XML：可扩展标记语言

XML：可扩展标记语言

主要内容

• XML介绍
• DTD
• XSD
• DOM解析
• SAX解析

学习目标

一、XML介绍

1. 简介

XML（Extensible Markup Language）可扩展标记语言。严格区分大小写。

2. XML和HTML

XML是用来传输和存储数据的。

XML 多用在框架的配置文件中。

XML 大多平台都支持，所以可以实现跨平台数据传输。

HTML 是用来显示数据的。

3. 语法

<元素名 属性名=”属性值”>文本内容</元素名>

前后元素名相同, 元素名自定义。

每个元素可以有0到多个属性，属性名自定义。

文本内容表示文字。

支持嵌套结构。

结束时元素名前有 /。

4. 语法要求

XML的语法和HTML语法是差不多的，但是比HTML要求更加严格。

​ 1. 元素正确嵌套

​ 2. XML文件的第一行必须是xml声明

​ 3. 只能有一个根节点

​ 4. 严格区分大小写

​ 5. 结束标签必须包含/

​ 6. 属性值必须被""包围起来

​ 7. XML认为换行标记也属于文本节点

​ 8. <!-- --> 注释。有的非官方资料认为这是注释节点。

5. 特殊字符

5.1 实体符号

5.2 转义标签

​ <![CDATA[

​ 要显示的字符

​ ]]>

二、小节实战案例 - 编写XML文件

1. 需求

项目根路径下创建product.xml并存储下面信息。

根节点叫做products，里面包含3个product元素。每个元素里面又包含下面的元素及文本内容

2. 实现

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <!-- xml的文档声明 -->
<products>
  <product>
    <id>P001</id>
    <name>蜘蛛王皮鞋</name>
    <price>268</price>
    <color>黑色</color>
    <size>42</size>
    <num>500</num>
  </product>
  <!-- ... -->
</products>

三、DTD

1. 简介

DTD（Document Type Definition）文档类型定义。

即约束XML文件中可以包含哪些元素、哪些属性、及元素个数和元素之间的关系和元素的顺序。

在包含DTD的XML文件中，如果XML内容不满足DTD要求，会提示错误。

2. 分类

DTD的三种分类：

​ 1. 内部DTD

​ 2. 外部DTD

​ 3. 公共DTD

2.1 内部DTD

直接在XML中编写DTD内容。不推荐。

1. <!ELEMENT 元素名 (包含内容)> 内容可以是其他标签，也可以是#PCDATA文本内容。

2. <!ATTLIST 元素名 属性名 CDATA 内容控制> 定义属性

3. 内容控制可取值：

​ 1. #REQUIRED 必须有这个属性

​ 2. #IMPLIED 可以有也可以没有

​ 3. #FIXED “内容” 必须取固定值

4. (name,age,score) 表示顺序必须是先name，后age，然后score

5. student+ 表示student至少出现一次。括号内容的元素名都可以跟下面符号

​ 1. ？表示子元素出现0次到1次 （最多出现一次）

​ 2. + 表示子元素至少出现一次 （至少出现一次 ）

​ 3. *表示子元素可以出现0到多次 （任意）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> <!-- 声明xml文档头 -->
<!-- 内部DTD约束 -->
<!--
    !DOCTYPE: 固定语法 文档类型
    students: 自定义根标签名字
    []: 存放子标签
    ELEMENT: 元素(标签)
       #PCDATA:元素是字符串类型#PCDATA（不能再有子元素，也不能为空）
    DTD中标签的顺序就是日后使用的顺序, 不允许改变
-->
<!DOCTYPE students[
        <!-- 标签 -->
        <!--
            (student): 只能有一对student标签
            (student?): 0~1次
            (student+): 至少1次
            (student*): 0~多次
        -->
        <!ELEMENT students (student*)>
        <!ELEMENT student (name, age, sex)>
        <!ELEMENT name (#PCDATA)>
        <!ELEMENT age (#PCDATA)>
        <!ELEMENT sex (#PCDATA)>
        <!-- 属性 -->
        <!--
            ATTLIST: 属性
            student: 哪个标签指定属性
            id: 指定的属性名
            CDATA: 属性控制
                #REQUIRED: 必须有
                #FIXED "值": 固定值
                #IMPLIED: 可有可无
        -->
        <!ATTLIST student id CDATA #REQUIRED>
        <!ATTLIST name class CDATA #FIXED "qwe">
        <!ATTLIST age test CDATA #IMPLIED>
        ]>

<students>
  <student id="aa">
    <name class="qwe">张三</name>
    <age test="aaa">18</age>
    <sex>男</sex>
  </student>
</students>

2.2 外部DTD

外部DTD是我们自己编写的DTD文件。通过引入方式引入DTD。

在外部创建一个xxx.dtd文件，文件内容和内部dtd [ ] 中的内容相同。

1. 新建dtd文件

<!ELEMENT students (student*)>
<!ELEMENT student (name, age, sex)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT sex (#PCDATA)>
<!ATTLIST student id CDATA #REQUIRED>
<!ATTLIST name class CDATA #FIXED "qwe">
<!ATTLIST age test CDATA #IMPLIED>

2. xml引入外部dtd文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE students SYSTEM "aa.dtd">
<students>
  <student id="aa" >
    <name class="qwe">张三</name>
    <age test="aaa">18</age>
    <sex>男</sex>
  </student>
</students>

2.3 公共DTD

公共DTD是一些开源组织编写的DTD，并且已经发布到互联网中。

公共DTD语法：

​ <!DOCTYPE 根元素 PUBLIC "DTD标识名" "公用DTD的URI">

代码示例：

3. 总结

DTD是较简单的语法检查机制。整体语法较简单，功能较单一。

当需要对XML文件结构更新时，需要修改整个DTD文件，不够灵活。

四、XSD

1. 简介

XSD(XML Schema Definition )XML模式定义。

属于DTD的升级版。完美的解决了DTD使用时不易扩展问题，并且提供了更强大功能。

2. 定义XSD

新建xxx.xsd。

所有需要的元素、属性都需要被定义。

<!--
  声明xsd约束
 		aa: 自定义名称(随意)
  	schema: 约束(固定)
-->
<aa:schema xmlns:aa="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <!--
        aa:element: 标签
        name: 标签名
    -->
  <aa:element name="students">
    <!-- 必须设置为复杂类型 -->
    <aa:complexType>
      <!-- 在此标签中规范了 标签的顺序 -->
      <aa:sequence>
        <!-- 引用其他标签 -->
        <!-- maxOccurs: 指定可以有多少个标签 -->
        <aa:element ref="student" maxOccurs="2"/>
      </aa:sequence>
    </aa:complexType>
  </aa:element>
  <aa:element name="student">
    <!-- 复杂类型可以指定 包含的标签  属性 -->
    <aa:complexType>
      <aa:sequence>
        <!-- type: 值的类型 -->
        <aa:element name="name" type="aa:string"/>
        <aa:element name="age" type="aa:int"/>
        <aa:element name="sex" type="aa:boolean"/>
      </aa:sequence>
      <!--
                use: 属性的设置
                    required : 必须存在
                    prohibited: 禁用
                    optional: 可选的
                fixed="值": 固定值
            -->
      <aa:attribute name="id" use="optional" fixed="aa"/>
    </aa:complexType>
  </aa:element>
</aa:schema>

3. 引用xsd

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<students xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:noNamespaceSchemaLocation="s.xsd">
  <student id="aa">
    <name></name>
    <age>11</age>
    <sex>false</sex>
  </student>
</students>

五、XML 解析

1. 简介

在Java中提供了两种XML解析方式：DOM、SAX。

2. DOM解析

Document Object Model 文档对象模型。把XML文件一次性加载到内存中，并转换为树状模型。然后一个节点一个节点的解析，这种解析方式效率较高，但是比较消耗内存，适用于小型XML文档。

3. SAX

SAX（Simple API for XML）解析：是基于事件的解析，它是为了解决DOM解析的资源耗费而出现的。SAX在解析一份XML文档时，会依次出发文档开始、元素开始、元素结束、文档结束等事件，应用程序通过监听解析过程中所触发的事件即可获取XML文档的内容。该方式不需要事先调入整个文档，优势是占用资源少，内存消耗小，一般在解析数据量较大的文档是采用该方式。

六、DOM解析

1. 简介

DOM解析所有API都是org.w3c包中。

使用DOM操作XML按照标准树状结构一层一层解析。

解析器是基于工厂设计模式的。当获取到文档对象后每个元素都是一个节点，然后操作节点对象。

在DOM解析时，每个换行符都是一个文本节点，所以一定要过滤掉换行。

2. 代码示例

以上面的students作为xml进行解析。

已知XML文件就三层结构，所以直接使用循环进行解析。如果XML文档结构比较深，此处需要使用递归。

public class TestDOM {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    parse();
  }
  //使用DOM解析XML
  public static void parse() throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {
    //1.获取document构建 工厂对象
    DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    //2.根据文档构建工厂获取文档构建对象
    /*
     * 将xml变为document
     * 手动的创建document
     * */
    DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
    //3.使用文档构建对象, 将xml解析为document对象
    Document document = db.parse(new File("stu.xml"));
    //4.根据标签名获取根标签
    NodeList rootList = document.getElementsByTagName("students");
    //5.xml中仅会存在一个根标签, 获取这个根标签
    Node root = rootList.item(0);
    System.out.println("根节点名称: " + root.getNodeName());
    //6.获取标签所有的直接子节点
    NodeList childNodes = root.getChildNodes();
    for (int i = 0; i < childNodes.getLength(); i++) {
      //7.获取每一个子节点
      /*
       * getNodeType(): 结点类型, 常量
       *           1: 标签结点
       *           2: 属性结点
       *           3: 文本结点
       * */
      Node item = childNodes.item(i);
      if (item.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {
        System.out.println(" 子节点名称: " + item.getNodeName());
        //8.获取该结点的所有子节点
        NodeList childNodes1 = item.getChildNodes();
        for (int j = 0; j < childNodes1.getLength(); j++) {
          Node item1 = childNodes1.item(j);
          if (item1.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {
            System.out.println("   子节点名称: " + item1.getNodeName() + " : " + item1.getTextContent());
          }
        }
      }
    }
  }
}

七、使用DOM生成XML

1. 简介

DOM生成XML时主要是创建节点。然后把节点添加到上层节点。

2. 代码示例

public class TestDOM {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    transform();
  }
  //先构建文档, 再将文档变为xml
  public static void transform() throws ParserConfigurationException, TransformerException, FileNotFoundException {
    //1.获取文档构建器工厂对象
    DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    //2.构建器工厂对象 获取 构建器对象
    DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
    //3.创建文档对象
    Document document = db.newDocument();
    //4.创建teachers标签
    Element teachers = document.createElement("teachers");
    //5.创建teacher标签
    Element teacher = document.createElement("teacher");
    teacher.setAttribute("id", "tea"); //设置属性
    //6.创建name标签
    Element name = document.createElement("name");
    name.setAttribute("class", "na"); //设置属性
    name.setTextContent("zs");
    //7.创建age标签
    Element age = document.createElement("age");
    age.setTextContent("18");
    //8.创建sex标签
    Element sex = document.createElement("sex");
    sex.setTextContent("男");

    //9.设置标签之间的关系
    /* 添加teacher的子标签 */
    teacher.appendChild(name);
    teacher.appendChild(age);
    teacher.appendChild(sex);
    /* 添加teachers的子标签 */
    teachers.appendChild(teacher);
    /* 添加文档的子标签 */
    document.appendChild(teachers);
    /* 设置为独立的xml */
    document.setXmlStandalone(true);

    //10.将document对象变为xml
    //10.1 创建转换器工厂对象
    TransformerFactory tff = TransformerFactory.newInstance();
    //10.1 根据转换器工厂对象 获取 转换器
    Transformer tf = tff.newTransformer();
    tf.setOutputProperty(OutputKeys.INDENT, "yes");
    tf.setOutputProperty("{http://xml.apache.org/xslt}indent-amount", "2");
    //10.3 将document转化为xml  通过流输出到指定的位置
    /*
     * 参数1: 指定document源
     * 参数2: 输出的位置
     * */
    tf.transform(new DOMSource(document), new StreamResult(new FileOutputStream("teacher.xml")));
  }
}

八、SAX解析

1. 简介

SAX解析是基于事件模型完成的。所有的API都在org.xml中。

SAX解析时也会识别换行为文本节点，这个坑一定躲避。

2. 代码示例

public class TestSAX {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    parse();
  }
  public static void parse() throws Exception {
    //1.SAX解析器工厂对象
    SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();
    //2.基于工厂对象获取解析器对象
    SAXParser sp = spf.newSAXParser();
    //3.使用解析器解析xml
    sp.parse(new File("java_day13/teacher.xml"), new MyHandler());
  }

  public class MyHandler extends DefaultHandler {
    String name = null;

    @Override
    public void startDocument() throws SAXException {
      System.out.println("文档开始解析");
    }

    @Override
    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
      System.out.println("开始解析, 标签名: " + qName);
      name = qName;
    }

    @Override
    public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {
      String s = new String(ch, start, length);
      System.out.println(s);
    }

    @Override
    public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {
      System.out.println("解析结束, 标签名: " + qName);
    }

    @Override
    public void endDocument() throws SAXException {
      System.out.println("文档解析结束");
    }
  }

}

九、SAX 生成

1. 简介

SAX 生成XML 和手写XML比较相似。

也是在调用5个操作方法。

2. 代码示例

public class TestSAX {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    parse();
  }
  public void transfom() throws TransformerConfigurationException, FileNotFoundException, SAXException {
    //1.创建转换器工厂
    SAXTransformerFactory stff = (SAXTransformerFactory) SAXTransformerFactory.newInstance();
    //2.根据工厂获取转换器
    /*
     * 传输
     * 创建xml
     * */
    TransformerHandler th = stff.newTransformerHandler();
    
    Transformer transformer = th.getTransformer();
    transformer.setOutputProperty(OutputKeys.INDENT, "yes");
    transformer.setOutputProperty(OutputKeys.ENCODING, "utf-8");
    transformer.setOutputProperty("{http://xml.apache.org/xslt}indent-amount", "2");
    
    th.setResult(new StreamResult(new FileOutputStream("stu.xml")));
    th.startElement(null, null, "students", null);
    AttributesImpl attributes = new AttributesImpl();
    attributes.addAttribute(null, null, "id", null, "aa");
    th.startElement(null, null, "student", attributes);
    th.startElement(null, null, "name", null);
    char[] chars = "zs".toCharArray();
    th.characters(chars, 0, chars.length);
    th.endElement(null, null, "name");
    th.startElement(null, null, "age", null);
    char[] chars1 = "19".toCharArray();
    th.characters(chars1, 0, chars1.length);
    th.endElement(null, null, "age");
    th.startElement(null, null, "sex", null);
    char[] chars2 = "男".toCharArray();
    th.characters(chars2, 0, chars2.length);
    th.endElement(null, null, "sex");
    th.endElement(null, null, "student");
    th.endElement(null, null, "students");
    th.endDocument();
  }
}

作业:

使用SAX | DOM 解析xml, 将解析xml的代码封装到一个方法中, 调用该方法返回一个对象(将xml解析的内容创建对象. 设置属性值, 返回对象)

<phone id="iph">
  <name>ls</name>
  <price>1999</price>
  <color>黑色</color>
</phone>

解析后:
	phone对象 属性值 name ls  price 1999 color 黑色