Язык XML. Язык запросов X-Query

Если значением выражения проверки являются булевское значение true или  непустая последовательность (используемая как «проверка существования»), то выполняется оператор then.

Если значением выражения проверки являются булевское значение false или пустая последовательность, то выполняется оператор else.

В противном случае условное выражение  возвращает значение ошибки.

Следующее простое условное выражение  может быть использовано для получения  стоимости товара, в зависимости от существования атрибута с именем discounted.

if ($part/@discounted) then $part/wholesale

else $part/retail

Кванторные выражения

 Кванторные выражения позволяют  проверить некоторое условие,  устанавливая, истинно ли оно  для некоторого значения последовательности (называется квантором существования) или для всех значений последовательности (называется квантором всеобщности). Результатом всегда является true или false.

Как и FLWR-выражение, кванторное выражение  позволяет переменной выполнять итерацию над объектами в последовательности; выполняется поочередное связывание этой переменной с каждым элементом последовательности. Для каждого связывания переменной вычисляется проверочное выражение. Кванторное выражение, которое начинается с some, возвращает значение true, если выражение проверки истинно для некоторого связывания переменной.

some $n in (5,7,9,11)satisfies $n > 10

Кванторное выражение, начинающееся с every, возвращает значение true, если выражение  проверки истинно для всех связываний переменной. Например, следующее кванторное выражение возвращает значение false, поскольку выражение проверки истинно не для всех связываний.

every $n in (5,7,9,11)satisfies $n > 10

Использование кванторных выражений иллюстрируется запросом Q7.

(Q7) Найти товары в items.xml, для которых все полученные ставки более чем вдвое превысили начальную цену. Получить копии всех таких элементов item, и поместить их в новый элемент с именем underpriced-items.

<underpriced items>

for $i in document("items.xml")

where every $b in document("bids.xml")

/*/bid [itemno = $i/itemno]

satisfies $b/bid-amount

> 2 * $i/reserve-price

return $i

<underpriced items>

Функции

В XQuery предусмотрена библиотека предопределенных функций, а также предоставляется возможность определения пользователями их собственных функций. При вызове аргументы связываются с параметрами функции, и выполняется ее тело, порождая результат вызова функции. Если тип параметра функции не указан, этот параметр может принимать значения любого типа. Если не указан тип результата функции, то функция может возвращать значение любого типа.

В следующем примере определена функция с именем highbid, в качестве параметра использующая узел-элемент  и возвращающая десятичное значение. Функция интерпретирует свой параметр как элемент item и извлекает номер товара. Затем она находит и возвращает самую крупную ставку (bid-amount), которая была зафиксирована для товара с этим номером.

define function highbid(element $item)

  returns decimal

   {

   max(document("bids.xml")

      //bid [itemno = $item/itemno]/bid-amount)

  }

highbid(document("items.xml")

//item [itemno = "1234"])

Типы, используемые при объявлении типов аргументов и результата в  определении функции, могут быть простыми, как decimal, или более сложными типами, например, элементами или атрибутами.

В XQuery не поддерживается перегрузка функций, определенных пользователем, т. е. не допускается  наличие двух функций с одинаковыми  именами. Тем не менее, некоторые  встроенные функции являются перегруженными. Например, функция string может преобразовывать в строку аргумент почти любого типа.

Аргументы при вызове функции должны соответствовать объявленным типам  параметров функции. С этой целью  аргумент функции числового типа может быть приведен к объявленному типу параметра с помощью иерархии приведения integer -> decimal -> float -> double. Аргумент также считается удовлетворяющим условию вызова, если тип этого аргумента является производным типом (т.е. подтипом) объявленного типа параметра. Если функция, ожидающая атомарное значение в качестве параметра, вызывается с аргументом, являющимся элементом, то до передачи аргумента функции из него извлекается типизированное значение элемента и проверяется на совместимость с ожидаемым типом параметра. Значение, производимое телом функции, должно также соответствовать возвращаемому типу, объявленному в определении; используются обычные правила проверки соответствия типов параметров.

Следующий пример иллюстрирует, как  пользователь может написать функцию, которая предоставляет значение по умолчанию для отсутствующих данных. Функция с именем defaulted принимает два параметра: узел-элемент (возможно, отсутствующий) и значение по умолчанию. Если элемент присутствует и имеет непустое значение, функция возвращает это значение. Если же элемент отсутствует или пуст, функция возвращает значение по умолчанию.

define function defaulted

(element? $e, anySimpleType $d)

  returns anySimpleType

  {

        if (empty($e))then $d

        else if (empty($e/_)then $d

        else data($e)

}

С помощь этой функции запрос Q5 можно переписать (здесь отсутствующие или пустые элементы commission и bonus считаются равными нулю).

for $e in $emps

return

 

<emp>

  {

  $e/name,

  <pay> | {$e/salary

  + defaulted ($e/commission,0)

  + defaulted ($e/bonus,0)}

  </pay>

  }

</emp>

sortby(pay)

Функция, в теле которой присутствует вызов самой себя, называется рекурсивной (recursive), и две функции, в теле каждой из которых присутствует вызов другой функции пары, называются взаимно  рекурсивными (mutually recursive). В следующем примере рекурсивная функция depth может быть вызвана для элемента и возвращает глубину элемента в иерархии, начинающейся с аргумента вызова. Если у элемент-аргумента отсутствуют потомки, глубина иерархии равна единице. Иначе глубина иерархии на единицу больше максимального значения глубины всех иерархий, корнем которых является потомок элемента-аргумента. Это значение вычисляется путем рекурсивного вызова функции depth.

define function depth(element $e)

returns integer

{

if (empty($e/*)) then 1

else 1 + max

(for $c in $e/* return depth($c))

}

depth(document("bids.xml"))

Типы

При создании запроса иногда необходимо сослаться на некоторый тип. Например, как уже было отмечено, при определении  функции требуется описать типы параметров функции и ее результата. В других видах выражений XQuery также требуется возможность ссылаться на некоторые типы.

Один из способов сослаться на тип  — это указать его квалифицированное  имя, или QName. QName может указывать  на встроенный тип, такой как xs:integer, или на тип, который определен в некоторой схеме, такой как abc:address. Если в QName имеется префикс пространства имен (часть, расположенная слева от двоеточия), этот префикс должен быть привязан к некоторому идентификатору пространства имен. Это связывание достигается путем описываемого в следующем разделе объявления пространства имен в прологе запроса.

Еще один способ сослаться на тип  — сделать это с помощью  родового ключевого слова, такого как element или attribute. За этим ключевым словом может следовать QName, которое в большей степени ограничивает имя или тип узла.

За ссылкой на тип может следовать  один из трех индикаторов присутствия: «*» означает «ноль или больше», «+» означает «один или больше», а «?» означает «ноль или один». Отсутствие индикатора присутствия  означает присутствие ровно одного экземпляра указанного типа.

Проверка корректности

Процесс проверки корректности  может  выполняться применительно к  документу XML или к части документа, например, отдельному элементу.

В запросной модели данных с каждым узлом-элементом ассоциируется аннотация типа. Аннотация типа свидетельствует о том, что данный элемент прошел проверку на соответствие определенному заявленному типу. Элементы, которые не прошли проверку или не соответствуют заявленному типу, получают аннотацию родового типа anyType.

Структура запроса

В XQuery запрос состоит из двух частей, называемых прологом запроса (query prolog) и телом запроса (query body). Пролог состоит  из серии объявлений, которые определяют среду для обработки тела. Тело запроса — просто выражение, чье значение определяет результат запроса.

Пролог нужен только в том  случае, если тело зависит от одного или нескольких пространств имен, схем или функций. Если такая зависимость  существует, объекты, от которых зависит  тело запроса должны быть объявлены в прологе запроса.

Помимо объявлений пространств  имен пролог запроса может содержать  одно или несколько объявлений импорта  схемы. При объявлении импорта схемы  указывается URI схемы, а также может  быть указан второй URI, определяющий место, где может быть найден файл схемы. Цель импорта заключается в том, чтобы предоставить процессору запросов определения элементов, атрибутов и типов, которые объявлены в указанной схеме. Процессор запросов может использовать эти определения для проверки вновь сконструированных элементов, для оптимизации и для проведения статического анализа типов в запросе.

Помимо объявлений пространства имен и импорта схем пролог запроса  может содержать одно или несколько  определений функции. Функции, определенные в прологе запроса, могут использоваться в теле запроса или в телах других функций.

Итоги

XQuery определяется в терминах  модели данных, основанной на  неоднородных последовательностях  узлов и атомарных значениях.  Экземпляр этой модели данных  может содержать один или несколько документов или фрагментов документов XML.  Запрос состоит из пролога, который устанавливает среду обработки, и выражения, которое генерирует результат запроса.

В настоящее время XQuery определен  на уровне предварительных рабочих  документов. Обсуждаются функции полнотекстового поиска, сериализация результатов запроса, обработка ошибок и ряд других вопросов. Скорее всего, окончательная спецификация XQuery будет включать в себя несколько уровней соответствия; например, в ней может быть определено, как следует производить статическую проверку типов, но не будет требоваться, чтобы она выполнялась в каждой реализации, соответствующей спецификации.

Подобно тому, как XML применяется в  качестве универсального формата обмена информацией в Сети, XQuery призван  служить в качестве универсального формата обмена запросами. Если XQuery получит признание в качестве стандартного средства извлечения информации из источников XML-данных, это поможет реализовать потенциал XML.

XPath

XPath (XML Path Language) является языком для обращения к частям XML-документа.

XPath был создан чтобы организовать  доступ к элементам документа  XML из файла стилей XSLT. XPath создан  на основе XML и является стандартом  консорциума W3C.

В XPath используется компактный синтаксис, отличный от принятого в XML.

В 2007 году завершилась разработка версии 2.0, которая теперь является составной частью языка XQuery.

Основные элементы путей адресации

Здесь стоит остановиться и вспомнить, что XML документ имеет древовидную  структуру. В документе имеется всегда один и только один корневой элемент. Инструкция <?xml version="1.0"?> к дереву отношения не имеет. У элементов дерева существуют потомки (или дети) и предки (или родители), у корневого элемента предков нет.

Элементы дерева могут иметь  уровни вложенности (далее уровни). У элементов на одном уровне бывают предыдущие и следующие элементы; соответственно, у первого элемента нет предыдущего, а у последнего нет следующего.

<root>              - корневой элемент 

    <node1>         - предок - root, следующий на уровне - node2, имеет потомка node11 

        <node11/>   - имеет предка node1 

    </node1>    

    <node2/>        - предыдущий элемент - node1, следующий - node3, предок - root 

    <node3/>    

</root>    

XPath призван помочь обходить  всевозможные деревья, вытаскивать  необходимые элементы из другой ветви относительно точки обхода, узнавать родителей, детей, атрибуты. Это полноценный язык навигации по дереву.

Для нахождения элемента (-ов) в дереве документа используются пути адресации. Например, рассмотрим такой XML документ:

  <html>

     <body>

        <div>Первый див

           <span>спан в первом диве</span>

        </div>

        <div>Второй див</div>

        <div>Третий див

           <span class="text">первый спан в  третьем диве</span>

           <span class="text">второй спан в  третьем диве</span>

           <span>третий спан в третьем  диве</span>

        </div>

        <img />

     </body>

  </html>

Рассмотрим также путь адресации /html/body/*/span[@class] (полный синтаксис имеет вид /child::html/child::body/child::*/child::span[attribute::class]), который вернет набор из двух элементов исходного документа (<span class="text">первый спан в третьем диве</span> и <span class="text">второй спан в третьем диве</span>). Путь делится на шаги адресации которые разделяются символом косая черта / . В свою очередь, каждый шаг адресации состоит из трех частей:

- ось (в данном примере child::), это обязательная часть;

- условие проверки узлов (в  данном примере это имена элементов  документа html, body, span, а символ * означает  элемент с любым именем), это обязательная часть;

- предикат (в данном примере attribute::class), необязательная часть заключаемая в квадратные скобки в которой могут содержаться оси, условия проверки, функции, операторы (+, -, <, >) и проч.

Анализ выражения

Анализ ведется слева направо. Если первый символ это / , то путь адресации считается абсолютным. При этом за узел контекста на первом шаге берется корневой элемент (html). Контекст - это некая точка отсчета, относительно которой расчитывается следующий шаг адресации. Поэтому на каждом шаге адресации мы получаем новый набор узлов документа, и этот набор становится контекстом для следующего шага адресации.

На втором шаге адресации (child::body) контекстом становится html элемент. Ось child:: говорит о том, что необходимо найти все непосредственные потомки элемента html, а условие проверки body говорит о том, что в формируемый набор элементов нужно включить все узлы с именем body. В ходе второго шага адресации получаем набор узлов, состоящий всего из одного элемента body, который и становится элементом контекста для третьего шага.

Третий шаг адресации: child::* . Ось child:: собирает все непосредственные потомки элемента body, а условие проверки * говорит о том, что в формируемый набор нужно включить элементы основного типа с любым именем. В ходе этого шага получаем набор узлов, состоящий из трех элементов div и одного элемента img.