学习日记（XML 文件解析、检索、工厂设计模式、装饰设计模式）

一、XML 概述

1. 概念

XML：可扩展标记语言 eXtensible Markup Language 的缩写，是一种数据表示格式，可以描述非常复杂的数据结构，常用于传输和存储数据。如果把 XML 内容存为文件，那么该文件就是 XML 文件。

特点：纯文本，默认使用 UTF-8 编码；可嵌套。

作用：用于进行存储数据和传输数据；作为配置文件用于存储系统的信息。

2. XML 的创建及语法规则

创建：创建一个 XML 类型的文件，文件的后缀名为 .xml，如：hello_world.xml 。

XML 的标签（元素）语法规则：

• 文档声明必须是第一行；
• 标签由一对尖括号和合法标识符组成，必须存在一个根标签，有且只能有一个；
• 标签必须成对出现，有开始，有结束，结束的标签有 / 标记；
• 特殊的标签可以不成对，但是必须有结束标记，如：<br/> ；
• 标签中可以定义属性，属性和标签名空格分开，属性值必须用引号引起来；
• 标签需要正确的嵌套；
• 定义注释信息可以用：<!-- 注释内容 --> ；
• 可以存在 CDATA 区：<![CDATA[ 内容 ]]>，其中可以写任何内容，快捷键：CD ；
• 如果存在特殊字符可以用以下替代。

替代	特殊字符
&lt;	< 小于
&gt;	> 大于
&amp;	& 和号
&apos;	‘ 单引号
&quot;	“ 引号

右键点击文件选择 Open in Browser，用浏览器打开显示如下

3. XML 文档约束方式

文档约束：用来限定 XML 文件中的标签以及属性应该怎么写，程序员必须依照文档约束的规定来编写 XML 文件。

XML 文档约束方式分为：DTD 约束和 schema 约束。

依据文档约束来编写 XML 文档的步骤：

• 在需要编写的 XML 文件中导入 DTD 或 schema 约束文档；
• 按照约束的规定编写 XML 文件的内容。

注意：

• DTD 约束文档后缀为 .dtd；schema 约束文档也是一个 XML 文件，后缀为 .xsd 。

• DTD 不能约束具体的数据类型；schema 可以约束具体的数据类型。

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二、XML 文件的解析技术

XML 文件解析：使用程序读取 XML 文件中的数据。

两种解析方式：SAX 解析和 DOM 解析（解析常用的技术框架：Dom4j）。

DOM 解析文档对象模型：

• Document 对象代表整个 XML 文档；
• Element 对象代表标签（元素）；
• Attribute 对象代表属性；
• Text 对象代表文本内容。

注意：Element 对象、Attribute 对象以及 Text 对象都实现了 Node 接口，都是节点类型（最高类型）。

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1. 使用 Dom4j 解析 XML 文件

首先需要在官网下载 Dom4j 框架，然后导入 jar 包。

解析的步骤：

• 导入 Dom4j 框架；
• 通过构造器创建一个 Dom4j 的解析器对象，代表整个 Dom4j 框架，如：SAXReader saxReader = new SAXReader(); ；
• 利用解析器对象调用 read 方法把 XML 文件加载到内存中成为一个 Document 文档对象；
• 通过 Document 文档对象调用 getRootElement 方法来获取根元素对象；
• 通过根元素对象调用以下各种方法获取子元素对象、属性对象、文本等。

方法名	说明
List elements()	得到当前元素下所有子元素对象
Element element(String var1)	得到当前元素下指定名字的子元素对象返回集合
List attributes()	得到当前元素下的所有属性对象
Attribute attribute(String var1)	得到当前元素下指定属性名的属性对象
String getText()	得到当前元素下的文本，返回值为 String 类型
String getTextTrim()	得到当前元素下的文本（去掉前后空格），返回值为 String 类型

注意：

• 在第二个方法中，若参数中指定的名字对应不止一个子元素对象，则默认提取第一个子元素对象。
• 获取到子元素对象后，可以继续调用 getName 方法和 getText 方法获取元素的名字和文本。
• 获取到属性对象后，可以继续调用 getName 方法和 getValue 方法获取属性的名称和对应的值。
• 获取子元素对象后可以继续调用 elements 方法，进一步获取子元素的子元素对象。
• API 很灵活，用到时再去查。

解析结果

注意：

• 最好使用 Class 对象调用 getResourceAsStream 来产生字节输入流，这样可以避免后续模块名发生改变而可能出现的错误。
• getResourceAsStream 方法中的 / 可以直接去 src 下寻找文件，而且必须是正斜杠。
• 先获取元素对象或属性对象，然后再进行进一步操作。

2. XML 解析案例

需求：将指定 XML 文件中的数据封装为 List 集合，其中每个元素是实体类 Contact 。

实现

运行结果

注意：获取属性值或子元素对象文本有两种方法：先获取属性对象或子元素对象，然后调用方法；也可以直接调用以下方法获取。

方法名	说明
String attributeValue(String var1)	直接获取元素的属性值
String elementTextTrim(String var1)	直接获取该元素下子元素的文本（去掉前后空格）

代码

package com.dom4j;

import org.dom4j.Attribute;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

import java.io.InputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo02 {

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

        SAXReader saxReader = new SAXReader();

        InputStream is = Demo02.class.getResourceAsStream("/XMLdata/data01.xml");
        Document document = saxReader.read(is);

        List<Contact> list = Demo02.praseToList(document);
        System.out.println(list);

    }


    public static List<Contact> praseToList(Document document) {
        // 定义一个 list 集合用于存储 Contact 对象
        List<Contact> list = new ArrayList<>();

        Element root = document.getRootElement();

        // 根元素的子元素
        List<Element> elements = root.elements("contact");

        // 遍历根元素的子元素
        for (Element element : elements) {
            // 每有一个子元素，就创建一个 Contact 对象
            Contact con = new Contact();

            // 子元素的属性对象值
            con.setId(Integer.valueOf(element.attributeValue("id")));
            con.setVip(Boolean.valueOf(element.attributeValue("vip")));

            con.setName(element.elementTextTrim("name"));
            con.setAge(Integer.valueOf(element.elementTextTrim("age")));
            con.setHobby(element.elementTextTrim("hobby"));
//            // 取子元素的子元素对象
//            List<Element> elems = element.elements();
//            for (Element elem : elems) {
//                switch (elem.getName()) {
//                    case "name":
//                        con.setName(elem.getTextTrim());
//                        break;
//                    case "age":
//                        con.setAge(Integer.valueOf(elem.getTextTrim()));
//                        break;
//                    case "hobby":
//                        con.setHobby(elem.getTextTrim());
//                        break;
//                    default:
//                        break;
//                }
//            }
            list.add(con);
        }
        return list;
    }
}

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三、XML 文件的数据检索技术：XPath

XPath 作用：检索 XML 文件中的信息。

XPath 使用路径表达式来定位 XML 文档中的元素节点或属性节点。

检索的步骤：

• 导入 Dom4j 框架和 XPath 的 jar 包（XPath 技术依赖于 Dom4j 技术）；
• 通过构造器创建一个 Dom4j 的解析器对象，如：SAXReader saxReader = new SAXReader(); ；
• 利用解析器对象调用 read 方法把 XML 文件加载到内存中成为一个 Document 文档对象；
• 利用 XPath 提供的以下 API，结合路径表达式来完成检索 XML 文档中的元素节点或属性节点。

方法名	说明
Node selectSingleNode(String var1)	获取符合路径表达式的唯一元素
List selectNodes(String var1)	获取符合路径表达式的元素集合

元素查找的路径表达式	说明
/根元素/子元素/子元素	绝对路径
./子元素/子元素	相对路径，其中 . 表示当前元素
//元素	在全文搜索全部这个元素
//元素1/元素2	在全文元素 1 下找一级元素 2
//元素1//元素2	在全文元素 1 下找全部元素 2

注意：/ 表示一级元素，// 表示全部元素。

根据属性查找属性对象或元素对象的路径表达式	说明
//@属性名	查找所有属性对象
//元素[@属性名]	查找带有指定属性名的元素对象
//元素//[@属性名 = '值']	查找带有指定属性名，并且属性值相等的元素对象

注意：路径表达式都是正斜杠 / 。

元素查找

属性查找或元素查找

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四、工厂设计模式

工厂设计模式：Factory Pattern 是 Java 中常用的设计模式之一，属于创建型模式，提供了一种获取对象的方式。

作用：

• 对象通过工厂的方法创建返回，工厂的方法可以为该对象进行加工和数据注入，封装了对象的创建细节。
• 可以实现类与类之间的解耦操作（核心思想）。

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五、装饰设计模式

装饰设计模式：创建一个新类，包装原始类，从而在新类中提升原来类的功能。

步骤：

• 定义父类；
• 定义原始类，继承父类，定义功能；
• 定义装饰类，继承父类，包装原始类，增强功能。

作用：在不改变原类的基础上，动态地扩展一个类的功能。

如：InputStream 是抽象父类，FileInputStream 是实现子类、BufferedInputStream 是实现子类，是装饰类，读写性能提高。

实践：模拟 IO 流。

注意：在 main 方法中，is 的实际类型为 FileInputStream，所以在使用构造器创建 bis 对象时，传入的参数实际类型为 FileInputStream，之后在装饰类调用 read 方法时，调用的是原始类（实现类）中的 read 方法（多态特点）。

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注意：

1. Dom4j 框架和 XPath 的 jar 包下载链接：点此下载，提取码：3285。