Java學習路線-45：XML快速入門（1）- XML、DTD、JAXP、Schema

第1 章 ： XML入門

課時1 XML簡介

eXtensible Markup Language
主要使用1.0版本

語言	中文名稱	用途
html	標記型語言	顯示數據
xml	可擴展標記型語言	存儲數據

課時2 XML的應用

1、傳輸數據
2、表示有關係的數據
3、配置文件

課時3 XML的文檔聲明

(1)xml的文檔聲明
(2)定義元素（標籤）
(3)註釋
(4)特殊字符
(5)CDATA區
(6)PI指令

文件*.xml

1、xml的文檔聲明
必須寫在第一行第一列

<?xml version="1.0" encoding="gbk" ?>

屬性：
version 版本 1.0
encoding 編碼 gbk/utf-8
standalone 依賴其他文件 yes/no

課時4 XML中文亂碼問題解決

<?xml version="1.0" encoding="gbk" ?>
<person>
    <name>張三</name>
    <age>23</age>
</person>  

課時5 XML元素的定義

1、只能有一個根標籤
2、合理嵌套
3、空格和換行都會當做原始內容解析
4、有開始必須有結束

<person></person>  

5、標籤沒有內容，可以在標籤內結束

<person /> 

標籤命名規則
（1）區分大小寫
（2）不能以數字下劃線開頭
（3）不能以xml、XML、Xml等開頭
（4）不能包含空格和冒號
（5）標籤可以是中文

課時6 XML屬性的定義

html和xml都是標記型文檔，可以有屬性

<person id="001"></person>

屬性要求
（1）一個標籤可以有多個屬性
（2）屬性名稱不能相同
（3）屬性名稱與屬性值之間使用等號（=）
（4）屬性值使用引號（單引號或雙引號）包起來
（5）屬性名命名貴方和元素的命名規範一致

課時7 XML註釋

<!--  這裏是註釋 -->

註釋不能嵌套
註釋不能放到第一行

課時8 XML特殊字符

>： >
<：<

課時9 XML的CDATA區

可以解決多個字符都需要轉義的操作
特殊字符會當做文本內容

<![CDATA[ 內容 ]]>

課時10 XML的PI指令

Processing Instruction
可以在xml中設置樣式
只能對英文標籤起作用

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<?xml-stylesheet type="text/css" href="./demo.css" ?>
<person>
    <name>張三</name>
    <age>23</age>
</person>  

demo.css

name{
    color: green;
}

課時11 XML約束簡介

1、xml語法總結
（1）所有xml元素都必須有關閉標籤
（2）xml標籤對大小寫敏感
（3）xml必須正確嵌套
（4）xml必須有且只有一個根元素
（5）xml屬性值需要加引號
（6）特殊字符必須轉義
（7）原樣輸出文本使用<![CDATA[]]>
（8）xml中的空格、回車換行在解析時會被保留

2、xml的約束
（1）dtd約束
（2）scheme約束

第2 章 ： DTD（文檔類型定義）

課時12 DTD快速入門

文件*.dtd，使用idea打開會提示
文檔類型定義（DTD，Document Type Definition）

1、複雜元素：有子元素的元素

<!ELEMENT 元素名稱 (子元素)>

eg:
<!ELEMENT person (name,age)>

2、簡單元素

<!ELEMENT 元素名稱 (#PCDATA)>

eg:
<!ELEMENT age (#PCDATA)>

3、引入dtd文件

<!DOCTYPE person SYSTEM "demo.dtd">

示例

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<!DOCTYPE person SYSTEM "demo.dtd">
<person>
    <name>張三</name>
    <age>23</age>
</person>

demo.dtd

<!ELEMENT person (name, age)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>

課時13 DTD的三種引入方式

1、引入外部

<!DOCTYPE 根元素名稱 SYSTEM "dtd路徑">

2、引入內部

<!DOCTYPE 根元素名稱 [
        <!ELEMENT person (name, age)>
        <!ELEMENT name (#PCDATA)>
        <!ELEMENT age (#PCDATA)>
]>

3、使用網絡

<!DOCTYPE 根元素名稱 PUBLIC "DTD名稱" "DTD路徑URL">

課時14 使用DTD定義元素

語法

<!ELEMENT 元素名 約束>

1、簡單元素：沒有子元素的元素

<!ELEMENT 元素名 (#PCDATA)>

(#PCDATA) 字符串（需要加括號）
EMPTY 元素爲空
ANY 任意

2、複雜元素

<!ELEMENT 元素名 (子元素)>

（1）子元素出現次數
+ 一次或多次
? 零次或一次
* 零次或多次

（2）子元素分隔符
逗號隔開：表示出現順序
豎線隔開：表示任意一個

eg:

<!ELEMENT person (name+, age?, sex, school*)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT sex EMPTY>
<!ELEMENT school ANY>

課時15 使用DTD定義屬性

語法

<! ATTLIST 元素名稱
    屬性名稱 屬性類型 屬性的約束
>

1、屬性類型
（1）CDATA 字符串
（2）(a|b|c) 枚舉
（3）ID 值只能以字母或下劃線開頭

2、屬性的約束
（1）#REQUIRED 屬性必須存在
（2）#IMPLIED 屬性可有可無
（3）#FIXED 屬性必須是固定值
（4）默認值 不寫屬性做爲默認值

eg:

<!ATTLIST 頁面作者
    姓名 CDATA #REQUIRED
    年齡 CDATA #IMPLIED
    職位 CDATA #FIXED 作者
    愛好 CDATA 寫作
>

課時16 定義實體

語法

定義
<!ENTITY 實體名稱 "實體值">

使用
&實體名稱

實體需要定義在內部dtd

課時17 W3C的案例

https://www.w3school.com.cn/dtd/dtd_examples.asp

第3 章： XML解析之JAXP

課時18 XML解析簡介

1、dom方式解析xml過程：
根據xml的層級結構，在內存中分配一個樹形結構
把xml中每部分都封裝成對象

（1）優點：方便實現增、刪、改操作
（2）缺點：如果文件過大，造成內存溢出

2、sax方式解析xml過程：
採用事件驅動，邊讀邊解析，從上到下，一行一行的解析，
解析到一個對象，把對象名稱返回

（1）優點：不會造成內存溢出，實現查詢
（2）缺點：不能實現增、刪、改操作

課時19 JAXP API的查看

dom和sax解析器：
（1）sun公司 jaxp
（2）dom4j組織 dom4j（實際開發）
（3）jdom組織 jdom

1、jaxp
jaxp是javese一部分
javax.xml.parses

interface Node{
    // 添加節點
    public Node appendChild(Node newChild);

    // 移除節點
    public Node removeChild(Node oldChild);

    // 獲取父節點
    public Node getParentNode();

    // 返回文本內容
    public String getTextContent()

}

interface NodeList{
    // 通過下標獲取具體值
    public Node item(int index);

    // 得到集合長度
    public int getLength();
}

interface Document extends Node{
    // 獲取標籤
    public NodeList getElementsByTagName(String tagname);

    // 創建標籤
    public Element createElement(String tagName);

    // 創建文本
    public Text createTextNode(String data);

}

abstract DocumentBuilder{
    public Document parse(File f)
}

abstract DocumentBuilderFactory{
    public static DocumentBuilderFactory newInstance()
    public abstract DocumentBuilder newDocumentBuilder()
}

abstract class SAXParser{}

abstract class SAXParserFactory{}

課時20-21 使用JAXP查詢節點

示例：查詢xml中所有name值

demo.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<list>
    <person>
        <name>張三</name>
        <age>23</age>
    </person>
    <person>
        <name>李四</name>
        <age>24</age>
    </person>
</list>

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;

public class Demo {
    /**
     * 1、創建解析器工廠
     * 2、根據解析器工廠創建解析器
     * 3、解析xml返回document
     *
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();

        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();

        Document document = builder.parse("demo.xml");

        NodeList list = document.getElementsByTagName("name");

        for (int i = 0; i < list.getLength(); i++) {
            Node node = list.item(i);
            String name = node.getTextContent();
            System.out.println(name);
            // 張三 李四
        }
    }
}

課時22 使用JAXP添加節點

在person節點下添加sex子節點

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;
import org.w3c.dom.Element;
import org.w3c.dom.Text;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;

import javax.xml.transform.Transformer;
import javax.xml.transform.TransformerFactory;
import javax.xml.transform.dom.DOMSource;
import javax.xml.transform.stream.StreamResult;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 創建解析器工廠
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();

        // 根據解析器工廠創建解析器
        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();

        // 解析xml返回document
        Document document = builder.parse("demo.xml");

        NodeList list = document.getElementsByTagName("person");

        // 獲取第一個元素
        Node node = list.item(0);

        // 創建一個元素
        Element element = document.createElement("sex");
        Text text = document.createTextNode("女");

        // 添加創建的元素到節點
        element.appendChild(text);
        node.appendChild(element);

        // 回寫到硬盤
        TransformerFactory transformerFactory = TransformerFactory.newInstance();
        Transformer transformer = transformerFactory.newTransformer();
        transformer.transform(new DOMSource(document), new StreamResult("demo.xml"));
    }
}

課時23-24 使用JAXP修改、刪除節點

xml讀取和保存的工具類

package util;

import org.w3c.dom.Document;
import org.xml.sax.SAXException;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;
import javax.xml.transform.Transformer;
import javax.xml.transform.TransformerException;
import javax.xml.transform.TransformerFactory;
import javax.xml.transform.dom.DOMSource;
import javax.xml.transform.stream.StreamResult;
import java.io.IOException;

public class DocumentUtil {
    public static Document loadXml(String filename) throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {
        // 創建解析器工廠
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();

        // 根據解析器工廠創建解析器
        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();

        // 解析xml返回document
        return builder.parse(filename);
    }

    public static void dumpXml(String filename, Document document) throws TransformerException {
        TransformerFactory transformerFactory = TransformerFactory.newInstance();
        Transformer transformer = transformerFactory.newTransformer();
        transformer.transform(new DOMSource(document), new StreamResult(filename));
    }
}

import org.w3c.dom.*;
import util.DocumentUtil;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filename = "demo.xml";
        // 讀取
        Document document = DocumentUtil.loadXml(filename);

        // 查詢節點
        NodeList list = document.getElementsByTagName("name");
        Node node = list.item(0);

        // 設置節點內容
        node.setTextContent("大壯");

        // 刪除節點
        Node parentNode = node.getParentNode();
        parentNode.removeChild(node);

        // 回寫到硬盤
        DocumentUtil.dumpXml(filename, document);
    }
}

課時25 使用JAXP遍歷節點

使用遞歸遍歷

import org.w3c.dom.*;
import util.DocumentUtil;

public class Demo {
    public static void listElement(Node node) {
        // 如果節點類型元素節點則打印
        if(node.getNodeType() == node.ELEMENT_NODE){
            System.out.println(node.getNodeName());
        }

        NodeList list = node.getChildNodes();
        
        for (int i = 0; i < list.getLength(); i++) {
            listElement(list.item(i));
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filename = "demo.xml";
        // 讀取
        Document document = DocumentUtil.loadXml(filename);

        listElement(document);
    }
}

第4 章 ： Schema：基於XML的DTD替代者

課時26 Schema的介紹

dtd語法

<!ELEMENT 元素名稱 約束>

scheme符合xml語法
一個xml可以有多個scheme，使用名稱空間區分
dtd有PCDAT類型scheme支持更多數據類型
scheme語法更加複雜

Schema 教程
https://www.w3school.com.cn/schema/index.asp

課時27 Schema的開發過程

文件*.xsd

1、屬性

<!-- 表示約束文件 -->
xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

<!-- 約束文件命名空間 url地址保證不會重複 -->
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"

<!-- 質量良好 -->
elementFormDefault="qualified"

2、複雜元素

<complexType>
    <sequence>
        <element name="name" type="string"></element>
        <element name="age" type="int"></element>
    </sequence>
</complexType>

3、引入約束文檔

表示被約束文檔，別名xsi
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

路徑地址
xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn demo.xsd">

完整示例
demo.xsd

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
        elementFormDefault="qualified">
    <element name="person">
        <complexType>
            <sequence>
                <element name="name" type="string"></element>
                <element name="age" type="int"></element>
            </sequence>
        </complexType>
    </element>
</schema>

引入xsd文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
<person xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xmlns="http://www.w3school.com.cn"
      xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn demo.xsd">
        <name>張三</name>
        <age>23</age>
</person>

課時28 Schema約束API查看

sequence 表示元素出現順序
all 只能出現一次
choice 出現任意一個
maxOccurs=“unbounded” 出現次數沒有限制
any 任意元素

複雜元素中定義屬性

<attribute name="age" type="int" use="required"></attribute>

引入多個schema，可以給每個schema取別名

課時29 sax解析的過程

dom 內存虛擬樹形結構
sax 事件驅動，邊讀邊解析

package org.xml.sax;

public class HandlerBase{
    public void startElement (String name, AttributeList attributes);
    public void characters (char ch[], int start, int length);
    public void endElement (String name);
}


package org.xml.sax.helpers;

public class DefaultHandler{
    public void startElement (String uri, String localName,
                              String qName, Attributes attributes)    

    public void endElement (String uri, String localName, String qName)
    public void characters (char ch[], int start, int length)
}

課時30 使用Schema的sax方式操作xml

demo.xml

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

<person> 
    <name>張三</name>  
    <age>23</age> 
</person>

使用jaxp的sax解析只能進行查詢操作

import org.xml.sax.Attributes;
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;

import javax.xml.parsers.SAXParser;
import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;

public class Demo {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.newInstance();
        SAXParser parser = factory.newSAXParser();

        // 傳入事件處理類
        parser.parse("demo.xml", new MyDefaultHandler());

    }
}

/**
 * 自定義事件處理
 */
class MyDefaultHandler extends DefaultHandler {

    @Override
    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) {
        System.out.println(qName);
    }

    @Override
    public void endElement(String uri, String localName, String qName) {
        System.out.println(qName);
    }

    @Override
    public void characters(char[] ch, int start, int length) {
        System.out.println(new String(ch, start, length));
    }
}