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詳解XML中的模式Schema
編輯：XML與XSLT     

文檔定義模型為XML文檔提供了規范，DTD的引入雖然解決了XML文檔的規范化問題，但它文件格式類型和XML文件格式類型不一致，同時DTD提供的數據類型有限有時候無法滿足行業的需求，所以引入了Schema。Schema模式可以確定XML文檔的元素和屬性的結構、元素的順序、元素和屬性的數據值，根據范圍、枚舉以及樣式匹配等。

一、Schema初識

XML Schema語言也被稱為XML Schema Definition (XSD)，它的作用是定義一份XML文檔的合法組件群（XML文檔的結構），就像DTD的作用一樣。 XML Schema以XML語言作為基礎，也可以說XML Schema自身就是XML的一種應用。

1、Schema作用

XML Schema和DTD的作用一樣，都是用來定義一個XML文檔的結構的模式，那麼為什麼有了DTD還要有XML Schema呢？ 因為，XML Schema比DTD作用更加強大。

Xml Schema 比 DTD的優越性：
（1）模式是可擴展的
（2）模式比 DTD 功能更豐富且更有用
（3）模式是用 XML 編寫的
（4）模式支持數據類型
（5）模式支持名稱空間
（6）不需要在學習其他的語言
（7）可以直接使用XML編輯器來編寫XML Schema
（8）可以直接使用XML解析器來解析XML Schema
（9）可以使用XML DOM來靈活的操作XML Schema
（10）可以使用XSLT技術來轉換XML Schema

2、對比學習

1.1 作用上

兩者相同，都是定義了一個XML文檔的結構的模式。

1.2 用法上

兩者作用相同，但是語法上有些區別。Schema是DTD的擴展，同樣支持元素和屬性的定義，並且定義的語法相似，但Schema可以給元素和屬性添加相應的數據類型，同時還引入了全局和局部元素聲明的語法，另外根據元素和屬性的數據內容引入了簡單類型和復雜類型。
所謂的簡單類型(SimpleType)和復雜類型(ComplexType)，它們本身並不是具體的數據類型，它們只是對節點或者自定義類型的類型作一個抽象的說明。

也就是說Schema的引入使得模式的聲明更加類似於我們使用的編程語言。

二、實例詳解

2.1 Schema實例

清單1：User.xml文檔結構

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <?xml version="1.0"？>     
  2. <用戶列表>     
  3.     <用戶>     
  4.          <用戶名>xx</用戶名>     
  5.          <密碼>123456</密碼>     
  6.          <用戶類型>1</用戶類型>     
  7.    </用戶>     
  8. </用戶列表>    

清單2：使用全局組件形式來定義Schema，User.xsd

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <!-- 使用全局組件形式定義 -->     
  2. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  3. <xs:schema xmlns:xs='http://www.w3.org/2001/XMLSchema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
  4.  <xs:element name='用戶列表' type='userlist'/>     
  5.  <xs:complexType name='userlist'><!-- 使用complexType聲明該類型為復合類型的元素 -->     
  6.   <xs:sequence><!-- 使用sequence說明下面的元素必須按順序在XML文檔中顯示 -->     
  7.    <xs:element name='用戶' type='user'/>     
  8.   </xs:sequence>     
  9.  </xs:complexType>     
  10.  <xs:complexType name='user'>     
  11.   <xs:sequence>     
  12.    <xs:element name='用戶名' type='user'/>     
  13.    <xs:element name='密碼' type='user'/>     
  14.    <xs:element name='用戶類型' type='user'/>     
  15.   </xs:sequence>     
  16.  </xs:complexType>     
  17. </xs:schema>    

清單3：使用局部形式定義Schema，User.xsd

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <!-- 使用局部形式定義 -->     
  2. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  3. <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
  4.  <xs:element name='用戶列表'>     
  5.   <xs:complexType>     
  6.    <xs:sequence>     
  7.     <xs:element name='用戶'>     
  8.      <xs:complexType>     
  9.       <xs:sequence>     
  10.        <xs:element name='用戶名' type='xs:string'/>     
  11.        <xs:element name='密碼' type='xs:string'/>     
  12.        <xs:element name='用戶類型' type='xs:integer'/>     
  13.       </xs:sequence>     
  14.      </xs:complexType>     
  15.     </xs:element>     
  16.    </xs:sequence>     
  17.   </xs:complexType>     
  18.  </xs:element>     
  19. </xs:schema>    

清單2和清單3的都定義了User.xsd，它們的作用是相同的，都是為了驗證XML文檔的合法性，但定義的方法不同，清單2是使用全局組件的形式定義，而清單3使用的局部形式定義，具體的區別請看下文。


2.2 基本用法

上文中我們分別從作用和用法上對Schema和DTD進行了對比分析，Schema和DTD最大的區別在於Schema引入了數據類型，其它的如元素和屬性的聲明等類似於DTD，在下面討論時就不再詳述。

Schema基本內容導圖：

2.2.1 引用語法
當一個模式文件建立好以後，可以用它來驗證某一個XML文檔的有效性，也就是說檢驗某個XML文檔是否遵循了模式文件的定義。 那麼，XML文檔怎麼來引用一個模式文檔呢？
Schema模型的引用更類似於前面所說的命名空間的應用方法，具體實例如下：

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  2. <用戶列表 xmlns:xsi=http://www.nishishui.org/2000/XMLSchema xsi:noNamespaceSchemaLocation='user.xsd'><!-- 引用user.xsd -->     
  3.  <用戶>     
  4.   <用戶名>我是誰</用戶名>     
  5.   <密碼>123456</密碼>     
  6.   <用戶類型>1</用戶類型>     
  7.  </用戶>     
  8. </用戶列表>    

2.2.2 元素類型
（1）按照內容的不同分為簡單和復雜元素，分別使用simpleType和complexType標示。
簡單元素：元素中內容只能是文本，不包含其它的元素和屬性。

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  2. <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
  3.     <xs:element name='age'>     
  4.         <xs:simpleType><!-- 使用關鍵字simpleType聲明簡單元素 -->     
  5.             <!--restriction關鍵字結合minInclusive和maxInclusive控制了XML中元素可接受的值范圍為0~100-->     
  6.             <xs:restriction base="xs:integer">     
  7.                 <xs:minInclusive value='0'/>     
  8.                 <xs:maxInclusive value='100'/>     
  9.             </xs:restriction>     
  10.         </xs:simpleType>     
  11.     </xs:element>     
  12. </xs:schema>   

復雜元素：元素中包含其它的元素和屬性。它有四種類型，分別是空元素、只包含其他元素、只包含正文、包含正文又包含其他元素。

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  2. <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
  3.     <xs:element name='age'>     
  4.         <xs:complexType><!-- 使用關鍵字complexType聲明復雜元素 -->     
  5.             <!--sequence控制XML內容中元素出現的順序-->     
  6.             <xs:sequence>     
  7.                 <!-- 定義具體的元素，這些都是簡單元素-->     
  8.                 <xs:element name='firstname' type='xs:string'/>     
  9.                 <xs:element name='lastname' type='xs:string'/>     
  10.             </xs:sequence>     
  11.         </xs:complexType>     
  12.     </xs:element>     
  13. </xs:schema>    

（2）按照定義位置可分為局部和全局元素。
全局元素：<element>元素的父元素必須是<schema>；
局部元素：局部元素聲明只能出現在復雜類型（<complexType>元素）定義內部。即<element>元素的父元素只能是<all>、<choice>或<sequence>元素。

XML/HTML Code復制內容到剪貼板
  1. <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>     
  2. <xs:schema xmlns:xs='http://www.nishishui.org/2000/XML Schema' elementFormDefault='qualified' attributeFormDefualt='unqualified'>     
  3.     <xs:element name='用戶' type='user'/><!-- 全局元素 -->     
  4.     <xs:element name='用戶名' type='xs:string'/><!-- 全局元素 -->     
  5.     <xs:element name='密碼' type='xs:string'><!-- 全局元素 -->     
  6.         <xs:complexType name='user'>     
  7.             <!--sequence控制XML內容中元素出現的順序-->     
  8.             <xs:sequence>     
  9.                 <!-- 定義具體的元素，這些都是簡單元素-->     
  10.                 <!-- 定義局部元素，使用ref關鍵字引用，並使用minOccurs和maxOccurs制定元素出現的最少和最多的次數-->     
  11.                 <xs:element ref='用戶名' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->     
  12.                 <xs:element ref='密碼' minOccurs='0' maxOccurs='1'/><!-- 局部元素-->     
  13.             </xs:sequence>     
  14.         </xs:complexType>     
  15.     </xs:element>     
  16. </xs:schema>    
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