Schema - 《XML》 - 极客文档

Schema的基本概念
是万维网协会推出的能够描述、约束和检查XML文档的新方法，它提供了更强大的功能，也是DTD的替代者。
与DTD 相比Schema的优势：
1.Schema可以针对未来的需求进行扩展；
2.Schema更加完善，功能也更强大；
3.Schema是基于XML编写的；
4.支持数据类型；
5.支持命名空间；
Schema建议规范中有两个基础的命名空间：
一个是用于Schema文档的Schema URI，即http://www.w3.org/2001/XMLSchema。通常使用xs来代表该命名空间。
另一个用于xml文档，即http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance，通常使用xsi来代笔该命名空间。
Schema文件
XML Schema本身也是一个XML文件，因为该文件必须有一个根元素。
每个Schema文件定义都以一个根元素xs:schema开始，该元素是属于http://www.w3.org/2001/XMLSchema名称空间的。
Schema的引用方法：
当XML引入XML Schema时，根据XML文档的元素是否属于某个特定命名空间的，可以按照如下两种方式引入：
不属于特定的命名空间，通过属性xsi:noNamespaceSchemaLocation引入
如果被引入的Schema文件需要约束XML文件中不属于任何特定命名空间元素，使用上面的属性引入；
属于特定的命名空间，通过属性xsi:shemaLocation引入
如果被引入的Schema文件需要约束XML文件中属于某个特定命名空间的元素，使用上面的属性引入。
语法如下：

<根元素名称[xmlns:命名空间别名="命名空间URI"]+xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="[命名空间URI Schema文件路径]+">

xsi:schemaLocation=”[命名空间URI Schema文件路径]+”：该属性值比较灵活，可以同时引入多个Schema文件。每一个Schema的引入都需要一个命名空间URI和Schema文件路径，命名空间URI和Schema文件路径中间使用空格间隔。

语法结构：

<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  ......[元素、属性、注释、数据类型、schema的复用]
</xs:schema>

除此之外还可以为该元素指定两个属性：
elementFormDefault：该属性值可以是qualified或unqualified，用于指定XML文档使用该Schema中定义的局部元素时是否必须用命名空间限定。
attributeFormDefault：该属性值可以是qualified或unqualified，用于指定XML文档使用该Schema中定义的局部属性时是否必须用命名空间限定。
元素
简单元素：不包含属性和子元素
复杂元素：
全局元素：
局部元素：定义在复杂类型中的元素
Schema中定义元素的语法主要包括以下三类：
语法1:

<element name="元素名称" type="数据类型" [default="默认值"] [minOccurs="最少出现的次数"] [maxOccurs="最多出现的次数"]/>

语法2:

<element name="元素名称" [default="默认值"] [minOccurs="最少出现的次数"] [maxOccurs="最多出现的次数"]>
  Elementtype
 </Element>

语法3:

<element ref="引用元素名称" [default="默认值"] [minOccurs="最少出现的次数"] [maxOccurs="最多出现的次数"]/>

属性说明：
name：由程序员制定，元素的名字
type：元素的数据类型
default：该元素的默认值，该属性是可选的。
minOccurs：指定该元素出现的最少次数，默认值为1.该属性是可选的。如果属性值为0则表示该元素的可选的；如果大雨0，则该元素是强制出现的。如果minOccurs没有与maxOccurs同时出现，则该属性值只能为0或1.
maxOccurs：该元素出现的最大次数，默认值为1。该属性是可选的。如果指定该元素可以出现任意多次，则该属性值为“unbounded”；如果minOccurs没有与maxOccurs同时出现，则该属性值不能为0.
ref：引用的元素名称。
元素补充说明：
根据元素所出现的位置，元素还可以划分为全局元素和局部元素，在schema元素中定义的元素称为全局元素，全局元素可以被其他的任意元素所引用。局部元素实在复杂类型中定义的元素，局部元素仅能在定义该元素的外部元素中使用。
在元素声明中还可以定义元素组，元素组是把多个元素及其约束组合在一起，使用时作为一个整体。元素组能更好地实现复用。
元素组定义的语法：

<xs:group name="元素组名称">包含多个元素及约束</xs:group>

引用语法：

<xs:group ref="元素组名称">

属性定义的语法如下所示：
语法1:属性定义

<xs:attribute name="属性名" type="属性类型" [default="默认值"]|[fixed="固定值"]>

语法2:属性调用

<xs:attribute ref="属性名"></xs:attribute>

属性说明如下：
name：XML元素的属性名
type：属性的数据类型，可以使用内置数据类型或simpleType元素定义的数据类型
default：属性的默认值，该属性可选（不能与fixed属性同时存在）
ref：引用已经定义好的属性名称
use：只能在所属元素确定后才能使用，选项optional表示可选属性，设默认值prohibited被禁止的属性required是必须属性。
属性补充说明：全局属性与局部属性
与元素声明类似，在schema元素中定义的属性为全局属性，全局属性可以被其他任意元素引用。在复杂属性中定义的属性为局部属性，局部属性只能在定义该属性的元素中使用。参见文件：attdemo.xsd及其约束的xml文档。
属性组是把多个属性作为一个属性组，在使用时仅需引用该属性组即可引用属性组中的所有属性。通过定义属性组可以更好实现复用。
定义属性组的语法:

<xs:attributeGroup name="属性组名称">包含多个属性</xs:attributeGroup>

引用属性组的语法：

<xs:attributeGroup ref="属性组名称">

注释：
1.XML语法中的注释

<!--注释的内容-->

2.通过标记来增加注释，该方式具有更好的可读性。
：通常放在各种Schema组建定义的开始部分，用于说明该Schema组建的作用。内部可以出现多个和而且顺序和出现次数没有限制。
:该子元素的注释主要供人来阅读
:该子元素的注释主要供其他程序来使用。
数据类型：

Schema的数据类型可以根据该元素内容划分为简单类型和复杂类型
简单类型是指元素的内容既不包括子元素也不包括属性
复杂数据类型是指元素的内容中包括子元素、包括属性或既包括子元素也包括属性
Schema允许用户根据实际需要扩展数据类型。因此按照扩展方式可以分为：
内置数据类型
内置数据类型是被预先定义好的，这些数据类型全部位于命名空间http://www.w3.org/2001/XMLSchema下，所有的内置数据类型都是简单类型，既可以做元素的数据类型，也可以做属性的数据类型。内置数据类型又分为内置基本数据类型和内置扩展数据类型，其中后者是在前者基础上发展过来的。
内置数据类型分为3各部分：
任意类型（其他内置数据类型都源自任意类型）包括两种：
anyType：表示该元素为任意类型，与DTD的ANY类似。此类型对于元素的内容没有任何约束。
anySimpleType：表示该元素为任意简单类型。即定义为该类型的元素除不能包含子元素和属性外，没有任何其他的约束。
内置基本数据类型
字符串及相关类型
string：表示字符串，原封不动保留所有空白
QName：表示一个包含XML命名空间在内的名称
数值类型：
decimal：表示特定精度的数字
float：表示单精度32位浮点数，支持科学计数法
double：表示双精度64位浮点数，支持科学计数法
haxBinary：表示十六进制数
日期类型：
date：表示日期YYYY-MM-DD格式的时间
gYearMonth：表示年月YYYY-MM格式的时间
gYear：表示年YYYY格式的时间
gMonthDay：表示月日MM-DD格式的时间
getDay：表示日期DD格式的时间
getMonth：表示月份MM格式的时间
时间类型：
duration:表示持续时间PnYnMnDTnHnMnS，P其实定界符，T分隔符，s前面的n可以是小数
dateTime:表示特定的时间YYYY-MM-DDThh：mm：ss：sss，sss表示毫秒数
time：表示特定的时间hh:mm：ss：sss，sss表示毫秒数
boolean类型
boolean：布尔型，只能接受true、false、0、1
anyURI：表示一个URI，用来定位文件
二进制数据类型
base64Binary：表示任意base64编码的二进制数
hexBinary：表示任意16进制编码的二进制数
Notation类型
NOTATION：表示在XML中的NOTATION类型，不能在模式中直接出现的抽象类型，只能用于派生其他类型
内置扩展数据类型（两个扩展点：string、decimal）
String类型派生出来用于约束属性的类型及其描述（只能约束属性，功能与DTD保持一致）
NMTOKEN必须是合法的XML名称，只能由字母、数字、”_”、”-“、”.”、”:”组成
NMTOKEN多个NMTOKEN，空格为分隔符
ID标识符
IDREF引用另一个ID
IDREFS引用多个已有的ID，空格为分隔符
ENTITY外部实体
ENTITIES多个外部实体，空格为分隔符
String类型派生出来的其他类型及其描述
normalizedString：将字符串内容包含的换行、制表符和回车符都替换成空白
token：将字符串内容包含的换行、制表符和回车符都替换成空白，自动删除字符串前后的空白，如果字符串中间包含多个连续的空白，则会被压缩成一个空白
language：定义合法的语言代码
Name：含有一个有效的XML名称的字符串
NCName：省略或不带有命名空间前缀的XML名称字符串，不含冒号
decimal类型派生出来的类型及其描述：

数据类型	描述	最小值	最大值
integer	无限制的整数	无限制	无限制
nonNegativeInteger	无限制的非负整数	0	无限制
nonPositiveInteger	无限制的非负正数	无限制	0
long	64位的有符号整数	-2^63	(2^63)-1
positiveInteger	无限制的正整数	1	无限制
negetiveInteger	无限制的负整数	无限制	-1
unsignedLong	64位的无符号整数	0	(2^64)-1
int	32位的有符号整数	-2^31	(2^31)-1
unsignedInt	32位的无符号整数	0	(2^32)-1
short	16位有符号整数	-2^15	(2^15)-1
unsignedShort	16位无符号整数	0	(2^16)-1
byte	8位有符号整数	-2^31	(2^7)-1
unsignedByte	8位无符号整数	0	(2^8)-1

用户自定义数据类型：
用户自定义的基本数据类型和用户自定义的复杂数据类型。所有的复杂数据类型都是用户自定义得到的。按照位置可以分为全局类型和局部类型：全局类型是在scheme标记内定义的类型，该类型可以被所有元素使用；局部类型是定义在某个元素内部的类型，该类型只能被定义该类型的元素所引用。按照复杂程度划分，分为简单类型和复杂类型。
自定义简单数据类型：
自定义简单类型是在内置数据类型的基础上通过限制、列表和联合中一种或多种方式形成的新数据类型。简单数据类型的定义语法：

<xs:simpleType [name="自定义类型名称"]>[限制、列表、联合一种或几种方式]</xs:simpleType>

name属性：自定义的数据类型名称。当定义的简单数据类型为全局数据类型，即直接在标记中定义，必须写出该属性。如果为局部数据类型，则没有该属性。
限制：
如果通过限制方式产生自定义类型，需要使用的标记为restriction，语法如下：

<xs:simpleType [name="自定义类型名称"]>
  <xs:restriction base="基类型">
    [约束特征]+
   </xs:restriction>
 </xs:simpleType>

Base属性值为前面定义的内置数据类型，约束特征主要包括以下几种类型：
范围说明：在实际应用中，往往需要把某个值限定在一定的范围内，如雇员的年龄在18-60之间，分数在0-100之间等。minlnclusive（最小包含，相当于>=），maxlnclusive（最大包含，相当于<=），minExclusive（最小不包含，相当于>），maxExclusive（最大不包含，相当于<）。这4个范围面只能适用于整数、日期、时间类型。
长度说明：限制值的长度，比如需要限制密码的长度为8位，用户名的长度为6到20位。length：内容长度、minLength：最小长度、maxLength：最大长度。主要使用的类型为字符型、QName型、AnyURI型。不可以适用于日期、时间、数字和boolean。length不能与minLength、maxLength一起使用。
精度说明：在某些情况下，需要限定某个数的数字位数，比如支票上的最大单位是亿，最小的单位是分。totoalDigits：总数字、fractionDigits：分数数字（小数点后面的）。
枚举说明：经常将某个值限定在一组可选的值之中，比如性别要在“男”和“女”之间进行选择。enumeration：枚举。enumeration可以在除boolean以后的其他类型中使用。
模式匹配：有时候需要复杂的格式约束，比如需要对邮件地址的格式进行检查。可以使用pattern面进行正则表达式的限制。
空白处理：
whitespace的有效值为：preserve、replace、collapse。
preserve：所有的空白都被保留：
replace：制表符、换行、回车都用一个空格进行替换，但连续的空格不被压缩为一个空格。
collapse：制表符、换行、回车都被空格替换，连续的空格被压缩为一个空格。
列表：
Schema中定义列表类型使用元素，它可以由单个数据类型扩展出列表类型，因此使用该元素时必须指出列表元素的类型，为元素指定列表元素有两种方式：
1.为元素的itemType属性指定列表元素的数据类型：

<xs:simpleType [name="自定义类型名称"]>
  <xs:list itemType="列表元素类型"></xs:list>
 </xs:simpleType>

2.为元素增加子元素类指定列表元素的数据类型：

<xs:simpleType [name="自定义类型名称"]>
  <xs:list>
    <simpleType.../>
   </xs:list>
</xs:simpleType>

Schema使用元素将多个简单类型联合成新的类型，为元素指定简单类型有两种方式：
1.为元素的memberTypes属性指定一个或多个简单类型，多个简单类型之间以空格隔开。

<xs:simpleType [name="自定义类型名称"]>
  <xs:union memberTypes="[列表元素类型]+"></xs:union>
 </xs:simpleType>

2.为元素增加一个或多个子元素，每个子元素指定一个简单类型。

<xs:simpleType [name=""]>
  <xs:union>
    [<simpleType.../>]+
   </xs:union>
 </xs:simpleType>

复杂类型所约束的内容可能包含属性、子元素或同时包含子元素和属性。复杂元素也有可能包含子元素的同时包含字符内容，这样的元素被称为混合内容。定义复杂元素的语法格式如下所示：

<xs:complexType [name=""] [mixed="true|false"]>
  [顺序、选择、无序、简单内容、复杂内容]+
</xs:complexType>

name属性：自定义的数据类型名称。当定义饿简单数据类型为全局数据类型，即直接在标记中定义，必须写出该属性。如果为局部数据类型，则没有该属性值。
mixed属性：如果mixed属性值设置为true，则表示该元素的内容为混合内容。该属性默认值为false。
顺序
使用该元素定义的数据类型用于设定子元素的顺序，表示该元素的子元素是有序的。使用该元素的语法格式如下：

<xs:complexType name="">
  <xs:sequence [maxOccurs="最多出现的次数"][minOccurs="最少出现的次数"]>
    [<xs:element name="test" type="xs:string" minOccurs="最少出现的次数" maxOccurs="最多出现的次数"></xs:element>]+
   </xs:sequence>
</xs:complexType>

maxOccurs属性：最多出现的次数，通常为一个固定的数字。可以作为sequence的属性，也可以作为element的属性。当最多次数没有限制时该值为unbounded。
minOccurs属性：最少出现的次数，为一个固定的数字。可以作为sequence的属性，也可以作为element的属性。
选择
使用该元素定义的数据类型用于设定子元素的选择关系，表示该元素的子元素可以根据实际需要从子元素中选择一个使用。使用该元素的语法格式如下：

<xs:complexType>
  <xs:choice [maxOccurs=""] [minOccurs=""]>
    [<xs:element name="test" type="string" minOccurs="min" maxOccurs="max"></xs:element>]+
  </xs:choice>
</xs:complexType>

无序
使用元素定义的数据类型用于设定子元素是没有顺序的，表示该元素得子元素是无序的。但是该元素设定中有一些约束子元素数量不能被设定，只能是一个；也不能增加属性；不能与或同时出现；只能作为或的顶级元素。语法如下：

<xs:complexType name="mytype">
  <xs:all minOccurs="" maxOccurs="1">
    [<xs:element minOccurs="" maxOccurs="" default=""></xs:element>]+
  </xs:all>
</xs:complexType>

maxOccurs属性：此时该值可以为0或1；
minOccurs属性：此时该值只能在0或1。
简单内容
如果元素只包含属性，不包含子元素，则可以使用该元素定义元素内容。具体的内容方式包括在基类型上扩展和限制两种方式：
限制：基类型必须为一个仅包含属性的简单类型。该标记中可以嵌套基于restriction元素内的所有特征元素，对当前的基类型进行限制。
扩展：基类型必须为一个简单类型，该元素内可以包含属性的定义，再简单内容的基础上增加属性。
复杂内容
使用该元素有点类似于编程语言的继承，相当于在某一基类型的基础上进行扩展或限制。如果元素包含子元素（是否包含属性不限制），则可以使用该元素对元素内容进行定义。
限制：基类型为一个已经定义好的复杂数据类型，在基类型的基础上增加限制。
扩展：基类型为一个已经定义好的复杂数据类型。在基类型的基础上扩展，可以既增加子元素，也可以增加属性。