关于XML的Schema文件讲解

1　Schema概述

1.1　什么是Schema

l  Schema是新的XML文档约束；DTD出现的比较早.

l  Schema要比DTD强大很多；

l  Schema本身也是XML文档，但Schema文档的扩展名为xsd，而不是xml。( XML Schemas Definition )(xmlns : XML namespace)

1.2　Schema简介

　　本课程中不对Schema深入探讨，我们只对Schema有个了解即可。

students.xsd

<?xml version="1.0"?>
<xsd:schema xmlns="http://www.itcast.cn/xml"
        xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http://www.itcast.cn/xml"  elementFormDefault="qualified"> 指定目标名称空间名称
    <xsd:element name="students" type="studentsType"/> 定义students元素，类型为studentsType类型
    <xsd:complexType name="studentsType"> 定义studentsType类型
        <xsd:sequence>
            <xsd:element name="student" type="studentType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/> studentsType类型包含0~N个student元素
        </xsd:sequence>
    </xsd:complexType>
    <xsd:complexType name="studentType"> 定义studentType类型
        <xsd:sequence> 子元素必须按顺序出现
            <xsd:element name="name" type="xsd:string"/> studentType类型顺序包含子元素name，类型为字符串
            <xsd:element name="age" type="ageType" /> studentType类型顺序包含子元素age，类型为ageType
            <xsd:element name="sex" type="sexType" /> studentType类型顺序包含子元素sex，类型为sexType
        </xsd:sequence>
        <xsd:attribute name="number" type="numberType" use="required"/> studentType类型包含属性number，类型为numberType，该属性是必须的
    </xsd:complexType>
    <xsd:simpleType name="sexType"> 定义类型sexType
        <xsd:restriction base="xsd:string"> 该类型是对string进行约束
            <xsd:enumeration value="male"/> 指定枚举选项
            <xsd:enumeration value="female"/> 指定枚举选项
        </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
    <xsd:simpleType name="ageType"> 定义ageType类型
        <xsd:restriction base="xsd:integer"> 该类型对integer进行约束
            <xsd:minInclusive value="0"/>
            <xsd:maxInclusive value="120"/> 范围为0~120
        </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
    <xsd:simpleType name="numberType"> 定义numberType类型
        <xsd:restriction base="xsd:string"> 对string类型进行约束
            <xsd:pattern value="ITCAST_\d{4}"/> 指定正则表达式
        </xsd:restriction>
    </xsd:simpleType>
</xsd:schema> 

students.xml

<?xml version="1.0"?>
 <students xmlns="http://www.itcast.cn/xml"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn/xml students.xsd">指定默认名称空间,指定Schema约束文件
    <student number="ITCAST_1001"> 子元素student，其中number属性是必须的，而且number属性值必须匹配正则表达式ITCAST_\d{4}
        <name>zhangSan</name> 子元素name，内容为任意字符串
        <age>20</age> 子元素age，内容必须是0~100之间的整数
        <sex>male</sex> 子元素sex，内容必须是male和female其中之一。
    </student>
    <student number="ITCAST_1002">
        <name>liSi</name>
        <age>25</age>
        <sex>female</sex>
    </student>
</students> 

2　Schema名称空间

2.1　什么是名称空间

如果一个XML文档中使用多个Schema文件，而这些Schema文件中定义了相同名称的元素时就会出现名字冲突。这就像一个Java文件中使用了import java.util.*和import java.sql.*时，在使用Date类时，那么就不明确Date是哪个包下的Date了。

总之名称空间就是用来处理元素和属性的名称冲突问题，与Java中的包是同一用途。如果每个元素和属性都有自己的名称空间，那么就不会出现名字冲突问题，就像是每个类都有自己所在的包一样，那么类名就不会出现冲突。

2.2　目标名称空间

在XSD文件中为定义的元素指定名称，即指定目标名称空间。这需要给<xsd:schema>元素添加targetNamespace属性。

l  <xsd:schema targetNamespace="http://www.itcast.cn/xml">

名称空间可以是任意字符串，但通常我们会使用公司的域名作为名称空间，这与Java中的包名使用域名的倒序是一样的！千万不要以为这个域名是真实的，它可以是不存在的域名。

如果每个公司发布的Schema都随意指定名称空间，如a、b之类的，那么很可能会出现名称空间的名字冲突，所以还是使用域名比较安全，因为域名是唯一的。

当使用了targetNamespace指定目标名称空间后，那么当前XSD文件中定义的元素和属性就在这个名称空间之中了。

2.3　XML指定XSD文件

在XML文件中需要指定XSD约束文件，这需要使用在根元素中使用schemaLocation属性来指定XSD文件的路径，以及目标名称空间。格式为：schemaLocation=”目标名称空间 XSD文件路径”

l  <students  schemaLocation="http://www.itcast.cn/xml students.xsd">

schemaLocation是用来指定XSD文件的路径，也就是说为当前XML文档指定约束文件。但它不只要指定XSD文件的位置，还要指定XSD文件的目标名称空间。

其中http://www.itcast.cn/xml为目标名称空间，students.xsd为XSD文件的位置，它们中间使用空白符（空格或换行）分隔。

也可以指定多个XSD文件，格式为：

l  schemaLocation=”目标名称空间1 XSD文件路径1 目标名称空间2 XSD文件路径2”

下面是spring配置文件的例子，它一共指定两个XSD文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans  第一个XSD文件的目标名称空间
                      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd  第一个xsd文件的位置,这个网址必须是真实的,不然就找不到xsd文件了.
                      http://www.springframework.org/schema/aop   第二个xsd文件的目标名称空间
                      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd "> 第二个xsd文件的位置.
</beans> 

xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans    第一个XSD文件的目标名称空间

http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd    第一个XSD文件的位置，这个网址必须是真实的，不然就找不到XSD文件了。

http://www.springframework.org/schema/aop   第二个XSD文件的目标名称空间

http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd    第二个XSD文件的位置

下面是JavaWeb项目的配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
                            http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd">
</web-app> 

2.4　定义名称空间

现在我们已经知道一个XML中可以指定多个XSD文件，例如上面Spring的配置文件中就指定了多个XSD文件，那么如果我在<beans>元素中给出一个子元素<bean>，你知道它是哪个名称空间中的么？

<beans
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
                      http://www.springframework.org/schema/aop
                      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
<bean></bean>
</beans>

如果两个名称空间中都<bean>元素会怎么样呢？

所以只是使用schemaLocation指定XSD是不够的，它只是导入了这个XSD及XSD的名称空间而已。schemaLocation的作用就相当于Java中导入Jar包的作用！最终还是在Java文件中使用import来指定包名的。

xmlns是用来指定名称空间前缀的，所谓前缀就是“简称”，例如中华人发共和国简称中国一样，然后我们在每个元素前面加上前缀，就可以处理名字冲突了。

格式为：xmln:前缀=”名称空间”

注意，使用xmlns指定的名称空间必须是在schemaLocation中存在的名称空间。

<beans
xmlns:b="http://www.springframework.org/schema/beans" 指定b前缀
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" 指定aop前缀
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
                      http://www.springframework.org/schema/aop
                      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
  <b:bean></b:bean> 
   在使用元素时，需指定前缀，这就可以区别元素是哪个名称空间下的了。每个元素都要指定名称空间前缀，如果不指定那么元素就是没有名称空间。
  <aop:scoped-proxy/>
</beans>

2.5　默认名称空间

在一个XML文件中，可以指定一个名称空间没有前缀，那么在当前XML文档中没有前缀的元素就来自默认名称空间。

<beans
 xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
 指定默认名称空间，即没有前缀的名称空间，如果元素没有指定前缀，那么表示来自这个名称空间
 xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
                      http://www.springframework.org/schema/aop
                      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
  <bean></bean> 
  来自默认名称空间，因为没有前缀。
  <aop:scoped-proxy/>
</beans>

2.6　W3C的元素和属性

如果我们的XML文件中需要使用W3C提供的元素和属性，那么可以不在schemaLocation属性中指定XSD文件的位置，但一定要定义名称空间，例如：

<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 定义名称控件,这个名称空间来自w3c所以在下面的schemaLocation中无需指定
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
                      http://www.springframework.org/schema/aop
                      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
</beans>

上面定义了一个名称空间，前缀为xsi，名称空间为http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance。这个名称空间无需在schemaLocation中不存在这个名称空间。

你可能已经发现了，schemaLocation这个属性其实是w3c定义的属性，与元素一定，属性也需要指定“出处”，xsi:schemaLocation中的xsi就是名称空间前缀。也就是说，上面我们在没有指定xsi名称空间时，就直接使用schemaLocation是错误的。