数据库设计与开发

Appearance

📘XML 课程知识点梳理（含完整示例） ​

一、XML 基础 ​

1. Well-Formed XML（格式良好的 XML） ​

XML 文档必须满足以下规则才能被称为格式良好：

  • 必须以声明开头：
    xml
    <?xml version="1.0" standalone="yes"?>
  • 标签必须成对出现，或使用自闭合标签 <tag/>
  • 标签名称区分大小写
  • 所有内容必须嵌套在根元素中

✅ 示例：

xml
<?xml version="1.0" standalone="yes"?>
<BARS>
  <BAR>
    <NAME>Joe's Bar</NAME>
    <BEER>
      <NAME>Bud</NAME>
      <PRICE>2.50</PRICE>
    </BEER>
    <BEER>
      <NAME>Miller</NAME>
      <PRICE>3.00</PRICE>
    </BEER>
  </BAR>
</BARS>

2. Valid XML（有效的 XML） ​

有效的 XML 不仅要格式良好，还必须符合某个 DTD 或 XML Schema 的定义。

  • 引用 DTD 时需设置 standalone="no"
  • 可以内联定义 DTD，也可以引用外部文件

✅ 示例（内联 DTD）：

xml
<?xml version="1.0" standalone="no"?>
<!DOCTYPE BARS [
  <!ELEMENT BARS (BAR*)>
  <!ELEMENT BAR (NAME, BEER+)>
  <!ELEMENT NAME (#PCDATA)>
  <!ELEMENT BEER (NAME, PRICE)>
  <!ELEMENT PRICE (#PCDATA)>
]>
<BARS>
  <BAR>
    <NAME>Joe's Bar</NAME>
    <BEER>
      <NAME>Bud</NAME>
      <PRICE>2.50</PRICE>
    </BEER>
  </BAR>
</BARS>

二、DTD（Document Type Definition） ​

1. DTD 声明结构 ​

DTD 使用如下结构定义文档结构：

dtd
<!DOCTYPE 根元素名 [
  <!ELEMENT 元素名 (子元素列表)>
  ...
]>

2. 元素定义 ​

  • 子元素顺序必须一致
  • 数量可以用符号表示：
    • *：零个或多个
    • +：一个或多个
    • ?：零个或一个

✅ 示例：

dtd
<!ELEMENT BARS (BAR*)>
<!ELEMENT BAR (NAME, BEER+)>
<!ELEMENT NAME (#PCDATA)>
<!ELEMENT BEER (NAME, PRICE)>
<!ELEMENT PRICE (#PCDATA)>

3. 属性定义（ATTLIST） ​

  • 使用 <!ATTLIST> 定义属性
  • 类型可以是 CDATA、ID、IDREF 等

✅ 示例：

dtd
<!ATTLIST BAR kind CDATA #IMPLIED>

4. ID 和 IDREF ​

  • ID：唯一标识符
  • IDREF：引用另一个元素的 ID

✅ 示例：

xml
<BARS>
  <BAR name="JoesBar">
    <SELLS theBeer="Bud">2.50</SELLS>
  </BAR>
  <BEER name="Bud"/>
</BARS>

对应的 DTD：

dtd
<!ATTLIST BAR name ID #REQUIRED>
<!ATTLIST SELLS theBeer IDREF #REQUIRED>

5. 空元素 ​

  • 没有内容的元素可以用 <element/> 表示
  • 在 DTD 中声明为 EMPTY

✅ 示例：

dtd
<!ELEMENT BEER EMPTY>

对应的 XML：

xml
<BEER name="Bud"/>

6. DTD 的引入方式 ​

a) 内联方式： ​

xml
<?xml version="1.0" standalone="no"?>
<!DOCTYPE BARS [
  <!ELEMENT BARS (BAR*)>
  <!ELEMENT BAR (NAME, BEER+)>
  ...
]>
<BARS>
  <BAR><NAME>Joe's Bar</NAME></BAR>
</BARS>

b) 外部文件方式： ​

xml
<?xml version="1.0" standalone="no"?>
<!DOCTYPE BARS SYSTEM "bar.dtd">
<BARS>
  <BAR><NAME>Joe's Bar</NAME></BAR>
</BARS>

其中 bar.dtd 文件内容为：

dtd
<!ELEMENT BARS (BAR*)>
<!ELEMENT BAR (NAME, BEER+)>
...

三、XML Schema ​

1. XML Schema 基本结构 ​

xml
<?xml version="1.0"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  ...
</xs:schema>

2. 元素定义（xs:element） ​

用于定义 XML 元素及其类型

✅ 示例：

xml
<xs:element name="NAME" type="xs:string"/>

3. 复杂类型（xs:complexType） ​

用于定义包含子元素的类型

✅ 示例：

xml
<xs:complexType name="beerType">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="NAME" type="xs:string" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>
    <xs:element name="PRICE" type="xs:float" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

4. 属性定义（xs:attribute） ​

用于定义复杂类型的属性

✅ 示例：

xml
<xs:complexType name="barType">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="NAME" type="xs:string"/>
  </xs:sequence>
  <xs:attribute name="license" type="licenseType" use="required"/>
</xs:complexType>

5. 简单类型限制（xs:simpleType） ​

用于枚举值或限制范围

✅ 示例（枚举）：

xml
<xs:simpleType name="licenseType">
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:enumeration value="Full"/>
    <xs:enumeration value="Beer only"/>
    <xs:enumeration value="Sushi"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

✅ 示例（数值范围）：

xml
<xs:simpleType name="priceType">
  <xs:restriction base="xs:float">
    <xs:minInclusive value="1.00"/>
    <xs:maxExclusive value="5.00"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

6. 键与外键约束 ​

主键（xs:key） ​

确保某字段在范围内唯一

✅ 示例：

xml
<xs:key name="barKey">
  <xs:selector xpath="BEER"/>
  <xs:field xpath="@name"/>
</xs:key>

外键（xs:keyref） ​

引用主键

✅ 示例：

xml
<xs:keyref name="barRef" refers="barKey">
  <xs:selector xpath="DRINKER/FREQ"/>
  <xs:field xpath="@bar"/>
</xs:keyref>

四、完整示例对比 ​

✅ DTD 完整示例 ​

dtd
<!ELEMENT BARS (BAR*, BEER*)>
<!ELEMENT BAR (NAME, BEER+)>
<!ATTLIST BAR name ID #REQUIRED>
<!ELEMENT BEER EMPTY>
<!ATTLIST BEER name ID #REQUIRED soldBy IDREFS #IMPLIED>
<!ELEMENT SELLS (#PCDATA)>
<!ATTLIST SELLS theBeer IDREF #REQUIRED>
xml
<BARS>
  <BAR name="JoesBar">
    <NAME>Joe's Bar</NAME>
    <BEER name="Bud" soldBy="JoesBar SuesBar"/>
    <SELLS theBeer="Bud">2.50</SELLS>
  </BAR>
</BARS>

✅ XML Schema 完整示例 ​

xml
<?xml version="1.0"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

  <xs:simpleType name="licenseType">
    <xs:restriction base="xs:string">
      <xs:enumeration value="Full"/>
      <xs:enumeration value="Beer only"/>
      <xs:enumeration value="Sushi"/>
    </xs:restriction>
  </xs:simpleType>

  <xs:complexType name="barType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="NAME" type="xs:string"/>
    </xs:sequence>
    <xs:attribute name="license" type="licenseType" use="required"/>
  </xs:complexType>

  <xs:element name="BAR" type="barType"/>

</xs:schema>

五、总结对比表 ​

特性DTDXML Schema
语法自定义XML 语法
数据类型支持不支持支持
命名空间支持不支持支持
主键/外键不支持支持
属性约束支持基本属性支持更复杂的约束
空元素定义支持支持

六、关键概念总结 ​

  1. Well-Formed XML：语法正确即可。
  2. Valid XML：必须符合 DTD 或 Schema 的结构要求。
  3. DTD vs XML Schema：Schema 更强大，支持命名空间、复杂类型、主键/外键等高级特性。
  4. ID / IDREF：实现元素之间的引用关系。
  5. 空元素：没有内容，只有属性。
  6. XML Schema 结构：基于 XML 语法，提供更强的表达能力。
  7. 键与外键：Schema 提供了类似数据库的约束机制。

如需进一步扩展内容，例如 XPath 查询、XSLT 转换等，请告诉我，我可以继续补充。