XML文件原理详解

news2024/11/15 11:51:54

文章目录

  • 一、简介
    • 1. XML定义
    • 2. 测试
    • 3. HTML和XML的区别
  • 二、XML基本语法
    • 1. 语法规则
    • 2. 元素的属性
    • 3. CDATA
    • 4. DTD文件
    • 5. XSD文件
  • 三、Java解析XML
    • 1. 简介
    • 2. 解析XML文件
  • 四、Xpath
    • 1. 简介
    • 2. Xpath的使用

一、简介

1. XML定义

XML（可扩展标记语言）是一种用于编码文档的标准。它是由万维网联盟（W3C）在1998年制定的，目的是让信息能够易于共享、处理和传输。XML 是标记语言，这意味着它用标记（或元素）来描述数据或内容。这些标记是用户定义的，所以 XML 可以用来描述任何类型的数据。比如，你可以创建一个包含“书”和“作者”标记的 XML 文档来描述一个图书库。XML 的重要特性包括：

  • 可扩展性：XML 让用户定义自己的标记。这意味着它可以扩展和适应各种应用和信息模型。
  • 自我描述性：因为标记是用户定义的，所以 XML 文档通常能描述其包含的信息。
  • 机器可读和人类可读：XML 的另一个优点是它同时易于机器处理和人类阅读。
  • 开放标准：XML 是由 W3C 制定的开放标准，这意味着它在全球范围内被广泛接受和使用。

XML 在很多地方都有应用，包括网页开发、科学数据交换、音频视频处理、电子商务等。由于它的可扩展性和自我描述性，XML 是一种非常强大的工具，能够适应各种数据描述和交换的需要。它最重要的功能就是数据传输、配置文件和存储数据（数据不多时，充当小型数据库）

2. 测试

下面写一个简单的XML文件

<user>jack</user>
<msg>超级大帅哥</msg>

然后用浏览器打开这个文件查看是否有错误

在这里插入图片描述

发现出现了错误，因为所有的xml都必须有一个根节点

<root>
    <user>jack</user>
    <msg>超级大帅哥</msg>
</root>

在这里插入图片描述

3. HTML和XML的区别

  • HTML标签不能自定义，XML标签必须自定义
  • HTML语法要求不严格，XML标签要求极其严格，必须是成对标签
  • XML用来传输或存储数据，HTML用来展示数据

二、XML基本语法

1. 语法规则

（1）xml必须有根节点（根节点就是其他所有节点的父节点）
在这里插入图片描述
（2）XMl头声明：不强制要求可有可无（建议写）

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
  • version：xml版本
  • encoding：编码类型

（3）所有xml元素都必须是成对标签
（4）标签名区分大小写
（5）XML中注释和HTML注释是一样的
（6）特殊字符使用实体转义（如< 为$lt;)

xml中需要转义的字符

$lt;<less than
&gt;>greater than
&amp;&ampersand
&apos;'apostrophe
&quot;"quotation mark

2. 元素的属性

属性就是描述标签额外信息的

在这里插入图片描述

一个标签可以有多个属性，属性的值必须使用引号引起来，属性的命名规则：数字字母下划线（数字不能开头）

3. CDATA

如下面代码，存在很多需要转义的字符，如果手动转义，则工作量特别大，这时候CDATA就派上的用场：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<root>
     <man>
         <name>张杰</name>
         <msg>世界上最好的大学是什么：如果2<4 ,但是4>5,7<3</msg>
     </man>
    <man>
        <name age="38">太白</name>
    </man>
</root>

在这里插入图片描述

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<root>
     <man>
         <name>张杰</name>
         <msg><![CDATA[世界上最好的大学是什么：如果2<4 ,但是4>5,7<3]]></msg>
     </man>
    <man>
        <name age="38">太白</name>
    </man>
</root>

在这里插入图片描述

CDATA的中括号中的内容不会被解析（CDATA必须大写）

4. DTD文件

前面说到XML的文件的标签都是自定义的，但这会带来一些问题，比如会导致XML内容非常乱等问题，所以我们需要在使用XML时提前定义好XML标签的规范（例如Mybatis的配置文件），而我们配置的规范文件就是DTD文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE configuration PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration><!-- 配置 -->
    <properties /><!-- 属性 -->
    <settings /><!-- 设置 -->
    <typeAliases /><!-- 类型命名 -->
    <typeHandlers /><!-- 类型处理器 -->
    <objectFactory /><!-- 对象工厂 -->
    <plugins /><!-- 插件 -->
    <environments><!-- 配置环境 -->
        <environment><!-- 环境变量 -->
            <transactionManager /><!-- 事务管理器 -->
            <dataSource /><!-- 数据源 -->
        </environment>
    </environments>
    <databaseIdProvider /><!-- 数据库厂商标识 -->
    <mappers /><!-- 映射器 -->
</configuration>

下面实现简单的DTD文件

<!ELEMENT students (student*)>
<!ELEMENT student (name,age)>
<!ELEMENT  age (#PCDATA)>
<!ELEMENT  name (#PCDATA)>

上面表示，studetns标签下只能有student标签，student标签下有name和age标签，然后age和name的数据类型都是String，然后演示一下使用我们自己的dtd文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<!--引入dtd文件-->
<!DOCTYPE students SYSTEM "test1.dtd">
<students>
    <student>
        <name></name>
        <age></age>
    </student>
</students>

5. XSD文件

XSD，即xml结构定义，XSD时DTD的替代品，所以XSD的作用和DTD的作用是一样的，只是XSD的用法更加的高端。XML Schema Definition (XSD) 用于描述和验证 XML 文档的结构。它提供了一种规定 XML 文档必须如何看起来（哪些元素可以存在、它们的顺序、一个元素可以有多少个子元素等等）的方式。具体而言，你可以用 XSD 来定义：

  • 元素和属性可以出现的位置和次数
  • 元素和属性的数据类型
  • 元素和属性的默认值和固定值

以下是 XSD 的一些基本语法：

声明元素: xsd:element 用于声明一个元素。

<xsd:element name="elementName" type="dataType"/>

声明属性: xsd:attribute 用于声明一个属性。

<xsd:attribute name="attributeName" type="dataType"/>

声明复杂元素: xsd:complexType 可用于声明复杂元素，这些元素包含其他元素和/或属性。

<xsd:complexType name="complexTypeName">
    <!-- definitions of elements and/or attributes -->
</xsd:complexType>

声明简单元素: xsd:simpleType 可用于声明简单元素，这些元素只包含文本。

<xsd:simpleType name="simpleTypeName">
    <!-- definition of text type -->
</xsd:simpleType>

现在让我们看一个完整的示例，假设我们有以下 XML 文档：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<note>
    <to>Tove</to>
    <from>Jani</from>
    <heading>Reminder</heading>
    <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

一个对应的 XSD 可能如下：

<xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xsd:element name="note">
  <xsd:complexType>
    <xsd:sequence>
      <xsd:element name="to" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="from" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="heading" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="body" type="xsd:string"/>
    </xsd:sequence>
  </xsd:complexType>
</xsd:element>

</xsd:schema>

在此 XSD 中，我们定义了一个名为 “note” 的复杂元素，它包含四个子元素：to、from、heading 和 body。所有这些元素都是字符串类型，并且它们必须按照在 xsd:sequence 中指定的顺序出现。要在 XML 文档中引用或链接到相应的 XSD 文件，你需要在 XML 文档的顶部使用 xmlns (XML 命名空间) 属性以及 xsi:schemaLocation 或 xsi:noNamespaceSchemaLocation 属性。如果 XSD 文件与 XML 文档在同一个命名空间，你可以使用 xsi:noNamespaceSchemaLocation 属性：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<note xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="note.xsd">
    <to>Tove</to>
    <from>Jani</from>
    <heading>Reminder</heading>
    <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

在上面的例子中，XSD 文件名为 “note.xsd”，并且它位于与 XML 文档相同的目录下。如果 XSD 文件和 XML 文档在不同的命名空间，你需要使用 xsi:schemaLocation 属性，并定义你的命名空间：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<note xmlns="http://www.example.com" 
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.example.com note.xsd">
    <to>Tove</to>
    <from>Jani</from>
    <heading>Reminder</heading>
    <body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

在上述例子中，我们定义了一个命名空间 “http://www.example.com” 并将它与 XSD 文件 “note.xsd” 关联起来。注意，命名空间的 URL 不需要是真实的 URL，它只是一个命名空间标识符。

三、Java解析XML

1. 简介

解析XML文件共有四种方式：

  • DOM解析：解析XML时，把文档中的所有元素按照其出现的层次关系，在内存中构造出树形结构。其优点是可以遍历和修改节点的内容，但内存压力较大，解析较慢。（性能不好）
  • SAX解析：是一种XML解析的替代方法，相对比DOM方式速度更快，更有效。其特点是不能修改节点内容（性能第二）。SAX 是一种基于事件的解析器，按照 XML 文档从头到尾的顺序解析。它在读取文档时触发一系列事件（如开始文档，开始元素，结束元素，结束文档等），并调用预定义的方法来处理这些事件。由于它不需要加载整个文档到内存，所以内存占用较少，适合大型文档的解析。
  • JDOM解析：它仅使用具体的类，而不用接口（不灵活且性能不好）。JDOM 是 Java 特有的 XML 解析器，它结合了 SAX 和 DOM 的优点。JDOM 使用具体类而非接口，简化了 DOM 的复杂性，并且提供了更直观的方法来操作 XML。JDOM 能将 XML 文档加载到内存中，提供了一种基于树形结构的方式来访问和修改数据，但是同样的，对于大型文档，可能会导致内存占用过多。
  • DOM4J解析：是JDOM的一种的智能分支，合并了许多超出基本XML文档的功能，例如Hibernate就使用DOM4J解析（性能最高）DOM4J 是一个开源的 Java XML 解析器，类似于 JDOM，它结合了 DOM 和 SAX 的优点。DOM4J 提供了灵活的 API 和良好的性能，适合在 Java 应用程序中处理复杂的 XML 文档。它可以在任何时候切换到事件驱动的处理方式，这意味着它可以处理非常大的文档，而不会消耗大量内存。

前两种方法是基础方法，为官方提供的（与平台无关）。后两种属于扩展方法，是在基础方法上扩展出来的，只适用于Java平台

2. 解析XML文件

定义XML文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<students>
    <student>
        <id>1</id>
        <name>kobe</name>
        <age>23</age>
    </student>
    <student>
        <id>2</id>
        <name>james</name>
        <age>24</age>
    </student>
</students>

使用DOM4J解析XML（使用前需要到mvn仓库中下载相关的jar包）

  public static void main(String[] args) throws DocumentException {
        //1. 加载XML文件到jvm中，形成数据流
        InputStream resourceAsStream = TestXML_1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("xml/4.xml");
        //2. 创建解析对象
        SAXReader saxParser= new SAXReader();
        //3. 获得整个文档对象（整个xml文件）[将数据流转换为一个文档对象]
        Document read = saxParser.read(resourceAsStream);
        //4. 首先读取根节点
        Element rootElement = read.getRootElement();
        //5. 获得根元素下的所有子元素
        List<Element> elements = rootElement.elements();
        elements.forEach(s-> System.out.println(s));
        for (Element element : elements) {
            List<Element> elements1 = element.elements();
            for (Element element1 : elements1) {
                System.out.println(element1.getName()+":"+element1.getData());
            }
        }
    }

在这里插入图片描述

解析属性

<students>
    <student type="usa" color="black">
        <id>1</id>
        <name>kobe</name>
        <age>23</age>
    </student>
    <student type="china" color="yellow">
        <id>2</id>
        <name>guoailun</name>
        <age>24</age>
    </student>
</students>

public class TestXML_1 {
    public static void main(String[] args) throws DocumentException {
        //1. 加载XML文件到jvm中，形成数据流
        InputStream resourceAsStream = TestXML_1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("xml/4.xml");
        //2. 创建解析对象
        SAXReader saxParser= new SAXReader();
        //3. 获得整个文档对象（整个xml文件）[将数据流转换为一个文档对象]
        Document read = saxParser.read(resourceAsStream);
        //4. 首先读取根节点
        Element rootElement = read.getRootElement();
        //5. 获得根元素下的所有子元素
        List<Element> elements = rootElement.elements();
        for (Element element : elements) {
            System.out.println(element);
            Attribute type = element.attribute("type");
            System.out.println("type："+type.getValue());
        }
    }
}

在这里插入图片描述

使用java程序添加XML元素

    public static void main(String[] args) throws DocumentException, IOException {
        //1. 加载XML文件到jvm中，形成数据流
        InputStream resourceAsStream = TestXML_1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("xml/4.xml");
        //2. 创建解析对象
        SAXReader saxParser= new SAXReader();
        //3. 获得整个文档对象（整个xml文件）[将数据流转换为一个文档对象]
        Document read = saxParser.read(resourceAsStream);
        //4. 首先读取根节点
        Element rootElement = read.getRootElement();
        //5. 创建元素节点
        Element student = rootElement.addElement("student");
        Element id = student.addElement("id");
        Element name = student.addElement("name");
        Element age = student.addElement("age");
        id.setText("3");
        name.setText("curry");
        age.setText("36");
        //6. 写入到xml文件
        FileOutputStream out=new FileOutputStream(new File("/Users/jackchai/Desktop/自学笔记/java项目/leetcode/leetcodetest/src/xml/4.xml"));
        OutputFormat format=new OutputFormat("\t",true,"UTF-8");
        XMLWriter  writer=new XMLWriter(out,format);
        writer.write(read);
        writer.close();
    }

在这里插入图片描述

四、Xpath

1. 简介

xpath是一门在xml文档中快速查找信息的方式。单纯使用Dom4j时只能一层层的获取并处理元素，有了xpath之后，访问层级的节点就很简单了

2. Xpath的使用

导入依赖包

在这里插入图片描述

解析方法

public class TestXML_1 {
    public static void main(String[] args) throws DocumentException, IOException {
        //1. 加载XML文件到jvm中，形成数据流
        InputStream resourceAsStream = TestXML_1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("xml/4.xml");
        //2. 创建解析对象
        SAXReader saxParser= new SAXReader();
        //3. 获得整个文档对象（整个xml文件）[将数据流转换为一个文档对象]
        Document read = saxParser.read(resourceAsStream);
        //4. 首先读取根节点
        Element rootElement = read.getRootElement();
        //5. 获取所有学生信息
        List<Node> student = rootElement.selectNodes("student");
        student.forEach(s-> System.out.println(s));
        //6. 获得所有学生的名字
        List<Node> nodes = rootElement.selectNodes("student/name");//也可以使用"//name"：忽略层级和位置只获取name标签
        nodes.forEach(s-> System.out.println(((Element)s).getData()));
        //7. 获得第一个学生信息
        List<Node> node = rootElement.selectNodes("student[1]");
        System.out.println(node);
        //8. 获得所有带有type属性的学生的名字
        List<Node> node3 = rootElement.selectNodes("student[@type]/name");
        //9. 获得指定属性值的学生
        List<Node> node4 = rootElement.selectNodes("student[@type=\"usa\"]/name");
        //10. 获得年龄超过30的学生
        List<Node> node8 = rootElement.selectNodes("student[age>22]/name");
        System.out.println("123"+node8);
    }
}

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一种很好用&#xff0c;很高效&#xff0c;又一学就会的数据结构&#xff0c;你确定不看看&#xff1f; 一、哈希表 Hash Table1.1 核心概念1.2 哈希函数 Hash Function1.3 哈希冲突 Hash Collision1.4 哈希冲突解决1.41 方法概述1.42 链地址法 Separate Chaining1.43 开放寻址…
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代码神器 自从大模型推出来之后&#xff0c;似乎没有什么工作是大模型不能做的。特别是在文本生成、文案写作、代码提示、代码生成、代码改错等方面都表现出不错的能力。下面我将介绍运用大模型写代码的几种方式&#xff0c;帮助程序员写出更好的代码&#xff01;&#xff08;…
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