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XML Schema简介

XML Schema也是一种用于定义和描述XML文档结构与内容的模式语言，其出现是为了克服DTD的局限性。

Schema约束快速入门

XML Schema文件自身就是一个XML文件，但它的扩展名通常为.xsd。一个XML Schema文档通常称之为模式文档(约束文档)，遵循这个文档书写的XML文件称之为实例文档。和XML文件一样，一个XML Schema文档也必须有一个根结点，但这个根结点的名称为Schema。

编写了一个XML Schema约束文档后，通常需要把这个文件中声明的元素绑定到一个URI地址上，在XML Schema技术中有一个专业术语来描述这个过程，即把XML Schema文档声明的元素绑定到一个名称空间上，以后XML文件就可以通过这个URI（即名称空间）来告诉解析引擎，XML文档中编写的元素来自哪里，被谁约束。

Schema入门案例

编写一个XML Schema约束文档，例如book.xsd：

然后遵循此约束文档编写一个XML实例文档，例如book.xml：

   
       
            
     
      JavaScript网页开发
             
     
      张孝祥
             
     
      28.00元
         
    
   

名称空间

名称空间的概念

在XML Schema中，每个约束模式文档都可以被赋以一个唯一的名称空间，名称空间用一个唯一的URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）表示。在XML文件中书写标签时，可以通过名称空间声明（xmlns），来声明当前编写的标签来自哪个Schema约束文档。如：

       
    
     ...
    
   

此处使用itcast来指向声明的名称，以便于后面对名称空间的引用。注意：名称空间的名字语法容易让人混淆，尽管以http://开始，但那个URI并不指向一个包含模式定义的文件。事实上，这个URI：http://www.itcast.cn根本没有指向任何文件，只是一个分配的名字。

使用名称空间引入Schema文件

为了在一个XML文档中声明它所遵循的Schema文件的具体位置，通常需要在Xml文档中的根结点中使用schemaLocation属性来指定，例如：

schemaLocation此属性有两个值。第一个值是需要使用的命名空间。第二个值是供命名空间使用的XML schema的位置，两者之间用空格分隔。

注意：在使用schemaLocation属性时，也需要指定该属性来自哪里。以上例子通过名称空间声明(xmlns)来指定schemaLocation属性来自http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance。

使用默认名称空间

默认名称空间的基本格式为xmlns="URI"。下面我会举一个例子来说明。

   <书架 xmlns="http://www.itcast.cn" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemalocation="http://www.itcast.cn book.xsd">	
    <书>		
     <书名>
      JavaScript网页开发
     		
     <作者>
      张孝祥
     		
     <售价>
      28.00元
     	
    
    <书架>
   

使用名称空间引入多个XML Schema文档

这里有一个文件清单(xmlbook.xml)，看懂了，你就知道如何使用名称空间引入多个XML Schema文档了。

   
   <书架 xmlns="http://www.it315.org/xmlbook/schema" xmlns:demo="http://www.it315.org/demo/schema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemalocation="http://www.it315.org/xmlbook/schema http://www.it315.org/xmlbook.xsd 						http://www.it315.org/demo/schema http://www.it315.org/demo.xsd">	
    <书>		
     <书名>
      JavaScript网页开发
     		
     <作者>
      张孝祥
     		
     <售价 demo:币种="人民币">
      28.00元
     	
    
   

不使用名称空间引入XML Schema文档

这里同样有一个文件清单(xmlbook.xml)，看懂了，你就知道如何不使用名称空间引入XML Schema文档了。

   
   <书架 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:nonamespaceschemalocation="xmlbook.xsd">	
    <书>		
     <书名>
      JavaScript网页开发
     		
     <作者>
      张孝祥
     		
     <售价>
      28.00元
     	
    
   

这个例子中的元素就不属于任何名称空间，但是我们想说明这些词汇来自xmlbook.xsd模式文档，就可以通过noNamespaceSchemaLocation属性来指定。

在XML Schema文档中声明名称空间

例子如下：

• targetNamespace元素用于指定Schema文档中声明的元素属于哪个名称空间；
• elementFormDefault属性的值设为"qualified"用于指定该Schema文档中声明的根元素及其所有子元素都属于targetNamespace所指定的名称空间；elementFormDefault属性的值设为"unqualified"只用于指定该Schema文档中声明的根元素属于targetNamespace所指定的名称空间。

Schema语法

以下Schema语法参考自w3c帮助文档。

XSD 简易元素

XML Schema可定义XML文件的元素。

什么是简易元素？

简易元素指那些只包含文本的元素，它不会包含任何其他的元素或属性。不过，“仅包含文本”这个限定却很容易造成误解。文本有很多类型，它可以是XML Schema定义中包括的类型中的一种（布尔、字符串、数据等等），或者它也可以是您自行定义的定制类型。您也可向数据类型添加限定（即facets），以此来限制它的内容，或者您可以要求数据匹配某种特定的模式。

定义简易元素

定义简易元素的语法：

此处xxx指元素的名称，yyy指元素的数据类型。XML Schema拥有很多内建的数据类型。最常用的类型是：

• xs:string
• xs:decimal
• xs:integer
• xs:boolean
• xs:date
• xs:time

下面举例说明，例如这是一些XML元素：

   
    Smith
   
   
    28
   
   
    1980-03-27
   

这是相应的简易元素的定义：

简易元素的默认值和固定值

简易元素可拥有指定的默认值或固定值。当没有其他的值被规定时，默认值就会自动分配给元素。

• 在下面的例子中，缺省值是 “red”：

• 在下面的例子中，固定值是 “red”：

  固定值同样会自动分配给元素，并且您无法规定另外一个值。

XSD 属性

所有的属性均作为简易类型来声明。

什么是属性？

简易元素无法拥有属性。假如某个元素拥有属性，它就会被当作某种复合类型。但是属性本身总是作为简易类型被声明的。

如何声明属性？

定义属性的语法是：

在此处，xxx指属性名称，yyy则规定属性的数据类型。XML Schema拥有很多内建的数据类型。最常用的类型是：

• xs:string
• xs:decimal
• xs:integer
• xs:boolean
• xs:date
• xs:time

下面举例说明，例如这是带有属性的XML元素：

   
    Smith
   

这是对应的属性定义：

属性的默认值和固定值

属性可拥有指定的默认值或固定值。当没有其他的值被规定时，默认值就会自动分配给元素。

• 在下面的例子中，缺省值是 “EN”：

• 在下面的例子中，固定值是 “EN”：

  固定值同样会自动分配给元素，并且您无法规定另外的值。

可选的和必需的属性

在缺省的情况下，属性是可选的。如需规定属性为必选，请使用"use"属性：

对内容的限定

当XML元素或属性拥有被定义的数据类型时，就会向元素或属性的内容添加限定。假如XML元素的类型是"xs:date"，而其包含的内容是类似"Hello World"的字符串，元素将不会（通过）验证。通过XML Schema，您也可向您的XML元素及属性添加自己的限定。这些限定被称为facet（编者注：意为(多面体的)面，可译为限定面）。您会在下一节了解到更多有关facet的知识。

XSD 限定/Facets

限定（restriction）用于为XML元素或者属性定义可接受的值。对XML元素的限定被称为facet。

对值的限定

下面的例子定义了带有一个限定且名为"age"的元素，age的值不能低于0或者高于120：

对一组值的限定

如需把XML元素的内容限制为一组可接受的值，我们要使用枚举约束（enumeration constraint）。

下面的例子定义了带有一个限定的名为"car"的元素，可接受的值只有Audi，Golf，BMW：

上面的例子也可以被写为：

注意：在这种情况下，类型"carType"可被其他元素使用，因为它不是"car"元素的组成部分。

对一系列值的限定

如需把XML元素的内容限制定义为一系列可使用的数字或字母，我们要使用模式约束（pattern constraint）。

下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素，可接受的值只有小写字母a-z其中的一个：

下一个例子定义了带有一个限定的名为"initials"的元素，可接受的值是大写字母A-Z其中的三个：

下一个例子也定义了带有一个限定的名为"initials"的元素，可接受的值是大写或小写字母a-z其中的三个：

下一个例子定义了带有一个限定的名为"choice"的元素，可接受的值是字母x，y或z中的一个：

下一个例子定义了带有一个限定的名为"prodid"的元素，可接受的值是五个阿拉伯数字的一个序列，且每个数字的范围是0-9：

对一系列值的其他限定

下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素，可接受的值是a-z中零个或多个字母：

下面的例子定义了带有一个限定的名为"letter"的元素，可接受的值是一对或多对字母，每对字母由一个小写字母后跟一个大写字母组成。举个例子，“sToP"将会通过这种模式的验证，但是是"Stop”、"STOP"或者"stop"无法通过验证：

下面的例子定义了带有一个限定的名为"gender"的元素，可接受的值是male或者female：

下面的例子定义了带有一个限定的名为"password"的元素，可接受的值是由8个字符组成的一行字符，这些字符必须是大写或小写字母a-z亦或数字0-9：

对长度的限定

如需限制元素中值的长度，我们需要使用length、maxLength以及minLength限定。

下面的例子定义了带有一个限定且名为"password"的元素，其值必须精确到8个字符：

这个例子也定义了带有一个限定的名为"password"的元素，其值最小为5个字符，最大为8个字符：

数据类型的限定

限定	描述
enumeration	定义可接受值的一个列表。
fractionDigits	定义所允许的最大的小数位数。必须大于等于0。
length	定义所允许的字符或者列表项目的精确数目。必须大于或等于0。
maxExclusive	定义数值的上限。所允许的值必须小于此值。
maxInclusive	定义数值的上限。所允许的值必须小于或等于此值。
maxLength	定义所允许的字符或者列表项目的最大数目。必须大于或等于0。
minExclusive	定义数值的下限。所允许的值必需大于此值。
minInclusive	定义数值的下限。所允许的值必需大于或等于此值。
minLength	定义所允许的字符或者列表项目的最小数目。必须大于或等于0。
pattern	定义可接受的字符的精确序列。
totalDigits	定义所允许的阿拉伯数字的精确位数。必须大于0。
whiteSpace	定义空白字符（换行、回车、空格以及制表符）的处理方式。

XSD 复合元素

复合元素包含了其他的元素及/或属性。

什么是复合元素？

复合元素指包含其他元素及/或属性的XML元素。有四种类型的复合元素：

1. 空元素
2. 包含其他元素的元素
3. 仅包含文本的元素
4. 包含元素和文本的元素
   注释：上述元素均可包含属性！

下面举例说明复合元素。

• 复合元素，“product”，是空的：

• 复合元素，“employee”，仅包含其他元素：

       	
        
         John
        	
        
         Smith
        
       

• 复合元素，“food”，仅包含文本：

       
        Ice cream
       

• 复合元素，“description”，包含元素和文本：

       
        	It happened on 
        
         03.03.99
         ....
       

如何定义复合元素？

请看这个复合XML元素，“employee”，仅包含其他元素：

   	
    
     John
    	
    
     Smith
    
   

在XML Schema中，我们有两种方式来定义复合元素：

1. 通过命名此元素，可直接对"employee"元素进行声明，就像这样：

   假如您使用上面所描述的方法，那么仅有"employee"可使用所规定的复合类型。请注意其子元素，“firstname"以及"lastname”，被包围在指示器<sequence>中。这意味着子元素必须以它们被声明的次序出现。您会在XSD指示器这一节学习更多有关指示器的知识。

2. "employee"元素可以使用type属性，这个属性的作用是引用要使用的复合类型的名称：

   如果您使用了上面所描述的方法，那么若干元素均可以使用相同的复合类型，比如这样：

   您也可以在已有的复合元素之上以某个复合元素为基础，然后添加一些元素，就像这样：

XSD 复合空元素

空的复合元素不能包含内容，只能含有属性。例如，一个空的XML元素如下：

上面的"product"元素根本没有内容。为了定义无内容的类型，我们就必须声明一个在其内容中只能包含元素的类型，但是实际上我们并不会声明任何元素，比如这样：

在上面的例子中，我们定义了一个带有复合内容的复合类型。complexContent元素给出的信号是，我们打算限定或者拓展某个复合类型的内容模型，而integer限定则声明了一个属性但不会引入任何的元素内容。

不过，也可以更加紧凑地声明此"product"元素：

或者您可以为一个complexType元素起一个名字，然后为"product"元素设置一个type属性并引用这个complexType名称（通过使用此方法，若干个元素均可引用相同的复合类型）：

XSD 复合类型指示器

通过指示器，我们可以控制在文档中使用元素的方式。

指示器

XML Schema中有七种指示器，如下：

Order 指示器

Order 指示器用于定义元素的顺序。

• All 指示器

  <all>指示器规定子元素可以按照任意顺序出现，且每个子元素必须只出现一次：

  注释：当使用<all>指示器时，你可以把<minOccurs>设置为0或者1，而只能把<maxOccurs>指示器设置为1（稍后将讲解<minOccurs>以及<maxOccurs>）。

• Choice 指示器

  <choice>指示器规定可出现某个子元素或者可出现另外一个子元素（非此即彼）：

  提示：如需设置子元素出现任意次数，可将<maxOccurs>（稍后会讲解）设置为unbounded（无限次）。

• Sequence 指示器

  <sequence>规定子元素必须按照特定的顺序出现：

Occurrence 指示器

Occurrence 指示器用于定义某个元素出现的频率。对于所有的"Order"和"Group"指示器（any、all、choice、sequence、group name以及group reference），其中的maxOccurs以及minOccurs的默认值均为1。

• maxOccurs 指示器

  <maxOccurs>指示器可规定某个元素可出现的最大次数：

  上面的例子表明，子元素"child_name"可在 “person” 元素中最少出现一次（其中minOccurs的默认值是1），最多出现10次。

• minOccurs 指示器

  <minOccurs>指示器可规定某个元素能够出现的最小次数：

  上面的例子表明，子元素"child_name"可在"person"元素中出现最少0次，最多出现10次。

  提示：如需使某个元素的出现次数不受限制，请使用maxOccurs="unbounded"这个声明。

案例

下面是一个名为"Myfamily.xml"的XML文件：

   
   	
    		
     
      Tony Smith
     		
     
      Cecilie
     	
    	
    		
     
      David Smith
     		
     
      Jogn
     		
     
      mike
     		
     
      kyle
     		
     
      mary
     	
    	
    		
     
      Michael Smith
     	
    
   

上面这个XML文件含有一个名为"persons"的根元素。在这个根元素内部，我们定义了三个"person"元素。每个"person"元素必须含有一个"full_name"元素，同时它可以包含多至4个"child_name"元素。下面是Schema文件"family.xsd"：

一个综合案例

这是名为"shiporder.xsd"的Schema文件的文档清单：

依据以上Scheme文档编写的shiporder.xml文件：

   
   			
    
     xxx
    	
    		
     
      haha
     		
     
天门
		
     
      天门市
     		
     
      中国
     	
    	
    		
     		
     
      笔记
     		
     
      12
     		
     
      0.1
     	
    
   

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