Язык XML. Язык запросов X-Query

   Вот небольшой пример для нашего XML-документа:

<?xml encoding="koi8-r"?>

<!ELEMENT log (event)+>

<!ELEMENT event (ip-from,method,uri-to,result)>

<!ELEMENT method (#PCDATA)>

<!ELEMENT ip-from (#PCDATA)>

<!ELEMENT url-to (#PCDATA)>

<!ELEMENT response (#PCDATA)>

<!ATTLIST event

  result CDATA #IMPLIED

  date CDATA #IMPLIED>

   Сохранить этот файл под именем log.dtd и включить в XML-документ новую строчку:

    <!--DOCTYPE log SYSTEM "log.dtd"-->

   Теперь верифицирующий XML-анализатор при обработке документа будет сверять порядок определения элементов и их атрибутов с тем, как это указано у нас в DTD-нотациях и в случае нарушения внутренней структуры выдавать сообщение об ошибке.

Объектная модель документа (DOM)

   Одним из самых мощных  интерфейсов доступа к содержимому XML документов является Document Object Model - DOM.

   Объектная модель XML документов  является представлением его  внутренней структуры в виде  совокупности определенных объектов. Для удобства эти объекты организуются  в некоторую древообразную структуру данных - каждый элемент документа может быть отнесен к отдельной ветви, а все его содержимое, в виде набора вложенных элементов, комментариев, секций CDATA и т.д. представляется в этой структуре поддеревьями. Т.к. в любом правильно составленном XML-документе обязательно определен главный элемент, то все содержимое можно рассматривать как поддеревья этого основного элемента, называемого в таком случае корнем дерева документа. Для следующего фрагмента XML документа:

<tree-node>

  <node-level1>

    <node-level2/>

    <node-level2>text</node-level2>

    <node-level2/>

  </node-level1>

<node-level1>

   <node-level2>text</node-level2>

<node-level1>

    <node-level2/>

    <node-level2><node-level3/></node-level2>

</node-level1>

</tree-node>

дерево элементов выглядит так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объектное представление структуры документа  не является чем-то новым для разработчиков. Для доступа к содержимому HTML страницы в сценариях давно используется объектно-ориентированный подход, - доступные для Java Script или VBScript элементы HTML документа могли создаваться, модифицироваться и просматриваться при помощи соответствующих объектов. Но их список и набор методов постоянно изменяется и зависит от типа браузера и версии языка. Для того чтобы обеспечить независимый от конкретного языка программирования и типа документа интерфейс доступа к содержимому структурированного документа в рамках W3 консорциума была разработана и официально утверждена спецификация объектной модели DOM Level 1.

   DOM - это спецификация универсального  платформо- и программно-независимого  доступа к содержимому документов. DOM является стандартным способом  построения объектной модели  любого HTML или XML документа, при помощи которой можно производить поиск нужных фрагментов, создавать, удалять и модифицировать его элементы.

   Для  описания интерфейсов доступа к содержимому XML документов в спецификации DOM применяется платформонезависимый язык IDL и для использования их необходимо "перевести" на какой-то конкретный язык программирования. С точки зрения разработчиков прикладных программ DOM выглядит как набор объектов с определенными методами и свойствами.

 

 

Создание XML-документа

   Для создания XML документа  в простейшем случае вам не  понадобится ничего кроме обычного  текстового редактора. Вот  пример небольшого XML-документа, используемого вместо обычной записной книжки:

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

<notepad>

<note id="1" date="12/04/99" time="13:40">

<subject>Важная деловая встреча</subject>

 <importance/>

<text>

 Надо встретиться  с <person id="1625">

 Иваном Ивановичем</person>, предварительно

 позвонив ему по  телефону <tel>123-12-12</tel>

 </text>

</note>

...

<note id="2" date="12/04/99" time="13:58">

<subject>Позвонить домой</subject>

<text>

<tel>124-13-13</tel>

</text>

</note>

</notepad>

   При создании собственного языка разметки вы можете придумывать любые названия элементов, (почти любые, т.к. список допустимых символов ограничен и приведен в спецификации XML), соответствующих контексту их использования. В нашем примере приведен лишь один из многочисленных способ создания структуры дневника. В этом и заключается гибкость и расширяемость XML-производных языков - они создаются разработчиком "на лету", согласно его представлениям о структуре документа, и могут затем использоваться универсальными программами просмотра наравне с любыми другими XML-производными языками, т.к. вся необходимая для синтаксического анализа информация заключена внутри документа.

   Создавая новый формат, необходимо  учитывать тот факт, что документов, "написанных на XML", не может  быть в принципе - в любом случае  авторы документа для его разметки  используют основанный на стандарте XML (т.н. XML-производный) язык, но не сам XML. Поэтому при сохранении созданного файла можно выбрать для него какое-то подходящее названию расширение (например, noteML).

   XML может  использоваться вами для создания  документов какого-то определенного  типа и структурой, необходимой для конкретного приложения.

Правила создания

В общем случае XML- документы должны удовлетворять следующим требованиям:

• В заголовке документа помещается объявление XML, в котором указывается язык разметки документа, номер его версии и дополнительная информация.

• Каждый открывающий тэг, определяющий некоторую область данных в документе обязательно должен иметь своего закрывающего "напарника", т.е., в отличие от HTML, нельзя опускать закрывающие тэги.

• В XML учитывается регистр символов.

• Все значения атрибутов, используемых в определении тэгов, должны быть заключены в кавычки.

• Вложенность тэгов в XML строго контролируется, поэтому необходимо следить за порядком следования открывающих и закрывающих тэгов.

• Вся информация, располагающаяся между начальным и конечными тэгами, рассматривается в XML как данные и поэтому учитываются все символы форматирования (т.е. пробелы, переводы строк, табуляции не игнорируются, как в HTML).

Если XML- документ не нарушает приведенные правила, то он называется формально-правильным и  все анализаторы, предназначенные для разбора XML- документов, смогут работать с ним корректно.

Однако  кроме проверки на формальное соответствие грамматике языка, в документе могут присутствовать средства контроля над содержанием документа, за соблюдением правил, определяющих необходимые соотношений между элементами и формирующих структуру документа. Например, следующий текст, являясь вполне правильным, XML- документом будет абсолютно бессмысленным:

<country><title>Russia</title><city><title>

Novosibirsk</country></title></city>

Для того чтобы  обеспечить проверку корректности XML- документов, необходимо использовать анализаторы, производящие такую проверку и называемые верифицирующими.

На сегодняшний  день существует два способа контроля правильности XML- документа: DTD – определения (Document Type Definition) и схемы данных (Semantic Schema). Более подробно об использовании DTD и схемах мы поговорим в следующих разделах. В отличие от SGML, определение DTD- правил в XML не является необходимостью, и это обстоятельство позволяет нам создавать любые XML- документы, не ломая пока голову над весьма непростым синтаксисом DTD.

Структура документа

Простейший XML- документ может выглядеть  так:

<?xml version="1.0"?> 

<list_of_items>

<item id="1"><first/>Первый</item>

<item id="2">Второй <sub_item>подпункт 1

</sub_item></item>

<item id="3">Третий</item>

<item id="4"><last/>Последний</item>

</list_of_items>

Обратите внимание на то, что этот документ очень похож на обычную HTML-страницу. Так же, как и в HTML, инструкции, заключенные в угловые скобки называются тэгами и служат для разметки основного текста документа. В XML существуют открывающие, закрывающие и пустые тэги.

Тело документа XML состоит из элементов  разметки (markup) и непосредственно  содержимого документа - данных (content). XML- тэги предназначены для определения элементов документа, их атрибутов и других конструкций языка.

Любой XML- документ должен всегда начинаться с инструкции <?xml?>, внутри которой  также можно задавать номер версии языка, номер кодовой страницы и  другие параметры, необходимые программе-анализатору в процессе разбора документа.

Конструкции языка

Содержимое XML- документа представляет собой набор элементов, секций CDATA, директив анализатора, комментариев, спецсимволов, текстовых данных. Рассмотрим каждый из них подробней.

Элементы данных

Элемент - это структурная единица XML- документа. Заключая слово rose в в тэги <flower> </flower> , мы определяем непустой элемент, называемый <flower>, содержимым которого является rose. В общем случае в качестве содержимого элементов могут выступать как просто какой-то текст, так и другие, вложенные, элементы документа, секции CDATA, инструкции по обработке, комментарии, - т.е. практически любые части XML- документа.

Любой непустой элемент должен состоять из начального, конечного тэгов и данных, между ними заключенных. Например, следующие фрагменты будут являться элементами:

<flower>rose</flower>

<city>Novosibirsk</city>,

 а эти - нет:

<rose>

<flower>

rose

Набором всех элементов, содержащихся в документе, задается его структура и определяются все иерархические соотношения. Плоская модель данных превращается с использованием элементов в сложную иерархическую систему со множеством возможных связей между элементами. Например, в следующем примере мы описываем месторасположение Новосибирских университетов (указываем, что Новосибирский Университет расположен в городе Новосибирске, который, в свою очередь, находится в России), используя для этого вложенность элементов XML :

<country id="Russia">

<cities-list>

<city>

<title>Новосибирск</title>

<state>Siberia</state>

<universities-list>

<university id="2">

<title>Новосибирский Государственный

Технический Университет</title>

<noprivate/>

<address URL="www.nstu.ru"/>

<description>очень хороший институт</description>

</university> 

<university id="2">

<title>Новосибирский  Государственный 

Университет</title>

<noprivate/>

<address URL="www.nsu.ru"/>

<description>тоже не плохой</description>

</university> 

</universities-list>

</city>

</cities-list>

</country>

Производя в последствии поиск в этом документе, программа клиента будет  опираться на информацию, заложенную в его структуру - используя элементы документа. Т.е. если, например, требуется найти нужный университет в нужном городе, используя приведенный фрагмент документа, то необходимо будет просмотреть содержимое конкретного элемента <university>, находящегося внутри конкретного элемента <city>. Поиск при этом, естественно, будет гораздо более эффективен, чем нахождение нужной последовательности по всему документу.

В XML документе, как правило, определяется хотя бы один элемент, называемый корневым и с него программы-анализаторы начинают просмотр документа. В приведенном примере этим элементом является <country>

В некоторых  случаях тэги могут изменять и уточнять семантику тех или иных фрагментов документа, по разному определяя одну и ту же информацию и тем самым предоставляя приложению-анализатору этого документа сведения о контексте использования описываемых данных. Например, прочитав фрагмент <city>Holliwood</city> мы можем догадаться, что речь в этой части документа идет о городе, а вот во фрагменте <restaurant>Holliwood</restaurant> - о забегаловке.

В случае, если элемент не имеет содержимого, т.е. нет данных, которые он должен определять, он называется пустым. Примером пустых элементов в HTML могут служить такие тэги, как <br>, <hr>, <img>. Необходимо только помнить, что начальный и конечные тэги пустого элемента как бы объединяется в один, и надо обязательно ставить косую черту перед закрывающей угловой скобкой (например, <empty/>).

Комментарии

Комментариями является любая область  данных, заключенная между последовательностями символов <!-- и --> Комментарии пропускаются анализатором и поэтому при разборе структуры документа в качестве значащей информации не рассматриваются.

Атрибуты

Если при определении элементов  необходимо задать какие-либо параметры, уточняющие его характеристики, то имеется возможность использовать атрибуты элемента. Атрибут - это пара "название" = "значение", которую надо задавать при определении элемента в начальном тэге:

<color RGB="true">#ff08ff</color>

<color RGB="false">white</color>

или

<author id=0>Ivan Petrov</author>

Специальные символы

Для того, чтобы включить в документ символ, используемый для определения  каких-либо конструкций языка (например, символ угловой скобки) и не вызвать при этом ошибок в процессе разбора такого документа, нужно использовать его специальный символьный либо числовой идентификатор. Например, &lt; , &gt; &quot; или &#036;(десятичная форма записи), &#x1a (шестнадцатеричная) и т.д. Строковые обозначения спецсиволов могут определяться в XML документе при помощи компонентов (entity).

В XML определены два метода записи специальных символов: ссылка на сущность и ссылка по номеру символа. Сущностью (англ. entity) в XML называются именованные  данные, обычно текстовые, в частности спецсимволы. Ссылка на сущность (англ. entity references) указывается в том месте, где должна быть сущность и состоит из амперсанда («&»), имени сущности и точки с запятой («;»). В XML есть несколько предопределённых сущностей, таких как «lt» (ссылаться на неё можно написав «&lt;») для левой угловой скобки и «amp» (ссылка — «&amp;») для амперсанда, возможно также определять собственные сущности. Помимо записи с помощью сущностей отдельных символов, их можно использовать для записи часто встречающихся текстовых блоков. Ниже приведён пример использования предопределённой сущности для избежания использования знака амперсанда в названии: