XML：可扩展标记语言

XML：可扩展标记语言

主要内容

  • XML介绍
  • DTD
  • XSD
  • DOM解析
  • SAX解析

学习目标

知识点要求
XML介绍掌握
DTD掌握
XSD掌握
DOM解析掌握
SAX解析掌握

一、XML介绍

1. 简介

XML（Extensible Markup Language）可扩展标记语言。严格区分大小写。

2. XML和HTML

XML是用来传输和存储数据的。

XML 多用在框架的配置文件中。

XML 大多平台都支持，所以可以实现跨平台数据传输。

HTML 是用来显示数据的。

3. 语法

<元素名 属性名=”属性值”>文本内容</元素名>

前后元素名相同, 元素名自定义。

每个元素可以有0到多个属性，属性名自定义。

文本内容表示文字。

支持嵌套结构。

结束时元素名前有 /。

4. 语法要求

XML的语法和HTML语法是差不多的，但是比HTML要求更加严格。

​ 1. 元素正确嵌套

​ 2. XML文件的第一行必须是xml声明

​ 3. 只能有一个根节点

​ 4. 严格区分大小写

​ 5. 结束标签必须包含/

​ 6. 属性值必须被""包围起来

​ 7. XML认为换行标记也属于文本节点

​ 8. <!-- --> 注释。有的非官方资料认为这是注释节点。

5. 特殊字符

5.1 实体符号
image-20220328183821908
5.2 转义标签

​ <![CDATA[

​ 要显示的字符

​ ]]>

二、小节实战案例 - 编写XML文件

1. 需求

项目根路径下创建product.xml并存储下面信息。

根节点叫做products，里面包含3个product元素。每个元素里面又包含下面的元素及文本内容

id名称(name)单价(price)颜色（color）尺寸(size)库存(num)
P001蜘蛛王皮鞋268黑色42500
P002ThinkPad x2405678黑色1250
P003WD移动硬盘568蓝色51000

2. 实现

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <!-- xml的文档声明 -->
<products><product><id>P001</id><name>蜘蛛王皮鞋</name><price>268</price><color>黑色</color><size>42</size><num>500</num></product><!-- ... -->
</products>

三、DTD

1. 简介

DTD（Document Type Definition）文档类型定义。

即约束XML文件中可以包含哪些元素、哪些属性、及元素个数和元素之间的关系和元素的顺序。

在包含DTD的XML文件中，如果XML内容不满足DTD要求，会提示错误。

2. 分类

DTD的三种分类：

​ 1. 内部DTD

​ 2. 外部DTD

​ 3. 公共DTD

2.1 内部DTD

直接在XML中编写DTD内容。不推荐。

  1. <!ELEMENT 元素名 (包含内容)> 内容可以是其他标签，也可以是#PCDATA文本内容。

  2. <!ATTLIST 元素名 属性名 CDATA 内容控制> 定义属性

  3. 内容控制可取值：

​ 1. #REQUIRED 必须有这个属性

​ 2. #IMPLIED 可以有也可以没有

​ 3. #FIXED “内容” 必须取固定值

  1. (name,age,score) 表示顺序必须是先name，后age，然后score

  2. student+ 表示student至少出现一次。括号内容的元素名都可以跟下面符号

​ 1. ？表示子元素出现0次到1次 （最多出现一次）

​ 2. + 表示子元素至少出现一次 （至少出现一次 ）

​ 3. *表示子元素可以出现0到多次 （任意）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> <!-- 声明xml文档头 -->
<!-- 内部DTD约束 -->
<!--!DOCTYPE: 固定语法 文档类型students: 自定义根标签名字[]: 存放子标签ELEMENT: 元素(标签)#PCDATA:元素是字符串类型#PCDATA（不能再有子元素，也不能为空）DTD中标签的顺序就是日后使用的顺序, 不允许改变
-->
<!DOCTYPE students[<!-- 标签 --><!--(student): 只能有一对student标签(student?): 0~1次(student+): 至少1次(student*): 0~多次--><!ELEMENT students (student*)><!ELEMENT student (name, age, sex)><!ELEMENT name (#PCDATA)><!ELEMENT age (#PCDATA)><!ELEMENT sex (#PCDATA)><!-- 属性 --><!--ATTLIST: 属性student: 哪个标签指定属性id: 指定的属性名CDATA: 属性控制#REQUIRED: 必须有#FIXED "值": 固定值#IMPLIED: 可有可无--><!ATTLIST student id CDATA #REQUIRED><!ATTLIST name class CDATA #FIXED "qwe"><!ATTLIST age test CDATA #IMPLIED>]><students><student id="aa"><name class="qwe">张三</name><age test="aaa">18</age><sex>男</sex></student>
</students>
2.2 外部DTD

外部DTD是我们自己编写的DTD文件。通过引入方式引入DTD。

在外部创建一个xxx.dtd文件，文件内容和内部dtd [ ] 中的内容相同。

  1. 新建dtd文件
<!ELEMENT students (student*)>
<!ELEMENT student (name, age, sex)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT sex (#PCDATA)>
<!ATTLIST student id CDATA #REQUIRED>
<!ATTLIST name class CDATA #FIXED "qwe">
<!ATTLIST age test CDATA #IMPLIED>
  1. xml引入外部dtd文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE students SYSTEM "aa.dtd">
<students><student id="aa" ><name class="qwe">张三</name><age test="aaa">18</age><sex>男</sex></student>
</students>
2.3 公共DTD

公共DTD是一些开源组织编写的DTD，并且已经发布到互联网中。

公共DTD语法：

​ <!DOCTYPE 根元素 PUBLIC "DTD标识名" "公用DTD的URI">

代码示例：

3. 总结

DTD是较简单的语法检查机制。整体语法较简单，功能较单一。

当需要对XML文件结构更新时，需要修改整个DTD文件，不够灵活。

四、XSD

1. 简介

XSD(XML Schema Definition )XML模式定义。

属于DTD的升级版。完美的解决了DTD使用时不易扩展问题，并且提供了更强大功能。

2. 定义XSD

新建xxx.xsd。

所有需要的元素、属性都需要被定义。

<!--声明xsd约束aa: 自定义名称(随意)schema: 约束(固定)
-->
<aa:schema xmlns:aa="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"><!--aa:element: 标签name: 标签名--><aa:element name="students"><!-- 必须设置为复杂类型 --><aa:complexType><!-- 在此标签中规范了 标签的顺序 --><aa:sequence><!-- 引用其他标签 --><!-- maxOccurs: 指定可以有多少个标签 --><aa:element ref="student" maxOccurs="2"/></aa:sequence></aa:complexType></aa:element><aa:element name="student"><!-- 复杂类型可以指定 包含的标签  属性 --><aa:complexType><aa:sequence><!-- type: 值的类型 --><aa:element name="name" type="aa:string"/><aa:element name="age" type="aa:int"/><aa:element name="sex" type="aa:boolean"/></aa:sequence><!--use: 属性的设置required : 必须存在prohibited: 禁用optional: 可选的fixed="值": 固定值--><aa:attribute name="id" use="optional" fixed="aa"/></aa:complexType></aa:element>
</aa:schema>

3. 引用xsd

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<students xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:noNamespaceSchemaLocation="s.xsd"><student id="aa"><name></name><age>11</age><sex>false</sex></student>
</students>

五、XML 解析

1. 简介

在Java中提供了两种XML解析方式：DOM、SAX。

2. DOM解析

Document Object Model 文档对象模型。把XML文件一次性加载到内存中，并转换为树状模型。然后一个节点一个节点的解析，这种解析方式效率较高，但是比较消耗内存，适用于小型XML文档。

3. SAX

SAX（Simple API for XML）解析：是基于事件的解析，它是为了解决DOM解析的资源耗费而出现的。SAX在解析一份XML文档时，会依次出发文档开始、元素开始、元素结束、文档结束等事件，应用程序通过监听解析过程中所触发的事件即可获取XML文档的内容。该方式不需要事先调入整个文档，优势是占用资源少，内存消耗小，一般在解析数据量较大的文档是采用该方式。

六、DOM解析

1. 简介

DOM解析所有API都是org.w3c包中。

使用DOM操作XML按照标准树状结构一层一层解析。

解析器是基于工厂设计模式的。当获取到文档对象后每个元素都是一个节点，然后操作节点对象。

在DOM解析时，每个换行符都是一个文本节点，所以一定要过滤掉换行。

2. 代码示例

以上面的students作为xml进行解析。

已知XML文件就三层结构，所以直接使用循环进行解析。如果XML文档结构比较深，此处需要使用递归。

public class TestDOM {public static void main(String[] args) throws Exception {parse();}//使用DOM解析XMLpublic static void parse() throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {//1.获取document构建 工厂对象DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();//2.根据文档构建工厂获取文档构建对象/** 将xml变为document* 手动的创建document* */DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();//3.使用文档构建对象, 将xml解析为document对象Document document = db.parse(new File("stu.xml"));//4.根据标签名获取根标签NodeList rootList = document.getElementsByTagName("students");//5.xml中仅会存在一个根标签, 获取这个根标签Node root = rootList.item(0);System.out.println("根节点名称: " + root.getNodeName());//6.获取标签所有的直接子节点NodeList childNodes = root.getChildNodes();for (int i = 0; i < childNodes.getLength(); i++) {//7.获取每一个子节点/** getNodeType(): 结点类型, 常量*           1: 标签结点*           2: 属性结点*           3: 文本结点* */Node item = childNodes.item(i);if (item.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {System.out.println(" 子节点名称: " + item.getNodeName());//8.获取该结点的所有子节点NodeList childNodes1 = item.getChildNodes();for (int j = 0; j < childNodes1.getLength(); j++) {Node item1 = childNodes1.item(j);if (item1.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {System.out.println("   子节点名称: " + item1.getNodeName() + " : " + item1.getTextContent());}}}}}
}

七、使用DOM生成XML

1. 简介

DOM生成XML时主要是创建节点。然后把节点添加到上层节点。

2. 代码示例

public class TestDOM {public static void main(String[] args) throws Exception {transform();}//先构建文档, 再将文档变为xmlpublic static void transform() throws ParserConfigurationException, TransformerException, FileNotFoundException {//1.获取文档构建器工厂对象DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();//2.构建器工厂对象 获取 构建器对象DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();//3.创建文档对象Document document = db.newDocument();//4.创建teachers标签Element teachers = document.createElement("teachers");//5.创建teacher标签Element teacher = document.createElement("teacher");teacher.setAttribute("id", "tea"); //设置属性//6.创建name标签Element name = document.createElement("name");name.setAttribute("class", "na"); //设置属性name.setTextContent("zs");//7.创建age标签Element age = document.createElement("age");age.setTextContent("18");//8.创建sex标签Element sex = document.createElement("sex");sex.setTextContent("男");//9.设置标签之间的关系/* 添加teacher的子标签 */teacher.appendChild(name);teacher.appendChild(age);teacher.appendChild(sex);/* 添加teachers的子标签 */teachers.appendChild(teacher);/* 添加文档的子标签 */document.appendChild(teachers);/* 设置为独立的xml */document.setXmlStandalone(true);//10.将document对象变为xml//10.1 创建转换器工厂对象TransformerFactory tff = TransformerFactory.newInstance();//10.1 根据转换器工厂对象 获取 转换器Transformer tf = tff.newTransformer();tf.setOutputProperty(OutputKeys.INDENT, "yes");tf.setOutputProperty("{http://xml.apache.org/xslt}indent-amount", "2");//10.3 将document转化为xml  通过流输出到指定的位置/** 参数1: 指定document源* 参数2: 输出的位置* */tf.transform(new DOMSource(document), new StreamResult(new FileOutputStream("teacher.xml")));}
}

八、SAX解析

1. 简介

SAX解析是基于事件模型完成的。所有的API都在org.xml中。

SAX解析时也会识别换行为文本节点，这个坑一定躲避。

2. 代码示例

public class TestSAX {public static void main(String[] args) throws Exception {parse();}public static void parse() throws Exception {//1.SAX解析器工厂对象SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();//2.基于工厂对象获取解析器对象SAXParser sp = spf.newSAXParser();//3.使用解析器解析xmlsp.parse(new File("java_day13/teacher.xml"), new MyHandler());}public class MyHandler extends DefaultHandler {String name = null;@Overridepublic void startDocument() throws SAXException {System.out.println("文档开始解析");}@Overridepublic void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {System.out.println("开始解析, 标签名: " + qName);name = qName;}@Overridepublic void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {String s = new String(ch, start, length);System.out.println(s);}@Overridepublic void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {System.out.println("解析结束, 标签名: " + qName);}@Overridepublic void endDocument() throws SAXException {System.out.println("文档解析结束");}}}

九、SAX 生成

1. 简介

SAX 生成XML 和手写XML比较相似。

也是在调用5个操作方法。

2. 代码示例

public class TestSAX {public static void main(String[] args) throws Exception {parse();}public void transfom() throws TransformerConfigurationException, FileNotFoundException, SAXException {//1.创建转换器工厂SAXTransformerFactory stff = (SAXTransformerFactory) SAXTransformerFactory.newInstance();//2.根据工厂获取转换器/** 传输* 创建xml* */TransformerHandler th = stff.newTransformerHandler();Transformer transformer = th.getTransformer();transformer.setOutputProperty(OutputKeys.INDENT, "yes");transformer.setOutputProperty(OutputKeys.ENCODING, "utf-8");transformer.setOutputProperty("{http://xml.apache.org/xslt}indent-amount", "2");th.setResult(new StreamResult(new FileOutputStream("stu.xml")));th.startElement(null, null, "students", null);AttributesImpl attributes = new AttributesImpl();attributes.addAttribute(null, null, "id", null, "aa");th.startElement(null, null, "student", attributes);th.startElement(null, null, "name", null);char[] chars = "zs".toCharArray();th.characters(chars, 0, chars.length);th.endElement(null, null, "name");th.startElement(null, null, "age", null);char[] chars1 = "19".toCharArray();th.characters(chars1, 0, chars1.length);th.endElement(null, null, "age");th.startElement(null, null, "sex", null);char[] chars2 = "男".toCharArray();th.characters(chars2, 0, chars2.length);th.endElement(null, null, "sex");th.endElement(null, null, "student");th.endElement(null, null, "students");th.endDocument();}
}

作业:

使用SAX | DOM 解析xml, 将解析xml的代码封装到一个方法中, 调用该方法返回一个对象(将xml解析的内容创建对象. 设置属性值, 返回对象)

<phone id="iph"><name>ls</name><price>1999</price><color>黑色</color>
</phone>解析后:phone对象 属性值 name ls  price 1999 color 黑色

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