XML學習筆記5——XSD複雜資料類型

　　和單一資料型別對應就是複雜資料類型了，XML元素的資料類型可以是單一資料型別，也可以是複雜資料類型，而XML屬性的資料類型就只能是單一資料型別。這篇筆記，就來學習一下XSD中的複雜資料類型了。

1、定義複雜資料類型

（1）和<simpleType>元素用來定義單一資料型別相對應，可以使用<complexType>元素來定義複雜資料類型。其文法為：

　　id　　name　　abstract　　mixed　　block　　final　　any-attributes

其中<complexType>元素的屬性說明如下：

屬性	說明
id	唯一標識<complexType>元素本身
name	使用<complexType>元素新定義的資料類型的名稱
abstract	是否為抽象的資料類型，如為抽象的，則不能在XML文檔中直接使用這種資料類型
mixed	是否為混合類型，如果是混合類型，則允許同時出現字元資料和子項目 如果子項目是<simplexContent>，則不能使用該屬性 如果子項目是<complexContent>，則mixed屬性可以被<complexContet>元素的mixed屬性重寫
block	防止使用指定衍生類別型的複雜類型來替換當前定義的複雜類型
final	防止使用指定衍生類別型來派生新的類型
any attributes	指定non-schema命名空間的任何其他屬性

（2）複雜資料類型只能用於元素而不能用於屬性，進一步，可以根據能應用的元素對資料類型進行分類：

• 單一資料型別：相應的元素內容是簡單類型值，並且元素不能有屬性，使用<simpleType>定義
• 含簡單內容的複雜資料類型：相應的元素內容是簡單類型值，但元素具有屬性，使用<complexType> <simpleContent> </simpleContent> </complexType>定義，其中<simpleContent>元素的文法如下：

• 含複雜內容的複雜資料類型：相應的元素可以是包含子項目的元素，空元素或包含混合內容的元素，而不管元素是否有屬性，使用<complexType> <complexContent> </complexContent> </complexType>定義，其中<complexContent>元素的文法如下：

（3）在根項目<schema>下定義的複雜資料類型為全域的，此時name屬性是必須的，否則為局部的。

（4）final屬性用於指定不能以那種方式派生新類型，可以取的值有#all，extension和restriction的自由組合，預設值為根項目<schema>的finalDefault屬性值。這個屬性其實和<simplexType>的final屬性類似，只是<simplexType>的final屬性取值可以是#all或restriction、list、union的自由組合。

（5）block屬性指定不能使用指定方式派生出來的類型來替換所定義的類型，可以取的值和final相同，預設值為根項目<schema>的blockDefault屬性值。

2、定義元素

（1）在定義複雜資料類型時，需要定義子項目和屬性，那麼怎麼定義元素呢？在XSD中，可以使用<element>元素來定義元素，其文法如下：

　　substitutionGroup　　abstract

其中element元素的各屬性如下表：

屬性	說明
id	唯一標識<element>元素
name	新定義元素的名稱，根項目<schema>下定義時為必須屬性
ref	對另一個元素的引用，可包含一個命名空間首碼
type	資料類型，可以是內建資料類型、simpleType或complexType定義的類型
substitutionGroup	可用來替代該元素的元素名稱，必須具有相同的類型或從其衍生類別型
default	預設值，元素內容是簡單類型或textOnly時使用
fixed	固定值，元素內容是簡單類型或textOnly時使用,預設值default和固定值fixed不能同時指定
form	是否通過命名空間首碼限定該元素，預設值為<schema>元素的elementFormDefault屬性值
maxOccurs	在父元素中出現的最大次數，非負整數或無限制（unbounded），預設值為1
minOccurs	在父元素中出現的最少次數，必須小於或等於maxOccurs，預設值為1
nillable	是否可以將顯示的零值分配給該元素，預設為false，如果為true，則在XML文檔中可以設定該元素的nil屬性為true
abstract	是否為抽象元素，如為抽象元素，則不能直接在XML文檔中使用
block	阻止使用指定派生方式的元素來替換當前元素
final	設定element元素上final屬性的預設值
any attributes	指定non-schema命名空間的任何其他屬性

其中父元素是根項目<schema>時，不能使用ref、form、maxOccurs、minOccurs等屬性，而substitutionGroup、final等屬性則只能使用在父元素為根項目的情況下。

（2）可以通過<group>元素將一組屬性定義在一起，然後在其它需要元素的地方用元素組的引用就可以了。文法如下：

看一個例子：

這裡涉及到了三種順序指標，用於定義元素的順序：

• all：子項目能以任意順序出現，但是每個子項目必須只出現一次，這個時候可以把minOccurs設定為0或1，並且只能把maxOccurs設定為1
• choice：子項目是互斥的關係，只能出現其中之一
• sequence：子項目必須按照指定的順序出現

（3）元素萬用字元

　　在某些情況下，如果無法確定指定元素還需要包含哪些子項目、哪些屬性，這時候可使用萬用字元。XSD中使用<any>元素作為元素萬用字元，表示任何元素，即<any>元素出現的位置可以使用任何元素代替，其文法格式如下：

<any>元素的屬性：

屬性	說明	取值/取實值型別	預設值
id	唯一標識該元素	ID類型
maxOccurs	該元素最多可出現的次數	非負整數或unbounded	1
minOccurs	該元素最少可出現的次數	非負整數，必須小於maxOccurs	1
namespace	指定可代替該萬用字元的元素必須來自哪個空間	##any：任意命名空間的元素 ##other：來自當前命名空間之外的其它任意命名空間的元素 ##local：無命名空間限定的元素 ##targetNamespace：當前命名空間的元素 命名空間URI：指定命名空間的元素 上面多個值的列表：值列表中的任意一個命名空間的元素
processContents	指定應用程式或XML處理器如何對替換元素進行驗證	strict：XML處理器必須獲得由namespace指定的命名空間對應的Schema，並驗證來自該命名空間的所有元素 lax：XML處理器嘗試擷取由namespace指定的命名空間對應的Schema，成功則驗證所有元素，否則也不報錯 skip：XML處理器不會擷取所需命名空間，也不會進行任何驗證	strict

（4）元素替換

XSD還提供了一種機制，允許使用一個元素替換另一個元素，如果想定義某個元素可替換另一個元素，可以為該元素增加substitutionGroup屬性，其值就是該元素想替換的元素的名字。使用元素替換需注意兩點：

• 替換元素和被替換元素必須以全域元素的形式來聲明
• 替換元素和被替換元素要麼有相同的資料類型，要麼替換元素類型是被替換元素類型的衍生類別型

另外，

• 可以使用final屬性來阻止自己被指定衍生類別型替換
• 可以使用block屬性來阻止指定衍生類別型的替換

3、定義屬性

　　定義屬性和定義元素是完全統一的，只是定義屬性使用<attribute>元素，其文法格式如下：

　　uese

（1）<attribute>元素的屬性基本和<element>元素相同，不同的是form屬性的預設值是根項目<schema>的attributeFormDefault屬性的值。另外，use屬性是<element>所沒有的，它表示怎麼使用這個屬性，可以取的值有：

• optional：屬性是可選的，並且可以具有指定資料類型的任意值
• prohibited：不能使用屬性（既然不能使用，為何還要定義？主要是在派生新類型使用，用來刪除原類型的某個屬性）
• required：必須的屬性，此時不能指定default和fixed

（2）在根項目<schema>下定義的屬性稱之為全域屬性，其它的屬性則可以通過<attribute>元素的ref屬性來引用全域屬性；也可以直接將<attribute>放在<complexType>元素內部定義屬性。

（3）類似<group>元素定義元素組，還可以使用<attributeGroup>元素定義屬性群組，其文法格式如下：

（4）屬性萬用字元

　　類似於元素萬用字元，可以使用<anyAttribute>表示屬性萬用字元，其文法格式如下：

其中屬性含義與元素萬用字元<any>相同。

4、再看看怎麼派生複雜資料類型

　　知道怎麼定義元素和屬性之後，就可以進一步看怎麼定義複雜資料類型了，總的來說，定義複雜資料類型需要弄清兩個問題：第一個問題是基底類型的問題——定義複雜資料類型的基礎是哪個類型？第二個問題就是派生方式的問題——派生複雜資料類型可以使用限制<restriction>和擴充<extension>兩種方式。

（1）基底類型

• anyType類型：和DTD中的ANY類似，XSD中也有一個anyType類型，這種類型的元素沒有任何限制，可以包含子項目，可以包含字串內容，還可以添加任何屬性（但這些屬性需要在XSD檔案中定義過），anyType類型是所有簡單類型和所有複雜類型的基底類型，通常用於派生新的類型，而不是直接用來定義元素。
• 簡單類型
• 含簡單內容的複雜類型：元素內容是簡單類型值，但元素包括屬性
• 空元素類型：用於定義內容為空白或Null 字元串的元素，但是該元素可以接受屬性。定義空元素類型有兩種方式：
• 擴充長度為0的字串：如果該元素不需要包含屬性，那麼直接使用長度為0的字串類型定義該元素即可
• 限制anyTye：限制anyType時不定義任何子項目，只定義所需屬性即可

• 包含子項目的類型
• 混合內容類型

（2）派生方式

• 限制<restriction>
• 擴充<extension>　

下面是我從這基底類型和派生方式兩個維度統計的一個列表：

基底類型	派生方式	定義時使用的XSD元素	說明
anyType類型	限制	<complexType><complexContent><restriction>	因為anyType只能限制，不能擴充，所以可以省略<complexContent><restriction>元素， 而直接在<complexType>內部使用<all>|<choice>|<sequence>等元素
	擴充		anyType類型已經沒有任何限制了，所以也就不需要再擴充了
簡單類型	限制	<simpleType>	限制簡單類型最終結果也是一個簡單類型，因此使用<simpleType>元素
	擴充	<complexType><simpleContent><extension>	可以通過添加屬性或屬性群組派生複雜資料類型
包含簡單內容的複雜類型	限制	<complexType><simpleContent><restriction>	為元素內容增加進一步的約束 為元素的屬性類型增加進一步的約束 刪除某些屬性
	擴充	<complexType><simpleContent><extension>	添加屬性
空元素類型	限制	<complexType><complexContent><restriction>	對指定屬性增加進一步的約束 刪除某個屬性
	擴充	<complexType><complexContent><extension>	為原有類型增加屬性：派生出來的新類型依然是空元素類型 為原有類型增加子項目：派生出來的新類型將是包含子項目的類型 為原有類型增加mixed="true"：派生出來的新類型將是混合內容類型
包含子項目的類型	限制	<complexType><complexContent><restriction>	可以對指定屬性的類型增加進一步約束 可以對指定子項目的類型增加進一步約束 可以刪除指定屬性 可以刪除指定元素
	擴充	<complexType><complexContent><extension>	為基底類型增加新的子項目 為基底類型增加新的屬性
混合內容類型	限制	<complexType><complexContent><restriction>	限制混合內容類型的方式和限制包含子項目的類型基本相同
	擴充	<complexType><complexContent><extension>	擴充混合內容類型的方式和擴充包含子項目的類型基本相同，但是必須保留mixed="true"

　　衍生類別型的另外一種用法：

　　假設在XSD中定義了元素<book>，其類型是book_type（包含一個name屬性），同時還定義了book_type的派生資料類型extended_book_type（在book_type基礎上添加就價格price屬性），這種情況下，在實際XML文檔中， 可以以如下兩種方式使用<book>元素：

5、一致性約束

　　定義元素還可以指定3種類型的約束：

• key約束：相當於DB裡面的主鍵約束，要求指定內容必須存在而且唯一
• keyref約束：相當於DB裡面的外鍵約束，要求指定內容的值必須使用refer屬性引用另一個key約束或unique約束
• unique約束：相當於DB裡面的唯一約束，要求指定內容必須唯一，但可以不存在

這3個一致性約束都只能在<element>元素內定義，且只能在<element>元素的最後面定義。

　　在DB中定義約束時，不僅需要指定使用哪類約束，還需要定義應該對哪些欄位應用約束，在XSD中定義一致性約束也完全類似，也需要指定該約束將對哪些部分起作用，因此需要在約束內使用如下兩個子項目：

• <selector>：需指定一個xpath屬性，其值是一個XPath運算式，用來確定一個元素範圍，在一次約束定義中，<selector>必須且只能出現一次
• <field>：需要指定一個xpath屬性，其值是一個XPath運算式，在一次約束定義中，<field>至少要出現一次，也可以出現多次

這兩個元素的含義是：在<selector>元素的XPath運算式表示的範圍內，<field>元素的XPath運算式所表示的內容必須遵守一致性約束，如果有多個<field>元素，則它們的XPath運算式內容的組合必須遵守一致性約束，當XPath運算式所表示的內容無需遵守，這個概念相當於DB中的多列組合約束。

　　看下例子：

6、定義符號

最後看一下和DTD中對應的定義符號的用法，在XSD中使用<notation>元素定義符號，用來標識XML文檔中的外部資料，該元素可接受的屬性有：

• id：指定該符號的唯一標識，通常無需指定
• name：指定該符號的名稱，是一個必填屬性，而且該名稱在整個XSD內必須是唯一的
• public：指定該符號所標識資料的外部格式或對應處理常式，必填屬性，相當於DTD中<!NOTATION>中PUBLIC的作用
• system：指定該符號所標識資料的外部格式或對應處理常式，可選屬性，相當於DTD中<!NOTATION>中SYSTEM的作用