XML 是一种用于存储和传输数据的与软件和硬件无关的工具。
什么是XML?
XML代表eXtensible Markup Language(可扩展标记语言)
。XML是一种与HTML非常相似的标记语言。XML被设计用于存储和传输数据。XML被设计成具有自我描述性。XML不执行任何操作,也许有点难理解,但XML不执行任何操作。
XML示例
这是一张存储为XML的给Tove的Jani的便签:
<note>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
上面的XML相当自我描述:
- 它包含了发件人信息
- 它包含了收件人信息
- 它有一个标题
- 它有一个消息正文
但是,上面的XML仍然不执行任何操作。XML只是用标记包装的信息。
必须有人编写一段软件来发送、接收、存储或显示它:
Note
To: Tove
From: Jani
Reminder
Don't forget me this weekend!
XML和HTML的区别
XML和HTML是出于不同目的而设计的:
- XML被设计用于携带数据 - 专注于数据是什么
- HTML被设计用于显示数据 - 专注于数据的呈现方式
XML标签不像HTML标签那样是预定义的。XML语言没有预定义的标签。上面示例中的标签(如<to>
和<from>
)在任何XML标准中都未定义。这些标签是XML文档的作者“创造”的。
HTML使用预定义标签,如<p>
、<h1>
、<table>
等。使用XML,作者必须定义标签和文档结构。
XML是可扩展的
大多数XML应用程序即使添加(或删除)新数据也能正常工作。
想象一个应用程序,设计用于显示note.xml
的原始版本(<to>
<from>
<heading>
<body>
)。然后想象一个具有添加的<date>
和<hour>
元素以及删除<heading>
的新版本的note.xml
。
XML构造的方式使得旧版本的应用程序仍然可以工作:
<note>
<date>2015-09-01</date>
<hour>08:30</hour>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
旧版本
Note
To: Tove
From: Jani
Reminder
Don't forget me this weekend!
新版本
Note
To: Tove
From: Jani
Date: 2015-09-01 08:30
Don't forget me this weekend!
XML简化事务
- XML简化数据共享
- XML简化数据传输
- XML简化平台更改
- XML简化数据可用性
许多计算机系统包含以不兼容格式存储的数据。在不兼容的系统(或升级的系统)之间交换数据对于Web开发人员来说是一项耗时的任务。必须转换大量数据,并且通常会丢失不兼容的数据。
XML以纯文本格式存储数据。这提供了一种与软件和硬件无关的存储、传输和共享数据的方式。
XML还使得扩展或升级到新的操作系统、新的应用程序或新的浏览器变得更容易,而不会丢失数据。
使用XML,数据可以供各种“阅读机器”使用,如人类、计算机、语音机器、新闻源等。
XML的用途
XML在Web开发的许多方面都得到了应用。
XML分离数据与演示
XML通常用于将数据与演示分离。XML不包含有关如何显示的任何信息。相同的XML数据可以在许多不同的演示情境中使用。因此,使用XML,数据和演示之间存在完全的分离。
XML通常与HTML搭配使用
在许多HTML应用程序中,XML用于存储或传输数据,而HTML用于格式化和显示相同的数据。
XML分离数据与HTML
在HTML中显示数据时,当数据发生变化时不应该修改HTML文件。使用XML,数据可以存储在单独的XML文件中。通过几行JavaScript代码,您可以读取一个XML文件并更新任何HTML页面的数据内容。
Books.xml
示例:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<bookstore>
<book category="cooking">
<title lang="en">Everyday Italian</title>
<author>Giada De Laurentiis</author>
<year>2005</year>
<price>30.00</price>
</book>
<book category="children">
<title lang="en">Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>
<book category="web">
<title lang="en">XQuery Kick Start</title>
<author>James McGovern</author>
<author>Per Bothner</author>
<author>Kurt Cagle</author>
<author>James Linn</author>
<author>Vaidyanathan Nagarajan</author>
<year>2003</year>
<price>49.99</price>
</book>
<book category="web" cover="paperback">
<title lang="en">Learning XML</title>
<author>Erik T. Ray</author>
<year>2003</year>
<price>39.95</price>
</book>
</bookstore>
事务数据
存在成千上万种XML格式,用于描述不同行业的日常数据交易:
- 股票和股份
- 金融交易
- 医疗数据
- 数学数据
- 科学测量
- 新闻信息
- 天气服务
示例 XML
XMLNews是用于交换新闻和其他信息的规范。使用标准使得新闻制作者和新闻消费者更容易在不同的硬件、软件和编程语言之间产生、接收和存档任何类型的新闻信息。
一个示例XMLNews文档:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<nitf>
<head>
<title>Colombia Earthquake</title>
</head>
<body>
<headline>
<hl1>143 Dead in Colombia Earthquake</hl1>
</headline>
<byline>
<bytag>By Jared Kotler, Associated Press Writer</bytag>
</byline>
<dateline>
<location>Bogota, Colombia</location>
<date>Monday January 25 1999 7:28 ET</date>
</dateline>
</body>
</nitf>
示例 XML 天气服务
来自美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的XML国家气象服务:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<current_observation>
<credit>NOAA's National Weather Service</credit>
<credit_URL>http://weather.gov/</credit_URL>
<image>
<url>http://weather.gov/images/xml_logo.gif</url>
<title>NOAA's National Weather Service</title>
<link>http://weather.gov</link>
</image>
<location>New York/John F. Kennedy Intl Airport, NY</location>
<station_id>KJFK</station_id>
<latitude>40.66</latitude>
<longitude>-73.78</longitude>
<observation_time_rfc822>Mon, 11 Feb 2008 06:51:00 -0500 EST
</observation_time_rfc822>
<weather>A Few Clouds</weather>
<temp_f>11</temp_f>
<temp_c>-12</temp_c>
<relative_humidity>36</relative_humidity>
<wind_dir>West</wind_dir>
<wind_degrees>280</wind_degrees>
<wind_mph>18.4</wind_mph>
<wind_gust_mph>29</wind_gust_mph>
<pressure_mb>1023.6</pressure_mb>
<pressure_in>30.23</pressure_in>
<dewpoint_f>-11</dewpoint_f>
<dewpoint_c>-24</dewpoint_c>
<windchill_f>-7</windchill_f>
<windchill_c>-22</windchill_c>
<visibility_mi>10.00</visibility_mi>
<icon_url_base>http://weather.gov/weather/images/fcicons/</icon_url_base>
<icon_url_name>nfew.jpg</icon_url_name>
<disclaimer_url>http://weather.gov/disclaimer.html</disclaimer_url>
<copyright_url>http://weather.gov/disclaimer.html</copyright_url>
</current_observation>
XML树
XML文档形成了一棵树状结构,从“根”开始分支到“叶子”。
XML树结构
DOM节点树
一个XML文档可以被看作是一棵树,这被称为DOM(Document Object Model)节点树
。DOM节点树以根节点为起点,分支到各个子节点,形成一个层级结构。
一个XML文档的示例
上图表示了XML中的图书:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<bookstore>
<book category="cooking">
<title lang="en">Everyday Italian</title>
<author>Giada De Laurentiis</author>
<year>2005</year>
<price>30.00</price>
</book>
<book category="children">
<title lang="en">Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>
<book category="web">
<title lang="en">Learning XML</title>
<author>Erik T. Ray</author>
<year>2003</year>
<price>39.95</price>
</book>
</bookstore>
XML树结构
XML文档被形成为元素树。
XML树始于根元素,从根元素分支到子元素。
所有元素都可以有子元素(子元素):
<root>
<child>
<subchild>.....</subchild>
</child>
</root>
术语父元素、子元素和兄弟元素用于描述元素之间的关系。
- 父元素有子元素。
- 子元素有父元素。
- 兄弟元素是在同一级别上的子元素(兄弟姐妹)。
所有元素都可以有文本内容(例如:Harry Potter)和属性(例如:category="cooking")。
自描述语法
XML使用了一种非常自描述的语法。
一个前导定义了XML版本和字符编码:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
下一行是文档的根元素:
<bookstore>
下一行开始了一个<book>
元素:
<book category="cooking">
<book>
元素有4个子元素:<title>
、<author>
、<year>
、<price>
。
<title lang="en">Everyday Italian</title>
<author>Giada De Laurentiis</author>
<year>2005</year>
<price>30.00</price>
下一行结束了<book>
元素:
</book>
从这个例子中,您可以假设XML文档包含了有关书店中书籍的信息。
XML语法规则
XML的语法规则非常简单和逻辑。这些规则易于学习和使用。
XML文档必须有一个根元素
XML文档必须包含一个作为所有其他元素的父元素的根元素:
<root>
<child>
<subchild>.....</subchild>
</child>
</root>
在这个例子中,<note>
是根元素:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<note>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
XML前导部分
这一行被称为XML前导部分:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
XML前导部分是可选的。如果存在,它必须在文档中首先出现。
所有XML元素必须有一个结束标签
在XML中,省略结束标签是非法的。所有元素必须有一个结束标签:
<p>This is a paragraph.</p>
<br />
XML标签区分大小写
XML标签是区分大小写的。标签<Letter>
与标签<letter>
是不同的。
开放和关闭标签必须使用相同的大小写
<message>This is correct</message>
“开放和关闭标签”通常被称为“开始和结束标签”。
XML元素必须嵌套正确
在XML中,所有元素必须在彼此之内正确嵌套:
<b><i>This text is bold and italic</i></b>
XML属性值必须始终用引号括起来
XML元素可以具有类似HTML中的名称/值对的属性。在XML中,属性值必须始终用引号括起来:
<note date="12/11/2007">
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
</note>
实体引用
在XML中,一些字符具有特殊的含义。为了避免解释错误,需要使用实体引用:
<message>salary < 1000</message>
XML中的注释
在XML中编写注释的语法与HTML类似:
<!-- This is a comment -->
在XML中保留空白
XML不截断多个空白,保留所有空白字符。
XML将新行存储为LF
XML将新行存储为LF(Line Feed)。
格式良好的XML
符合上述语法规则的XML文档被称为“格式良好”的XML文档。
XML元素
一个XML文档包含XML元素。
什么是XML元素?
一个XML元素是从(包括)元素的开始标签到(包括)元素的结束标签的所有内容。
<price>29.99</price>
一个元素可以包含:
- 文本
- 属性
- 其他元素
- 或以上的混合
<bookstore>
<book category="children">
<title>Harry Potter</title>
<author>J K. Rowling</author>
<year>2005</year>
<price>29.99</price>
</book>
<book category="web">
<title>Learning XML</title>
<author>Erik T. Ray</author>
<year>2003</year>
<price>39.95</price>
</book>
</bookstore>
在上面的例子中:
-
<title>
、<author>
、<year>
和<price>
具有文本内容,因为它们包含文本(如29.99)。 -
<bookstore>
和<book>
具有元素内容,因为它们包含元素。 -
<book>
具有一个属性(category="children"
)。
空XML元素
没有内容的元素被称为空元素。
在XML中,可以这样表示一个空元素:
<element></element>
也可以使用所谓的自闭合标签:
<element />
这两种形式在XML软件(阅读器、解析器、浏览器)中产生相同的结果。
空元素可以有属性。
XML命名规则
XML元素必须遵循以下命名规则:
- 元素名称区分大小写
- 元素名称必须以字母或下划线开头
- 元素名称不能以字母xml(或XML、Xml等)开头
- 元素名称可以包含字母、数字、连字符、下划线和句点
- 元素名称不能包含空格
除了xml,任何名称都可以使用,没有保留的单词(除了xml)。
最佳命名实践
- 创建描述性的名称,比如:
<person>
、<firstname>
、<lastname>
。 - 创建简短和简单的名称,比如:
<book_title>
而不是<the_title_of_the_book>
。
命名约定
一些常用的XML元素命名约定:
- 小写:
<firstname>
(所有字母都小写) - 大写:
<FIRSTNAME>
(所有字母都大写) - 蛇形命名:
<first_name>
(下划线分隔单词,常用于SQL数据库) - 帕斯卡命名:
<FirstName>
(每个单词的首字母大写,C程序员常用) - 骆驼命名:
<firstName>
(每个单词的首字母大写,除了第一个,JavaScript中常用)
提示! 选择您的命名风格,并始终保持一致!
XML元素是可扩展的
XML元素可以扩展以携带更多的信息。
看下面的XML示例:
<note>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
假设我们创建了一个应用程序,从XML文档中提取<to>
、<from>
和<body>
元素以生成以下输出:
MESSAGE
To: Tove
From: Jani
Don't forget me this weekend!
想象一下,XML文档的作者向其添加了一些额外的信息:
<note>
<date>2008-01-10</date>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
应用程序是否应该崩溃或中断?
不应该。应用程序应该仍然能够在XML文档中找到<to>
、<from>
和<body>
元素,并生成相同的输出。
这是XML的优点之一。它可以在不破坏应用程序的情况下进行扩展。
XML属性
XML元素可以有属性,就像HTML一样。
XML属性必须用引号括起来
属性值必须始终用引号括起来。可以使用单引号或双引号。
对于一个人的性别,<person>
元素可以这样写:
<person gender="female">
或者像这样:
<person gender='female'>
如果属性值本身包含双引号,可以使用单引号,就像在这个例子中:
<gangster name='George "Shotgun" Ziegler'>
或者可以使用字符实体:
<gangster name="George "Shotgun" Ziegler">
XML元素 vs 属性
在XML中,没有规定何时使用属性或何时使用元素的规则。
我最喜欢的方式
以下三个XML文档包含完全相同的信息:
在第一个例子中使用了一个date属性:
<note date="2008-01-10">
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
</note>
在第二个例子中使用了一个<date>
元素:
<note>
<date>2008-01-10</date>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
</note>
在第三个例子中使用了一个扩展的<date>
元素:(这是我最喜欢的)
<note>
<date>
<year>2008</year>
<month>01</month>
<day>10</day>
</date>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
</note>
避免使用XML属性?
在使用属性时要考虑的一些事项有:
- 属性不能包含多个值(元素可以)
- 属性不能包含树结构(元素可以)
- 属性不容易扩展(以适应将来的更改)
不要陷入这种情况:
<note day="10" month="01" year="2008"
to="Tove" from="Jani" heading="Reminder"
body="Don't forget me this weekend!">
</note>
用于元数据的XML属性
有时会为元素分配ID引用。这些ID可以用来识别XML元素,方式与HTML中的id属性类似。以下是此示例:
<messages>
<note id="501">
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>
<note id="502">
<to>Jani</to>
<from>Tove</from>
<heading>Re: Reminder</heading>
<body>I will not</body>
</note>
</messages>
上述id属性用于标识不同的注释。它不是注释本身的一部分。
我想在这里说的是,元数据(关于数据的数据)应该存储为属性,而数据本身应该存储为元素。
XML命名空间
XML命名空间提供了一种避免元素名称冲突的方法。
名称冲突
在XML中,元素名称由开发人员定义。这通常导致在尝试混合来自不同XML应用程序的XML文档时发生冲突。
这个XML包含HTML表信息:
<table>
<tr>
<td>Apples</td>
<td>Bananas</td>
</tr>
</table>
这个XML包含有关桌子(家具的一部分)的信息:
<table>
<name>African Coffee Table</name>
<width>80</width>
<length>120</length>
</table>
如果将这些XML片段相加,将会出现名称冲突。两者都包含一个<table>
元素,但这些元素具有不同的内容和含义。
用户或XML应用程序将不知道如何处理这些差异。
使用前缀解决名称冲突
在XML中,可以通过使用名称前缀轻松避免名称冲突。
这个XML包含有关HTML表和家具的信息:
<h:table>
<h:tr>
<h:td>Apples</h:td>
<h:td>Bananas</h:td>
</h:tr>
</h:table>
<f:table>
<f:name>African Coffee Table</f:name>
<f:width>80</f:width>
<f:length>120</f:length>
</f:table>
在上面的例子中,不会发生冲突,因为这两个<table>
元素具有不同的名称。
XML命名空间 - xmlns属性
在XML中使用前缀时,必须为前缀定义一个命名空间。可以通过元素的开始标记中的xmlns属性来定义命名空间。
命名空间声明具有以下语法:xmlns:prefix="URI"。
<root>
<h:tr>
<h:td>Apples</h:td>
<h:td>Bananas</h:td>
</h:tr>
</h:table>
<f:name>African Coffee Table</f:name>
<f:width>80</f:width>
<f:length>120</f:length>
</f:table>
</root>
在上面的例子中:
- 第一个
<table>
元素中的xmlns属性为h:前缀提供了一个合格的命名空间。 - 第二个
<table>
元素中的xmlns属性为f:前缀提供了一个合格的命名空间。
当为元素定义命名空间时,所有具有相同前缀的子元素都与相同的命名空间相关联。
命名空间也可以在XML根元素中声明:
<h:table>
<h:tr>
<h:td>Apples</h:td>
<h:td>Bananas</h:td>
</h:tr>
</h:table>
<f:table>
<f:name>African Coffee Table</f:name>
<f:width>80</f:width>
<f:length>120</f:length>
</f:table>
</root>
注意: 解析器不使用命名空间URI查找信息。使用URI的目的是为命名空间提供一个唯一的名称。然而,公司通常将命名空间用作指向包含命名空间信息的网页的指针。
统一资源标识符(URI)
统一资源标识符(URI)是一个字符串,用于标识互联网资源。最常见的URI是统一资源定位符(URL),用于标识互联网域地址。另一种不太常见的URI类型是统一资源名称(URN)。
默认命名空间
为元素定义默认命名空间可以避免在所有子元素中使用前缀。它具有以下语法:xmlns="namespaceURI"。
这个XML包含HTML表信息:
<tr>
<td>Apples</td>
<td>Bananas</td>
</tr>
</table>
这个XML包含有关家具的信息:
<name>African Coffee Table</name>
<width>80</width>
<length>120</length>
</table>
实际使用中的命名空间
XSLT是一种可用于将XML文档转换为其他格式的语言。
下面的XML文档是用于将XML转换为HTML的文档。
命名空间"http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"标识HTML文档中的XSLT元素:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform">
<xsl:template match="/">
<html>
<body>
<h2>My CD Collection</h2>
<table border="1">
<tr>
<th style="text-align:left">Title</th>
<th style="text-align:left">Artist</th>
</tr>
<xsl:for-each select="catalog/cd">
<tr>
<td><xsl:value-of select="title"/></td>
<td><xsl:value-of select="artist"/></td>
</tr>
</xsl:for-each>
</table>
</body>
</html>
</xsl:template>
</xsl:stylesheet>
最后
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