XML 簡介及用法詳解

来源:https://www.cnblogs.com/xiaowange/p/18074166
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XML 是一種用於存儲和傳輸數據的與軟體和硬體無關的工具。 什麼是XML？ XML代表eXtensible Markup Language（可擴展標記語言）。XML是一種與HTML非常相似的標記語言。XML被設計用於存儲和傳輸數據。XML被設計成具有自我描述性。XML不執行任何操作，也許有點難理解， ...


XML 是一種用於存儲和傳輸數據的與軟體和硬體無關的工具。

什麼是XML？

XML代表eXtensible Markup Language（可擴展標記語言）。XML是一種與HTML非常相似的標記語言。XML被設計用於存儲和傳輸數據。XML被設計成具有自我描述性。XML不執行任何操作，也許有點難理解，但XML不執行任何操作。

XML示例

這是一張存儲為XML的給Tove的Jani的便簽：

<note>
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
  <heading>Reminder</heading>
  <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

上面的XML相當自我描述：

  • 它包含了發件人信息
  • 它包含了收件人信息
  • 它有一個標題
  • 它有一個消息正文

但是，上面的XML仍然不執行任何操作。XML只是用標記包裝的信息。

必須有人編寫一段軟體來發送、接收、存儲或顯示它：

Note
To: Tove

From: Jani

Reminder
Don't forget me this weekend!

XML和HTML的區別

XML和HTML是出於不同目的而設計的：

  • XML被設計用於攜帶數據 - 專註於數據是什麼
  • HTML被設計用於顯示數據 - 專註於數據的呈現方式

XML標簽不像HTML標簽那樣是預定義的。XML語言沒有預定義的標簽。上面示例中的標簽（如<to>和<from>）在任何XML標準中都未定義。這些標簽是XML文檔的作者“創造”的。

HTML使用預定義標簽，如<p>、<h1>、<table>等。使用XML，作者必須定義標簽和文檔結構。

XML是可擴展的

大多數XML應用程式即使添加（或刪除）新數據也能正常工作。

想象一個應用程式，設計用於顯示note.xml的原始版本（<to> <from> <heading> <body>）。然後想象一個具有添加的<date>和<hour>元素以及刪除<heading>的新版本的note.xml。

XML構造的方式使得舊版本的應用程式仍然可以工作：

<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>

舊版本

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簡化事務

  • XML簡化數據共用
  • XML簡化數據傳輸
  • XML簡化平臺更改
  • XML簡化數據可用性

許多電腦系統包含以不相容格式存儲的數據。在不相容的系統（或升級的系統）之間交換數據對於Web開發人員來說是一項耗時的任務。必須轉換大量數據，並且通常會丟失不相容的數據。

XML以純文本格式存儲數據。這提供了一種與軟體和硬體無關的存儲、傳輸和共用數據的方式。

XML還使得擴展或升級到新的操作系統、新的應用程式或新的瀏覽器變得更容易，而不會丟失數據。

使用XML，數據可以供各種“閱讀機器”使用，如人類、電腦、語音機器、新聞源等。

XML的用途

XML在Web開發的許多方面都得到了應用。

XML分離數據與演示

XML通常用於將數據與演示分離。XML不包含有關如何顯示的任何信息。相同的XML數據可以在許多不同的演示情境中使用。因此，使用XML，數據和演示之間存在完全的分離。

XML通常與HTML搭配使用

在許多HTML應用程式中，XML用於存儲或傳輸數據，而HTML用於格式化和顯示相同的數據。

XML分離數據與HTML

在HTML中顯示數據時，當數據發生變化時不應該修改HTML文件。使用XML，數據可以存儲在單獨的XML文件中。通過幾行JavaScript代碼，您可以讀取一個XML文件並更新任何HTML頁面的數據內容。

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>

事務數據

存在成千上萬種XML格式，用於描述不同行業的日常數據交易：

  • 股票和股份
  • 金融交易
  • 醫療數據
  • 數學數據
  • 科學測量
  • 新聞信息
  • 天氣服務

示例 XML

XMLNews是用於交換新聞和其他信息的規範。使用標準使得新聞製作者和新聞消費者更容易在不同的硬體、軟體和編程語言之間產生、接收和存檔任何類型的新聞信息。

一個示例XMLNews文檔：

<?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 天氣服務

來自美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的XML國家氣象服務：

<?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樹

XML文檔形成了一棵樹狀結構，從“根”開始分支到“葉子”。

XML樹結構

1

DOM節點樹

一個XML文檔可以被看作是一棵樹，這被稱為DOM（Document Object Model）節點樹。DOM節點樹以根節點為起點，分支到各個子節點，形成一個層級結構。

一個XML文檔的示例

上圖表示了XML中的圖書：

<?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樹結構

XML文檔被形成為元素樹。

XML樹始於根元素，從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>

術語父元素、子元素和兄弟元素用於描述元素之間的關係。

  • 父元素有子元素。
  • 子元素有父元素。
  • 兄弟元素是在同一級別上的子元素（兄弟姐妹）。

所有元素都可以有文本內容（例如：Harry Potter）和屬性（例如：category="cooking"）。

自描述語法

XML使用了一種非常自描述的語法。

一個前導定義了XML版本和字元編碼：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

下一行是文檔的根元素：

<bookstore>

下一行開始了一個<book>元素：

<book category="cooking">

<book>元素有4個子元素：<title>、<author>、<year>、<price>。

<title lang="en">Everyday Italian</title>
<author>Giada De Laurentiis</author>
<year>2005</year>
<price>30.00</price>

下一行結束了<book>元素：

</book>

從這個例子中，您可以假設XML文檔包含了有關書店中書籍的信息。

XML語法規則

XML的語法規則非常簡單和邏輯。這些規則易於學習和使用。

XML文檔必須有一個根元素

XML文檔必須包含一個作為所有其他元素的父元素的根元素：

<root>
  <child>
    <subchild>.....</subchild>
  </child>
</root>

在這個例子中，<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前導部分

這一行被稱為XML前導部分：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

XML前導部分是可選的。如果存在，它必須在文檔中首先出現。

所有XML元素必須有一個結束標簽

在XML中，省略結束標簽是非法的。所有元素必須有一個結束標簽：

<p>This is a paragraph.</p>
<br />

XML標簽區分大小寫

XML標簽是區分大小寫的。標簽<Letter>與標簽<letter>是不同的。

開放和關閉標簽必須使用相同的大小寫

<message>This is correct</message>

“開放和關閉標簽”通常被稱為“開始和結束標簽”。

XML元素必須嵌套正確

在XML中，所有元素必須在彼此之內正確嵌套：

<b><i>This text is bold and italic</i></b>

XML屬性值必須始終用引號括起來

XML元素可以具有類似HTML中的名稱/值對的屬性。在XML中，屬性值必須始終用引號括起來：

<note date="12/11/2007">
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
</note>

實體引用

在XML中，一些字元具有特殊的含義。為了避免解釋錯誤，需要使用實體引用：

<message>salary &lt; 1000</message>

XML中的註釋

在XML中編寫註釋的語法與HTML類似：

<!-- This is a comment -->

在XML中保留空白

XML不截斷多個空白，保留所有空白字元。

XML將新行存儲為LF

XML將新行存儲為LF（Line Feed）。

格式良好的XML

符合上述語法規則的XML文檔被稱為“格式良好”的XML文檔。

XML元素

一個XML文檔包含XML元素。

什麼是XML元素？

一個XML元素是從（包括）元素的開始標簽到（包括）元素的結束標簽的所有內容。

<price>29.99</price>

一個元素可以包含：

  • 文本
  • 屬性
  • 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> 具有文本內容，因為它們包含文本（如29.99）。
  • <bookstore> 和 <book> 具有元素內容，因為它們包含元素。
  • <book> 具有一個屬性（category="children"）。

空XML元素

沒有內容的元素被稱為空元素。

在XML中，可以這樣表示一個空元素：

<element></element>

也可以使用所謂的自閉合標簽：

<element />

這兩種形式在XML軟體（閱讀器、解析器、瀏覽器）中產生相同的結果。

空元素可以有屬性。

XML命名規則

XML元素必須遵循以下命名規則：

  • 元素名稱區分大小寫
  • 元素名稱必須以字母或下劃線開頭
  • 元素名稱不能以字母xml（或XML、Xml等）開頭
  • 元素名稱可以包含字母、數字、連字元、下劃線和句點
  • 元素名稱不能包含空格

除了xml，任何名稱都可以使用，沒有保留的單詞（除了xml）。

最佳命名實踐

  • 創建描述性的名稱，比如：<person>、<firstname>、<lastname>。
  • 創建簡短和簡單的名稱，比如：<book_title> 而不是 <the_title_of_the_book>。

命名約定

一些常用的XML元素命名約定：

  • 小寫：<firstname>（所有字母都小寫）
  • 大寫：<FIRSTNAME>（所有字母都大寫）
  • 蛇形命名：<first_name>（下劃線分隔單詞，常用於SQL資料庫）
  • 帕斯卡命名：<FirstName>（每個單詞的首字母大寫，C程式員常用）
  • 駱駝命名：<firstName>（每個單詞的首字母大寫，除了第一個，JavaScript中常用）

提示！ 選擇您的命名風格，並始終保持一致！

XML元素是可擴展的

XML元素可以擴展以攜帶更多的信息。

看下麵的XML示例：

<note>
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
  <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

假設我們創建了一個應用程式，從XML文檔中提取<to>、<from>和<body>元素以生成以下輸出：

MESSAGE
To: Tove
From: Jani

Don't forget me this weekend!

想象一下，XML文檔的作者向其添加了一些額外的信息：

<note>
  <date>2008-01-10</date>
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
  <heading>Reminder</heading>
  <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

應用程式是否應該崩潰或中斷？

不應該。應用程式應該仍然能夠在XML文檔中找到<to>、<from>和<body>元素，並生成相同的輸出。

這是XML的優點之一。它可以在不破壞應用程式的情況下進行擴展。

XML屬性

XML元素可以有屬性，就像HTML一樣。

XML屬性必須用引號括起來

屬性值必須始終用引號括起來。可以使用單引號或雙引號。

對於一個人的性別，<person>元素可以這樣寫：

<person gender="female">

或者像這樣：

<person gender='female'>

如果屬性值本身包含雙引號，可以使用單引號，就像在這個例子中：

<gangster name='George "Shotgun" Ziegler'>

或者可以使用字元實體：

<gangster name="George &quot;Shotgun&quot; Ziegler">

XML元素 vs 屬性

在XML中，沒有規定何時使用屬性或何時使用元素的規則。

我最喜歡的方式

以下三個XML文檔包含完全相同的信息：

在第一個例子中使用了一個date屬性：

<note date="2008-01-10">
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
</note>

在第二個例子中使用了一個<date>元素：

<note>
  <date>2008-01-10</date>
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
</note>

在第三個例子中使用了一個擴展的<date>元素：（這是我最喜歡的）

<note>
  <date>
    <year>2008</year>
    <month>01</month>
    <day>10</day>
  </date>
  <to>Tove</to>
  <from>Jani</from>
</note>

避免使用XML屬性？

在使用屬性時要考慮的一些事項有：

  • 屬性不能包含多個值（元素可以）
  • 屬性不能包含樹結構（元素可以）
  • 屬性不容易擴展（以適應將來的更改）

不要陷入這種情況：

<note day="10" month="01" year="2008"
to="Tove" from="Jani" heading="Reminder"
body="Don't forget me this weekend!">
</note>

用於元數據的XML屬性

有時會為元素分配ID引用。這些ID可以用來識別XML元素，方式與HTML中的id屬性類似。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屬性用於標識不同的註釋。它不是註釋本身的一部分。

我想在這裡說的是，元數據（關於數據的數據）應該存儲為屬性，而數據本身應該存儲為元素。

XML命名空間

XML命名空間提供了一種避免元素名稱衝突的方法。

名稱衝突

在XML中，元素名稱由開發人員定義。這通常導致在嘗試混合來自不同XML應用程式的XML文檔時發生衝突。

這個XML包含HTML表信息：

<table>
  <tr>
    <td>Apples</td>
    <td>Bananas</td>
  </tr>
</table>

這個XML包含有關桌子（傢具的一部分）的信息：

<table>
  <name>African Coffee Table</name>
  <width>80</width>
  <length>120</length>
</table>

如果將這些XML片段相加，將會出現名稱衝突。兩者都包含一個<table>元素，但這些元素具有不同的內容和含義。

用戶或XML應用程式將不知道如何處理這些差異。

使用首碼解決名稱衝突

在XML中，可以通過使用名稱首碼輕鬆避免名稱衝突。

這個XML包含有關HTML表和傢具的信息：

<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，不會發生衝突，因為這兩個<table>元素具有不同的名稱。

XML命名空間 - xmlns屬性

在XML中使用首碼時，必須為首碼定義一個命名空間。可以通過元素的開始標記中的xmlns屬性來定義命名空間。

命名空間聲明具有以下語法：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：

  • 第一個<table>元素中的xmlns屬性為h:首碼提供了一個合格的命名空間。
  • 第二個<table>元素中的xmlns屬性為f:首碼提供了一個合格的命名空間。

當為元素定義命名空間時，所有具有相同首碼的子元素都與相同的命名空間相關聯。

命名空間也可以在XML根元素中聲明：


<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>

註意： 解析器不使用命名空間URI查找信息。使用URI的目的是為命名空間提供一個唯一的名稱。然而，公司通常將命名空間用作指向包含命名空間信息的網頁的指針。

統一資源標識符（URI）

統一資源標識符（URI）是一個字元串，用於標識互聯網資源。最常見的URI是統一資源定位符（URL），用於標識互聯網域地址。另一種不太常見的URI類型是統一資源名稱（URN）。

預設命名空間

為元素定義預設命名空間可以避免在所有子元素中使用首碼。它具有以下語法：xmlns="namespaceURI"。

這個XML包含HTML表信息：

  <tr>
    <td>Apples</td>
    <td>Bananas</td>
  </tr>
</table>

這個XML包含有關傢具的信息：

  <name>African Coffee Table</name>
  <width>80</width>
  <length>120</length>
</table>

實際使用中的命名空間

XSLT是一種可用於將XML文檔轉換為其他格式的語言。

下麵的XML文檔是用於將XML轉換為HTML的文檔。

命名空間"http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"標識HTML文檔中的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>

最後

為了方便其他設備和平臺的小伙伴觀看往期文章：

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