当获得一个工厂对象后，使用它的静态方法newDocumentBuilder()方法可以获得一个DocumentBuilder对象，这个对象代表了具体的DOM解析器。但具体是哪一种解析器，微软的或者IBM的，对于程序而言并不重要。

 

文档对象模型

然后，我们就可以利用这个解析器来对XML文档进行解析了：

Document doc = db.parse("c:/xml/message.xml");

DocumentBuilder的parse()方法接受一个XML文档名作为输入参数，返回一个Document对象，这个Document对象就代表了一个XML文档的树模型。以后所有的对XML文档的操作，都与解析器无关，直接在这个Document对象上进行操作就可以了。而具体对Document操作的方法，就是由DOM所定义的了。

 

    Jaxp支持W3C所推荐的DOM 2。如果你对DOM很熟悉，那么下面的内容就很简单了：只需要按照DOM的规范来进行方法调用就可以。当然，如果你对DOM不清楚，也不用着急，后面我们会有详细的介绍。在这儿，你所要知道并牢记的是：DOM是用来描叙XML文档中的数据的模型，引入DOM的全部原因就是为了用这个模型来操作XML文档的中的数据。DOM规范中定义有节点（即对象）、属性和方法，我们通过这些节点的存取来存取XML的数据。

从上面得到的Document对象开始，我们就可以开始我们的DOM之旅了。使用Document对象的getElementsByTagName()方法，我们可以得到一个NodeList对象，一个Node对象代表了一个XML文档中的一个标签元素，而NodeList对象，观其名而知其意，所代表的是一个Node对象的列表：

NodeList nl = doc.getElementsByTagName("message");

我们通过这样一条语句所得到的是XML文档中所有<message>标签对应的Node对象的一个列表。然后，我们可以使用NodeList对象的item()方法来得到列表中的每一个Node对象：

Node my_node = nl.item(0);

当一个Node对象被建立之后，保存在XML文档中的数据就被提取出来并封装在这个Node中了。在这个例子中，要提取Message标签内的内容，我们通常会使用Node对象的getNodeValue()方法：

String message = my_node.getFirstChild().getNodeValue();

请注意，这里还使用了一个getFirstChild()方法来获得message下面的第一个子Node对象。虽然在message标签下面除了文本外并没有其它子标签或者属性，但是我们坚持在这里使用getFirseChild()方法，这主要和W3C对DOM的定义有关。W3C把标签内的文本部分也定义成一个Node，所以先要得到代表文本的那个Node，我们才能够使用getNodeValue()来获取文本的内容。

现在，既然我们已经能够从XML文件中提取出数据了，我们就可以把这些数据用在合适的地方，来构筑应用程序。

下面的内容，我们将更多的关注DOM，为DOM作一个较为详细的解析，使我们使用起来更为得心应手。

 

二、DOM详解
1．基本的DOM对象

DOM的基本对象有5个：Document，Node，NodeList，Element和Attr。下面就这些对象的功能和实现的方法作一个大致的介绍。

Document对象代表了整个XML的文档，所有其它的Node，都以一定的顺序包含在Document对象之内，排列成一个树形的结构，程序员可以通过遍历这颗树来得到XML文档的所有的内容，这也是对XML文档操作的起点。我们总是先通过解析XML源文件而得到一个Document对象，然后再来执行后续的操作。此外，Document还包含了创建其它节点的方法，比如

createAttribut()用来创建一个Attr对象。它所包含的主要的方法有：

createAttribute(String)：用给定的属性名创建一个Attr对象，并可在其后使用setAttributeNode方法来放置在某一个Element对象上面。

createElement(String)：用给定的标签名创建一个Element对象，代表XML文档中的一个标签，然后就可以在这个Element对象上添加属性或进行其它的操作。

createTextNode(String)：用给定的字符串创建一个Text对象，Text对象代表了标签或者属性中所包含的纯文本字符串。如果在一个标签内没有其它的标签，那么标签内的文本所代表的Text对象是这个Element对象的唯一子对象。

getElementsByTagName(String)：返回一个NodeList对象，它包含了所有给定标签名字的标签。

getDocumentElement()：返回一个代表这个DOM树的根节点的Element对象，也就是代表XML文档根元素的那个对象。

Node对象是DOM结构中最为基本的对象，代表了文档树中的一个抽象的节点。在实际使用的时候，很少会真正的用到Node这个对象，而是用到诸如Element、Attr、Text等Node对象的子对象来操作文档。Node对象为这些对象提供了一个抽象的、公共的根。虽然在Node对象中定义了对其子节点进行存取的方法，但是有一些Node子对象，比如Text对象，它并不存在子节点，这一点是要注意的。Node对象所包含的主要的方法有：

appendChild(org.w3c.dom.Node)：为这个节点添加一个子节点，并放在所有子节点的最后，如果这个子节点已经存在，则先把它删掉再添加进去。

getFirstChild()：如果节点存在子节点，则返回第一个子节点，对等的，还有getLastChild()方法返回最后一个子节点。

getNextSibling()：返回在DOM树中这个节点的下一个兄弟节点，对等的，还有getPreviousSibling()方法返回其前一个兄弟节点。

getNodeName()：根据节点的类型返回节点的名称。

getNodeType()：返回节点的类型。

getNodeValue()：返回节点的值。

hasChildNodes()：判断是不是存在有子节点。

hasAttributes()：判断这个节点是否存在有属性。

getOwnerDocument()：返回节点所处的Document对象。

insertBefore(org.w3c.dom.Node new，org.w3c.dom.Node ref)：在给定的一个子对象前再插入一个子对象。

removeChild(org.w3c.dom.Node)：删除给定的子节点对象。

replaceChild(org.w3c.dom.Node new，org.w3c.dom.Node old)：用一个新的Node对象代替给定的子节点对象。

NodeList对象，顾名思义，就是代表了一个包含了一个或者多个Node的列表。可以简单的把它看成一个Node的数组，我们可以通过方法来获得列表中的元素：

GetLength()：返回列表的长度。

Item(int)：返回指定位置的Node对象。

Element对象代表的是XML文档中的标签元素，继承于Node，亦是Node的最主要的子对象。在标签中可以包含有属性，因而Element对象中有存取其属性的方法，而任何Node中定义的

方法，也可以用在Element对象上面。

getElementsByTagName(String)：返回一个NodeList对象，它包含了在这个标签中其下的子孙节点中具有给定标签名字的标签。

getTagName()：返回一个代表这个标签名字的字符串。

getAttribute(String)：返回标签中给定属性名称的属性的值。在这儿需要主要的是，应为XML文档中允许有实体属性出现，而这个方法对这些实体属性并不适用。这时候需要用到

getAttributeNodes()方法来得到一个Attr对象来进行进一步的操作。

getAttributeNode(String)：返回一个代表给定属性名称的Attr对象。

Attr对象代表了某个标签中的属性。Attr继承于Node，但是因为Attr实际上是包含在Element中的，它并不能被看作是Element的子对象，因而在DOM中Attr并不是DOM树的一部分，

所以Node中的getparentNode()，getpreviousSibling()和getnextSibling()返回的都将是null。也就是说，Attr其实是被看作包含它的Element对象的一部分，它并不作为DOM树中

单独的一个节点出现。这一点在使用的时候要同其它的Node子对象相区别。

需要说明的是，上面所说的DOM对象在DOM中都是用接口定义的，在定义的时候使用的是与具体语言无关的IDL语言来定义的。因而，DOM其实可以在任何面向对象的语言中实现，只

要它实现了DOM所定义的接口和功能就可以了。同时，有些方法在DOM中并没有定义，是用IDL的属性来表达的，当被映射到具体的语言时，这些属性被映射为相应的方法。

 

2．DOM实例

有了上面的介绍，相信你对DOM理解的更多了吧。下面的例子将让你对DOM更加熟悉起来。

先说说这个例子到底要做的是什么吧，我们希望在一个名为link.xml文件中保存了一些URL地址，通过一个简单的程序，我们可以通过DOM把这些URL读出并显示出来，也可以反过来向这个XML文件中写入加入的URL地址。很简单，却很实用，也足够来例示DOM的绝大部分用法了。

XML文件本身不复杂，就不给出它的DTD了。link.xml:

<?xml version="1.0" standalone="yes"?>
<links>
<link>
<text>JSP Insider</text>
<url newWindow="no">http://www.jspinsider.com</url>
<author>JSP Insider</author>
<date>
<day>2</day>
<month>1</month>
<year>2001</year>
</date>
<description>A JSP information site.</description>
</link>
<link>
<text>The makers of Java</text>
<url newWindow="no">http://java.sun.com</url>
<author>Sun Microsystems</author>
<date>
<day>3</day>
<month>1</month>
<year>2001</year>
</date>
<description>Sun Microsystem's website.</description>
</link>
<link>
<text>The standard JSP container</text>
<url newWindow="no">http://jakarta.apache.org</url>
<author>Apache Group</author>
<date>
<day>4</day>
<month>1</month>
<year>2001</year>
</date>
<description>Some great software.</description>
</link>
</links>

第一个程序我们称为xmldisplay.java，具体的程序清单可以在附件中找到。主要的功能就是读取这个XML文件中各个节点的内容，然后在格式化输出在System.out上，我们来看看

这个程序：
import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;

这是引入必要的类，因为在这里使用的是Sun所提供的XML解析器，因而需要引入java.xml.parsers包，其中包含了有DOM解析器和SAX解析器的具体实现。org.w3c.dom包中定义了

w3c所制定的DOM接口。

DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder=factory.newDocumentBuilder();
Document doc=builder.parse("links.xml");
doc.normalize();

除了上面讲到的，还有一个小技巧，对Document对象调用normalize()，可以去掉XML文档中作为格式化内容的空白而映射在DOM树中的不必要的Text Node对象。否则你得到的DOM树可能并不如你所想象的那样。特别是在输出的时候，这个normalize()更为有用。

NodeList links =doc.getElementsByTagName("link");

刚才说过，XML文档中的空白符也会被作为对象映射在DOM树中。因而，直接调用Node方法的getChildNodes方法有时候会有些问题，有时不能够返回所期望的NodeList对象。解决的办法是使用Element的getElementByTagName(String)，返回的NodeLise就是所期待的对象了。然后，可以用item()方法提取想要的元素。

for (int i=0;i<links.getLength();i++){
Element link=(Element) links.item(i);
System.out.print("Content: ");
System.out.println(link.getElementsByTagName("text").item(0).getFirstChild().getNodeValue());
System.out.print("URL: ");
System.out.println(link.getElementsByTagName("url").item(0).getFirstChild().getNodeValue());
System.out.print("Author: ");
System.out.println(link.getElementsByTagName("author").item(0).getFirstChild().getNodeValue());
System.out.print("Date: ");
Element linkdate=(Element) link.getElementsByTagName("date").item(0);
String day=linkdate.getElementsByTagName("day").item(0).getFirstChild().getNodeValue();
String month=linkdate.getElementsByTagName("month").item(0).getFirstChild().getNodeValue();
String year=linkdate.getElementsByTagName("year").item(0).getFirstChild().getNodeValue();
System.out.println(day+"-"+month+"-"+year);
System.out.print("Description: ");
System.out.println(link.getElementsByTagName("description").item(0).getFirstChild().getNodeValue());
System.out.println();
}

上面的代码片断就完成了对XML文档内容的格式化输出。只要注意到一些细节的问题，比如getFirstChile()方法和getElementsByTagName()方法的使用，这些还是比较容易的。

下面的内容，就是在修改了DOM树后重新写入到XML文档中去的问题了。这个程序名为xmlwrite.java。在JAXP1.0版本中，并没有直接的类和方法能够处理XML文档的写入问题，需要借助其它包中的一些辅助类。而在JAXP1.1版本中，引入了对XSLT的支持，所谓XSLT，就是对XML文档进行变换（Translation）后，得到一个新的文档结构。利用这个新加入的功能，我们就能够很方便的把新生成或者修改后的DOM树从新写回到XML文件中去了，下面我们来看看代码的实现，这段代码的主要功能是向links.xml文件中加入一个新的link节点：

import javax.xml.parsers.*;
import javax.xml.transform.*;
import javax.xml.transform.dom.DOMSource;
import javax.xml.transform.stream.StreamResult;
import org.w3c.dom.*;

新引入的java.xml.transform包中的几个类，就是用来处理XSLT变换的。

我们希望在上面的XML文件中加入一个新的link节点，因而首先还是要读入links.xml文件，构建一个DOM树，然后再对这个DOM树进行修改（添加节点），最后把修改后的DOM写回到

links.xml文件中：

DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder=factory.newDocumentBuilder();
Document doc=builder.parse("links.xml");
doc.normalize();
//---取得变量----
String text="Hanzhong's Homepage";
String url="www.hzliu.com";
String author="Hzliu Liu";
String discription="A site from Hanzhong Liu, give u lots of suprise!!!";

为了看清重点，简化程序，我们把要加入的内容硬编码到记忆String对象中，而实际操作中，往往利用一个界面来提取用户输入，或者通过JDBC从数据库中提取想要的内容。

Text textseg;
Element link=doc.createElement("link");

首先应该明了的是，无论什么类型的Node，Text型的也好，Attr型的也好，Element型的也好，它们的创建都是通过Document对象中的createXXX()方法来创建的（XXX代表具体要创建的类型），因此，我们要向XML文档中添加一个link项目，首先要创建一个link对象：

Element linktext=doc.createElement("text");
textseg=doc.createTextNode(text);
linktext.appendChild(textseg);
link.appendChild(linktext);
Element linkurl=doc.createElement("url");
textseg=doc.createTextNode(url);
linkurl.appendChild(textseg);
link.appendChild(linkurl);
Element linkauthor=doc.createElement("author");
textseg=doc.createTextNode(author);
linkauthor.appendChild(textseg);
link.appendChild(linkauthor);
java.util.Calendar rightNow = java.util.Calendar.getInstance();
String day=Integer.toString(rightNow.get(java.util.Calendar.DAY_OF_MONTH));
String month=Integer.toString(rightNow.get(java.util.Calendar.MONTH));
String year=Integer.toString(rightNow.get(java.util.Calendar.YEAR));
Element linkdate=doc.createElement("date");
Element linkdateday=doc.createElement("day");
textseg=doc.createTextNode(day);
linkdateday.appendChild(textseg);
Element linkdatemonth=doc.createElement("month");
textseg=doc.createTextNode(month);
linkdatemonth.appendChild(textseg);
Element linkdateyear=doc.createElement("year");
textseg=doc.createTextNode(year);
linkdateyear.appendChild(textseg);
linkdate.appendChild(linkdateday);
linkdate.appendChild(linkdatemonth);
linkdate.appendChild(linkdateyear);
link.appendChild(linkdate);

Element linkdiscription=doc.createElement("description");
textseg=doc.createTextNode(discription);
linkdiscription.appendChild(textseg);
link.appendChild(linkdiscription);

创建节点的过程可能有些千篇一律，但需要注意的地方是，对Element中所包含的text（在DOM中，这些text也是代表了一个Node的，因此也必须为它们创建相应的node），不能直接用Element对象的setNodeValue()方法来设置这些text的内容，而需要用创建的Text对象的setNodeValue()方法来设置文本，这样才能够把创建的Element和其文本内容添加到DOM

树中。看看前面的代码，你会更好的理解这一点：

doc.getDocumentElement().appendChild(link);

最后，不要忘记把创建好的节点添加到DOM树中。Document类的getDocumentElement()方法，返回代表文档根节点的Element对象。在XML文档中，根节点一定是唯一的。

TransformerFactory tFactory =TransformerFactory.newInstance();
Transformer transformer = tFactory.newTransformer();
DOMSource source = new DOMSource(doc);
StreamResult result = new StreamResult(new java.io.File("links.xml"));
transformer.transform(source, result);

然后就是用XSLT把DOM树输出了。这里的TransformerFactory也同样应用了工厂模式，使得具体的代码同具体的变换器无关。实现的方法和DocumentBuilderFactory相同，这儿就不赘述了。Transformer类的transfrom方法接受两个参数、一个数据源Source和一个输出目标Result。这里分别使用的是DOMSource和StreamResult，这样就能够把DOM的内容输出到一个输出流中，当这个输出流是一个文件的时候，DOM的内容就被写入到文件中去了。