详解使用XML Schema定义元素的基本知识（图文）

新的 xml schema 系统即将成为 w3c 推荐标准，目的是为了克服 dtd 的局限性（请参阅侧栏， dtd 的局限性 ），为 xml 文档提供丰富的语法结构。本文展示了模式的灵活性，说明如何使用 xml schema 系统来定义最基本的 xml 文档构造块——元素。

XML Schema 比 DTD 更强大。为了说明 XML Schema 机制的强大功能，下面三个程序清单简要比较了表示元素的不同方式。 清单 1给出了一个 XML 文档段， 清单 2用 DTD 语法声明了这两个元素， 清单 3则是相应的 XML Schema 语法形式。要注意， 清单 3中所用的是相同的 XML 语法。通过模式，验证解析器可以检查元素 InvoiceNo 是否是正整数，元素 ProductID 的首字符是否为 A 到 Z 之间的字母，后面为六个阿拉伯数字。相反，引用 DTD 的验证解析器只能检查这些元素是否用字符串表示。

清单 1：XML 文档段

123456789
J123456

清单 2：描述清单 1 中元素的 DTD 段

清单 3：描述清单 1 中元素的 XML Schema

在 XML Schema 中使用名称空间

在这个协作的世界中，一个人可能处理来自多个其他团体的文档，而不同的团体可能希望以不同的方式表示他们的数据元素。此外，他们还可能在一个文档中引用不同团体创建的同名元素。如何区分相同名字的不同定义呢？XML Schema 使用名称空间区分这些定义。

附：

DTD 的局限性

(尽管作为描述结构化信息的一种机制，DTD 成功地为 SGML 和 HTML 开发人员服务了 20 年，但与 XML Schema 相比，它存在着严重的局限性。

DTD 要求元素由以下三种成分组成：

文本字符串

文本字符串与其他子元素的混合

一组子元素

DTD 不使用 XML 语法，对类型和名称空间仅提供有限的支持。)

一个给定的 XML Schema 定义了一组新名字，如元素名、类型名、属性名、属性组名，这些名字的定义和声明都写在模式中。 清单 3定义的名字包括 InvoiceNo 、 ProductID 和 ProductCode 。

我们说模式中定义的名字属于它的 目标名称空间。名称空间本身有一个固定但没有限制的名字，必须符合 URL 语法。比如，对于 清单 3中模式段，您可以把名称空间的名字设为： http://www.SampleStore.com/Account 。

名称空间的名字语法容易让人混淆，尽管以 http:// 开始，那个 URL 并不指向一个包含模式定义的文件。事实上，这个 URL http://www.SampleStore.com/Account 根本没有指向任何文件，只是一个分配的名字。

模式中的定义和声明可能引用属于其他名称空间的名字。在本文中，我们称这些名称空间为 源名称空间。每个模式都有一个目标名称空间，但可能有多个源名称空间。名称空间的名字可能相当长，但在 XML 文档中通过 xmlns 声明可使用简写形式。为了说明这些概念，我们可以向前述 清单 4中的示例模式中添加更多的内容。

清单 4：目标名称空间和源名称空间

在 清单 4的 XML Schema 中， targetNamespace 的名字是www.SampleStore.com/Account ，其中包含的名字有 InvoiceNo 、 ProductID 和 ProductCode 。 schema 、 element 、 simpleType 、 pattern 、 string 和 positive-integer 这些名字属于源名称空间 www.w3.org/1999/XMLSchema ，通过 xmlns 声明缩写为 xsd 。别名 xsd 没有任何特殊的地方，我们可以选择任何其他的名字。在本文后面的部分为了方便和简化起见，我们使用 xsd 代表名称空间 www.w3.org/1999/XMLSchema ，在一些代码段中省略了限定符 xsd 。在这个例子中， targetNamespace 偶尔也作为一个源名称空间，因为要使用名字 ProductCode 定义其他的名字。

清单 4中的模式段不需要指定源模式文件的位置。对于整个“模式的模式”， http://www.w3.org/1999/XMLSchema ，不需要指定位置，因为它的位置是人所共知的。对于源名称空间 www.SampleStore.com/Account ，也不需要指定位置，因为它恰好是该文件中定义的目标名称空间。为了更好地理解如何指定模式的位置和使用默认名称空间，看一看 清单 5中扩展的例子。

清单 5：多个源名称空间，导入一个名称空间

清单 5中多了一个名称空间引用： www.PartnerStore.com/PartsCatalog 。这个名称空间不同于 targetNamespace 和标准名称空间。因此必须使用 import 声明元素引入，该元素的 schemaLocation 属性指明包含模式的文件位置。默认的名称空间是www.w3.org/1999/XMLSchema ，它的 xmlns 声明没有名字。每个非限定的名字如 schema 和 element ，都属于默认名称空间www.w3.org/1999/XMLSchema 。如果模式从一个名称空间中引用了多个名字，将其指定为默认名字空间更方便。

一个 XML 实例文档可能引用多个名称空间的元素名，这些名称空间定义在不同模式中。为了引用和简化名称空间的名字，同样要使用 xmlns 声明。我们使用 XML Schema 实例名称空间的 schemaLocation 属性指定文件的位置。要注意，该属性不同于上一个例子中 xsd 名称空间的同名属性 schemaLocation 。

清单 6：使用来自多个模式的多个名称空间的名字

123456789

图 2：清单 5 和清单 6 的名称空间

定义元素

定义元素就是定义元素的名字和内容模型。在 XML Schema 中，元素的内容模型由其类型定义，因此 XML 文档中实例元素的值必须符合模式中定义的类型。

类型包括简单类型和复杂类型。简单类型的值不能包含元素或属性。复杂类型可以产生在其他元素中嵌套元素的效果，或者为元素增加属性。（到目前为止本文中的例子都是用户定义的简单类型，比如 ProductCode ）。XML Schema 规范也包括预定义的简单类型（请参阅侧栏 简单类型）。 派生的简单类型约束了基类型的值。比如，派生简单类型 ProductCode 的值是基类型 string 值的子集。

简单的、非嵌套的元素是简单类型

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不含属性或其他元素的元素可以定义为简单类型，无论是预定义的简单类型还是用户定义的简单类型，如 string 、 integer 、 decimal 、 time 、 ProductCode 等等。

清单 7：一些元素的简单类型

带有属性的元素必须是复杂类型

现在，试着向 清单 7中的简单元素 price 增加属性 currency 。您不能这样做，因为简单类型的元素不能有属性。如果希望增加属性，您必须把 price 元素定义成复杂类型。在 清单 8的例子中，我们定义了一个 匿名类型，没有明确地命名这个复杂类型。换句话说，没有定义复杂类型 complexType 的 name 属性。

清单 8：一个复杂元素类型

嵌入其他元素的元素必须是复杂类型

在 XML 文档中，一个元素可能嵌入其他的元素。这种要求可以在 DTD 中直接表示。但 XML Schema 定义一个元素，这个元素有一个类型，而这个类型可以包含其他元素和属性的声明。 表 1给出了一个简单的例子。

表 1：DTD 和 XML Schema 中复杂数据类型的比较

XML 文档