解析.Net架構下的XML編程技術

解析.Net架構下的XML編程技術  

一．前言：

XML是微軟.Net戰略的一個重要組成部分，而且它可謂是XML Web服務的基石，所以掌握.Net架構下的XML技術自然顯得非常重要了。本文將指導大家如何運用C#語言完成.Net架構下的XML文檔的讀寫操作。首先，我會向大家介紹.Net架構中與XML相關的命名空間和其中的重要類。其次，我還會給出有關的執行個體以使讀者更進一步的瞭解XML文檔的讀寫操作的具體方法。

二．XML命名空間和相關類簡介：

在深入進行.Net架構下的XML文檔的操作之前，我想很有必要向大家介紹.Net架構中與XML技術有關的命名空間和其中一些重要的類。.Net架構為我們提供了以下一些命名空間：System.Xml、System.Xml.Schema、System.Xml.Serialization、System.Xml.Xpath以及 System.Xml.Xsl來包容和XML操作相關的類。

System.Xml命名空間包含了一些最重要的XML類，其中最主要的類是和XML文檔的讀寫操作相關的類。這些類中包括4個與讀相關的類以及2個與寫相關的類。它們分別是：XmlReader、XmlTextReader、XmlValidatingReader、XmlNodeReader、XmlWriter以及 XmlTextWriter。本文將重點介紹這些類，因為它們是最基本也是最重要的類。

XmlReader類是一個虛基類，它包含了讀XML文檔的方法和屬性。該類中的Read方法是一個基本的讀XML文檔的方法，它以流形式讀取XML文檔中的節點（Node）。另外，該類還提供了ReadString、ReadInnerXml、ReadOuterXml和ReadStartElement等更進階的讀方法。除了提供讀XML文檔的方法外，XmlReader類還為程式員提供了MoveToAttribute、MoveToFirstAttribute、MoveToContent、MoveToFirstContent、MoveToElement以及 MoveToNextAttribute等具有導航功能的方法。在本文後面介紹的執行個體中，我們將運用到這些方法。

XmlTextReader、XmlNodeReader以及XmlValidatingReader等類是從XmlReader類繼承過來的子類。根據它們的名稱，我們可以知道其作用分別是讀取常值內容、讀取節點和讀取XML模式（Schemas）。

XmlWriter類為程式員提供了許多寫XML文檔的方法，它是XmlTextWriter類的基類，我在後面的執行個體中會給出相關的運用方法。

XmlNode類是一個非常重要的類，它代表了XML文檔中的某個節點。該節點可以是XML文檔的根節點，這樣它就代表整個XML文檔了。它是許多很有用的類的基類，這些類包括插入節點的類、刪除節點的類、替換節點的類以及在XML文檔中完成導航功能的類。同時，XmlNode類還為程式員提供了擷取雙親節點、子節點、最後一個子節點、節點名稱以及節點類型等的屬性。它的三個最主要的子類包括：XmlDocument、XmlDataDocument以及XmlDocumentFragment。XmlDocument類代表了一個XML文檔，它提供了載入和儲存XML文檔的方法和屬性。這些方法包括了Load、LoadXml和Save等。同時，它還提供了添加特性（Attributes）、說明（Comments）、空間（Spaces）、元素（Elements）和新節點（New Nodes）等XML項的功能。XmlDocumentFragment類代表了一部分XML文檔，它能被用來添加到其他的XML文檔中。XmlDataDocument類可以讓程式員更好地完成和ADO.NET中的資料集對象之間的互操作。

除了上面介紹的System.Xml命名空間中的類外，該命名空間還包括了XmlConvert、XmlLinkedNode以及XmlNodeList等類，不過這些類不是本文介紹的重點，有興趣的讀者不妨去參考相關文檔資料。

System.Xml.Schema命名空間中包含了和XML模式相關的類，這些類包括XmlSchema、XmlSchemaAll、XmlSchemaXPath以及XmlSchemaType等類。

System.Xml.Serialization命名空間中包含了和XML文檔的序列化和還原序列化操作相關的類，XML文檔的序列化操作能將XML格式的資料轉化為流格式的資料並能在網路中傳輸，而還原序列化則完成相反的操作，即將流格式的資料還原成XML格式的資料。

System.Xml.XPath命名空間包含了XPathDocument、XPathExression、XPathNavigator以及XPathNodeIterator等類，這些類能完成XML文檔的導航功能。在XPathDocument類的協助下，XPathNavigator類能完成快速的XML文檔導航功能，該類為程式員提供了許多Move方法以完成導航功能。

System.Xml.Xsl命名空間中的類完成了XSLT的轉換功能。

三．讀XML文檔的方法：

在介紹完.Net架構中和XML有關的命名空間和相關類後，我接著向大家介紹和XML相關的一些操作。首先，我向大家介紹的讀取XML文檔的方法。在下面的執行個體程式中，我將運用VS.net開發工具附帶的"books.xml"檔案來作為樣本。你可以在你的機器上搜尋到該檔案（或請參考附錄），或者你也可以運用其他的XML檔案。

首先，我們用XmlTextReader類的對象來讀取該XML文檔。方法很簡單，就是在建立新對象的建構函式中指明XML檔案的位置即可。

XmlTextReader textReader = new XmlTextReader("C:\\books.xml");

一旦新對象建立完畢，你就可以調用其Read方法來讀取XML文檔了。調用Read方法之後，資訊被儲存起來，你可以通過讀取該對象的Name、BaseURI、Depth、LineNumber等屬性來擷取這些資訊。下面我給出一個完整的執行個體，該執行個體通過簡單的讀取"books.xml"檔案，然後將其中的資訊顯示在控制台中。

using System;
using System.Xml;  

namespace ReadXml
{
     class Class1
     {
         static void Main( string[] args )
         {
             // 建立一個XmlTextReader類的對象並調用Read方法來讀取檔案
             XmlTextReader textReader   = new XmlTextReader("C:\\books.xml");
             textReader.Read();
             // 節點非空則執行迴圈體
             while ( textReader.Read() )
             {
                 // 讀取第一個元素
                 textReader.MoveToElement();
                 Console.WriteLine("XmlTextReader Properties Test");
                 Console.WriteLine("===================");  

                 // 讀取該元素的屬性並顯示在控制台中
                 Console.WriteLine("Name:" + textReader.Name);
                 Console.WriteLine("Base URI:" + textReader.BaseURI);
                 Console.WriteLine("Local Name:" + textReader.LocalName);
                 Console.WriteLine("Attribute Count:" + textReader.AttributeCount.ToString());
                 Console.WriteLine("Depth:" + textReader.Depth.ToString());
                 Console.WriteLine("Line Number:" + textReader.LineNumber.ToString());
                 Console.WriteLine("Node Type:" + textReader.NodeType.ToString());
                 Console.WriteLine("Attribute Count:" + textReader.Value.ToString());
             }
         }
     }
}

XmlTextReader類中有一個很重要的屬性－NodeType，通過該屬性，我們可以知道其節點的節點類型。而枚舉類型XmlNodeType中包含了諸如Attribute、CDATA、Element、Comment、Document、DocumentType、Entity、ProcessInstruction以及WhiteSpace等的XML項的類型。通過與XmlNodeType中的元素的比較，我們可以擷取相應節點的節點類型並對其完成相關的操作。下面我就給出一個執行個體，該執行個體讀取每個節點的NodeType，並根據其節點類型顯示其中的內容，同時程式還記錄了XML檔案中每種節點類型的數目。

using System;
using System.Xml;  

namespace ReadXML
{
     class Class2
     {
         static void Main( string[] args )
         {
             int ws = 0;
             int pi = 0;
             int dc = 0;
             int cc = 0;
             int ac = 0;
             int et = 0;
             int el = 0;
             int xd = 0;  

             XmlTextReader textReader   = new XmlTextReader("C:\\books.xml");  

             while (textReader.Read())
             {
                 XmlNodeType nType = textReader.NodeType;

                 // 節點類型為XmlDeclaration
                 if (nType == XmlNodeType.XmlDeclaration)
                 {
                     Console.WriteLine("Declaration:" + textReader.Name.ToString());
                     xd = xd + 1;
                 }           

                 // 節點類型為Comment
                 if( nType == XmlNodeType.Comment)
                 {
                     Console.WriteLine("Comment:" + textReader.Name.ToString());
                     cc = cc + 1;
                 }           

                 // 節點類型為Attribute
                 if( nType == XmlNodeType.Attribute)
                 {
                     Console.WriteLine("Attribute:" + textReader.Name.ToString());
                     ac = ac + 1;
                 }  

                 // 節點類型為Element
                 if ( nType == XmlNodeType.Element)
                 {
                     Console.WriteLine("Element:" + textReader.Name.ToString());
                     el = el + 1;
                 }  

                 // 節點類型為Entity
                 if ( nType == XmlNodeType.Entity )
                 {
                     Console.WriteLine("Entity:" + textReader.Name.ToString());
                     et = et + 1;
                 }           

                 // 節點類型為Process Instruction
                 if( nType == XmlNodeType.ProcessingInstruction )
                 {
                     Console.WriteLine("Process Instruction:" + textReader.Name.ToString());
                     pi = pi + 1;
                 }       

                 // 節點類型為DocumentType
                 if( nType == XmlNodeType.DocumentType)
                 {
                     Console.WriteLine("DocumentType:" + textReader.Name.ToString());
                     dc = dc + 1;
                 }  

                 // 節點類型為Whitespace
                 if ( nType == XmlNodeType.Whitespace )
                 {
                     Console.WriteLine("WhiteSpace:" + textReader.Name.ToString());
                     ws = ws + 1;
                 }
             }  

             // 在控制台中顯示每種類型的數目
             Console.WriteLine("Total Comments:" + cc.ToString());
             Console.WriteLine("Total Attributes:" + ac.ToString());
             Console.WriteLine("Total Elements:" + el.ToString());
             Console.WriteLine("Total Entity:" + et.ToString());
             Console.WriteLine("Total Process Instructions:" + pi.ToString());
             Console.WriteLine("Total Declaration:" + xd.ToString());
             Console.WriteLine("Total DocumentType:" + dc.ToString());
             Console.WriteLine("Total WhiteSpaces:" + ws.ToString());
         }
     }
}

以上，我向大家介紹了如何運用XmlTextReader類的對象來讀取XML文檔，並根據節點的NodeType屬性來取得其節點類型資訊。同時XmlReader這個基類還有XmlNodeReader和XmlValidatingReader等衍生類別，它們分別是用來讀取XML文檔的節點和模式的。限於篇幅，這裡就不介紹了，讀者可以參考有關資料。

四．寫XML文檔的方法：

XmlWriter類包含了寫XML文檔所需的方法和屬性，它是XmlTextWriter類和XmlNodeWriter類的基類。該類包含了WriteNode、WriteString、WriteAttributes、WriteStartElement以及WriteEndElement等一系列寫XML文檔的方法，其中有些方法是成對出現的。比如你要寫入一個元素，你首先得調用WriteStartElement方法，接著寫入實際內容，最後是調用WriteEndElement方法以表示結束。該類還包含了WriteState、XmlLang和XmlSpace等屬性，其中WriteState屬性工作表明了寫的狀態。因為XmlWriter類包含了很多寫XML文檔的方法，所以這裡只是介紹最主要的幾種。下面我們通過其子類XmlTextWriter類來說明如何寫XML文檔。

首先，我們要建立一個XmlTextWriter類的執行個體對象。該類的建構函式XmlTextWriter有三種重載形式，其參數分別為一個字串、一個流對象和一個TextWriter對象。這裡我們運用字串的參數形式，該字串就指明了所要建立的XML檔案的位置，方法如下：

XmlTextWriter textWriter = New XmlTextWriter("C:\\myXmFile.xml", null);

在建立完對象後，我們調用WriterStartDocument方法開始寫XML文檔，在完成寫工作後，就調用WriteEndDocument結束寫過程並調用Close方法將它關閉。在寫的過程中，我們可以調用WriteComment方法來添加說明，通過調用WriteString方法來添加一個字串，通過調用WriteStartElement和WriteEndElement方法對來添加一個元素，通過調用WriteStartAttribute和WriteEndAttribute方法對來添加一個屬性。我們還可以通過調用WriteNode方法來添加整一個節點，其它的寫的方法還包括WriteProcessingInstruction和WriteDocType等等。下面的執行個體就是介紹如何具體運用這些方法來完成XML文檔的寫工作的。

using System;
using System.Xml;  

namespace WriteXML
{
class Class1
{
   static void Main( string[] args )
   {
    try
    {
     // 建立XmlTextWriter類的執行個體對象
     XmlTextWriter textWriter = new XmlTextWriter("C:\\w3sky.xml", null);
     textWriter.Formatting = Formatting.Indented;

     // 開始寫過程，調用WriteStartDocument方法
     textWriter.WriteStartDocument();  

     // 寫入說明
     textWriter.WriteComment("First Comment XmlTextWriter Sample Example");
     textWriter.WriteComment("w3sky.xml in root dir");   

     //建立一個節點
     textWriter.WriteStartElement("Administrator");
     textWriter.WriteElementString("Name", "formble");
     textWriter.WriteElementString("site", "w3sky.com");
     textWriter.WriteEndElement();
    

     // 寫文檔結束，調用WriteEndDocument方法
     textWriter.WriteEndDocument();

     // 關閉textWriter
     textWriter.Close();

    }
    catch(System.Exception e)
    {
     Console.WriteLine(e.ToString());
    }
   }
}
}

五．運用XmlDocument類：

XmlDocument類的對象代表了一個XML文檔，它也是一個非常重要的XML類。該類包含了Load、LoadXml以及Save等重要的方法。其中Load方法可以從一個字串指定的XML檔案或是一個流對象、一個TextReader對象、一個XmlReader對象匯入XML資料。LoadXml方法則完成從一個特定的XML檔案匯入XML資料的功能。它的Save方法則將XML資料儲存到一個XML檔案中或是一個流對象、一個TextWriter對象、一個XmlWriter對象中。

下面的程式中我們用到了XmlDocument類對象的LoadXml方法，它從一個XML文檔段中讀取XML資料並調用其Save方法將資料儲存在一個檔案中。

// 建立一個XmlDocument類的對象
XmlDocument doc = new XmlDocument();
doc.LoadXml(("<Student type='regular' Section='B'><Name>Tommy Lex</Name></Student>"));

// 儲存到檔案中
doc.Save("C:\\student.xml");

這裡，我們還可以通過改變Save方法中參數，將XML資料顯示在控制台中，方法如下：

doc.Save(Console.Out);

而在下面的程式中，我們用到了一個XmlTextReader對象，通過它我們讀取"books.xml"檔案中的XML資料。然後建立一個XmlDocument對象並載入XmlTextReader對象，這樣XML資料就被讀到XmlDocument對象中了。最後，通過該對象的Save方法將XML資料顯示在控制台中。

XmlDocument doc = new XmlDocument();
// 建立一個XmlTextReader對象，讀取XML資料
XmlTextReader reader = new XmlTextReader("c:\\books.xml");
reader.Read();

// 載入XmlTextReader類的對象
doc.Load(reader);
// 將XML資料顯示在控制台中
doc.Save(Console.Out);

六．總結：

XML技術作為.Net的基石，其重要性自然不言而喻。.Net架構套件含了五個命名空間和大量的類來支援與XML技術有關的操作。其中System.Xml是最重要的一個命名空間，其中的XmlReader類和XmlWriter類以及它們的衍生類別完成了XML文檔的讀寫操作，是最基本也是最重要的類。XmlDocument類代表了XML文檔，它能完成與整個XML文檔相關的各類操作，同時和其相關的XmlDataDocument類也是非常重要的，值得讀者的深入研究。

附錄

"books.xml"檔案如下：

<?xml version='1.0'?>
<!-- This file represents a fragment of a book store inventory database -->
<bookstore>
   <book genre="autobiography" publicationdate="1981" ISBN="1-861003-11-0">
     <title>The Autobiography of Benjamin Franklin</title>
     <author>
       <first-name>Benjamin</first-name>
       <last-name>Franklin</last-name>
     </author>
     <price>8.99</price>
   </book>
   <book genre="novel" publicationdate="1967" ISBN="0-201-63361-2">
     <title>The Confidence Man</title>
     <author>
       <first-name>Herman</first-name>
       <last-name>Melville</last-name>
     </author>
     <price>11.99</price>
   </book>
   <book genre="philosophy" publicationdate="1991" ISBN="1-861001-57-6">
     <title>The Gorgias</title>
     <author>
       <first-name>Sidas</first-name>
       <last-name>Plato</last-name>
     </author>
     <price>9.99</price>
   </book>
</bookstore>