【从零开始的Java开发】2-10-1 XML入门：XML文档语法规则、DTD与XML Schema、Dom4j与XPath表达式

有序的子元素

• 在XML多层嵌套的子元素中，标签前后顺序应保持一致

语义约束

• XML文档结构正确，但可能不是有效的
• XML语义约束有两种定义方式：DTD与XML Schema

DTD

• DTD，即Document Type Definition，文档类型定义：是一种简单易用的语义约束方式
• DTD文件的拓展名为.dtd

例子：

• 定义hr节点下只允许出现1个employee子节点

<!ELEMENT hr(employee)>
1

• 定义employee节点下必须包含以下四个节点，并按顺序出现

<!ELEMENT employee(name,age,salary,department)>
1

• 定义name标签只能是文本，#PCDATA代表文本元素

<!ELEMENT name(#PCDATA)>
1

DTD定义节点数量

如某个子节点需要多次重复出现，则需要在子节点后增加相应的描述符。

• hr节点下最少出现1个employee子节点

<!ELEMENT hr(employee+)>
1

• hr节点下可能出现0~n个employee子节点

<!ELEMENT hr(employee*)>
1

• hr节点下最多出现1个employee子节点

<!ELEMENT hr(employee?)>
1

XML引用DTD文件

在XML中使用标签来引用DTD文件。

格式：

DOCTYPE 根节点 SYSTEM "dtd文件路径">
1

第一个dtd文件

hr.xml:

DOCTYPE hr SYSTEM "hr.dtd">


<hr>
	<employee no="3309">
		<name>张三name>
		<age>31age>
		<salary>4000salary>
		<department>
			<dname>会计部dname>
			<address>XX大厦-A01address>
		department>
	employee>
	
	<employee no="3310">
		<name>李四name>
		<age>30age>
		<salary>3000salary>
		<department>
			<dname>工程部dname>
			<address>XX大厦-A02address>
		department>
	employee>
hr>
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对应的dtd：

<!ELEMENT hr (employee+)>
<!ELEMENT employee (name,age,salary,department)>
<!ATTLIST employee no CDATA "">
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT age (#PCDATA)>
<!ELEMENT salary (#PCDATA)>
<!ELEMENT department (dname,address)>
<!ELEMENT dname (#PCDATA)>
<!ELEMENT address (#PCDATA)>
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XML Schema

• XML Schema比DTD更复杂，提供了更多功能
• XML Schema提供了数据类型、格式限定、数据范围等特性
• XML Schema是W3C标准
• 文件后缀：.xsd

写xsd的时候遇到了一些困难，记录一下解决的办法：eclipse写xsd报错：s4s-elt-schema-ns: The namespace of element…且没有自动补全类提示 问题的解决方法

xml文件对xsd的引入：

<hr xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="hr1.xsd">
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xsd文件：

<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
	
	<element name="hr">
		
		<complexType>
			
			<sequence>
				
				<element name="employee" minOccurs="1" maxOccurs="9999"> 
					<complexType>
						<sequence>
							<element name="name" type="string">element>
							<element name="age">
								
								<simpleType>
									<restriction base="integer">
										<minInclusive value="18">minInclusive>
										<maxInclusive value="50">maxInclusive>
									restriction>
								simpleType>
							element>
							<element name="salary" type="integer">element>
							<element name="department">
								<complexType>
									<sequence>
										<element name="dname" type="string">element>
										<element name="address" type="string">element>
									sequence>
								complexType>
							element>
						sequence>
						
						<attribute name="no" type="string" use="required">attribute>
					complexType>
				element>
			sequence>
		complexType>
	element>
schema>
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DOM与Dom4j

DOM文档对象模型

DOM，即Document Object Model，定义了访问和操作XML文档的标准方法，DOM把XML文档作为树结构来查看，能够通过DOM树来读写所有元素。

如：

Dom4j

• Dom4j是一个易用的、开源的库，用于解析XML。它应用于Java平台，具有性能优异、功能强大和极其易使用的特点
• Dom4j将XML视为Document对象
• XML标签被Dom4j定义为Element对象

Dom4j遍历XML

下载Dom4j：下载地址

在src下创建一个Foler，命名为lib。把下载的Dom4j拖进去。
然后：

若出现了一个新的dom4j就成功了。

尝试一下：

xml文件为：

<hr xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="hr1.xsd">
	<employee no="3309">
		<name>张三name>
		<age>31age>
		<salary>4000salary>
		<department>
			<dname>会计部dname>
			<address>XX大厦-A01address>
		department>
	employee>
	
	<employee no="3310">
		<name>李四name>
		<age>30age>
		<salary>3000salary>
		<department>
			<dname>工程部dname>
			<address>XX大厦-A02address>
		department>
	employee>
hr >
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java文件为：

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

public class HrReader {
	public void readXml() {
		//hr.xml的地址
//		String file="D:\\eclipse\\xml\\src\\hr.xml"; //这样也可以
		String file="D:/eclipse/xml/src/hr.xml";
		//SAXReader类是读取XML文件的核心类。用于将XML解析后以"树"的形式保存在内存中
		SAXReader reader=new SAXReader();
		
		//解析
		try {
			Document document=reader.read(file);
			//获取XML文档的根节点，即hr标签
			Element root=document.getRootElement();
			//获取所有employee标签
			List<Element> employee =root.elements("employee");
			//遍历
			for(Element e:employee) {
				//element方法用于获取唯一的子节点对象
				Element name=e.element("name");
				//获取标签的文本值
				String empName=name.getText();
				System.out.println(empName);
			}
		} catch (DocumentException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		HrReader reader=new HrReader();
		reader.readXml();
	}
}

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输出：

张三
李四
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若把Element name=e.element("name");的name改成age，则输出：

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可以把这三句合并：

//element方法用于获取唯一的子节点对象
Element name=e.element("name");
//获取标签的文本值
String empName=name.getText();
System.out.println(empName);
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合并为：

System.out.println(e.elementText("name"));
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如果想要获得属性：

for(Element e:employee) {
//element方法用于获取唯一的子节点对象
Element name=e.element("name");
//获取属性no
Attribute att=e.attribute("no");
System.out.println(att.getText());
}
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输出：

3309
3310
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Dom4j更新XML

如何利用Dom4j往XML里写数据呢？用addElement方法创建新节点。

我们想给XML加一个新的节点：

• 姓名：王五
• 编号：3301
• 年龄：25
• 工资：3600
• 部门：人事部
• 地址：XX大厦-A03

增加新节点的代码：这只是在内存中增加新节点，我们稍后还要把它写进XML

Document document=reader.read(file);
Element root=document.getRootElement();

//用addElement方法创建新的employee节点
Element employee=root.addElement("employee");
//增加属性
employee.addAttribute("no", "3311");
//新节点的姓名
Element name=employee.addElement("name");
name.setText("王五");
//年龄
employee.addElement("age").setText("25");
//工资
employee.addElement("salary").setText("3600");
//办公地点
Element department=employee.addElement("department");
department.addElement("dname").setText("人事部");
department.addElement("address").setText("XX大厦-A03");
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写进XML的代码：

Writer writer=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file),"UTF-8");
document.write(writer);
writer.close();
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总体代码：

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.Writer;

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

public class HrWriter {
	public void writeXML() {
		//获取XML文件路径
		String file="D:/eclipse/xml/src/hr.xml";
		//对XML文件读取和解析
		SAXReader reader=new SAXReader();
		try {
				
			Document document=reader.read(file);
			Element root=document.getRootElement();
			
			//用addElement方法创建新的employee节点
			Element employee=root.addElement("employee");
			//增加属性
			employee.addAttribute("no", "3311");
			//新节点的姓名
			Element name=employee.addElement("name");
			name.setText("王五");
			//年龄
			employee.addElement("age").setText("25");
			//工资
			employee.addElement("salary").setText("3600");
			//办公地点
			Element department=employee.addElement("department");
			department.addElement("dname").setText("人事部");
			department.addElement("address").setText("XX大厦-A03");
			
			//以上这一段只是在内存中进行编写		
			//以下是把这些写入XML中
			
			//把文件输出流转成writer对象
			try {
				Writer writer=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file),"UTF-8");
				document.write(writer);
				writer.close();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			
		} catch (DocumentException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		HrWriter hrWriter=new HrWriter();
		hrWriter.writeXML();
	}
}

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结果，hr.xml中增加了：

<employee no="3311">
	<name>王五name>
	<age>25age>
	<salary>3600salary>
	<department>
		<dname>人事部dname>
		<address>XX大厦-A03address>
	department>
employee>
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XPath路径表达式

基本表达式与谓语表达式

• XPath路径表达式是XML文档中查询数据的语言
• 可以提高在提取数据时的开发效率
• 学习XPath后可以掌握各种形式表达式的使用技巧

基本表达式

相关案例：

谓语表达式

使用中括号[]再加一个谓语来说明。

Jaxen介绍

• Jaxen是一个Java编写的开源的XPath库。Jaxen适应多种不同的对象模型，包括DOM，XOM，Dom4j和JDOM。
• Dom4j底层依赖Jaxen实现XPath查询

下载Jaxen：阿里云云效 Maven
在这里搜Jaxen即可。

我下载的是这个：

我们把下载好的jar包复制到lib下，然后：

现在我们用XPath进行查询。

XPath的运用

hr.xml文件改一下，多增加一点员工：

DOCTYPE hr SYSTEM "hr.dtd">

<hr>
	<employee no="3301">
		<name>李铁柱name>
		<age>37age>
		<salary>3600salary>
		<department>
			<dname>人事部dname>
			<address>XX大厦-B105address>
		department>
	employee>
	<employee no="3302">
		<name>林海name>
		<age>50age>
		<salary>7000salary>
		<department>
			<dname>财务部dname>
			<address>XX大厦-B106address>
		department>
	employee>
	<employee no="3303">
		<name>安娜name>
		<age>24age>
		<salary>4600salary>
		<department>
			<dname>人事部dname>
			<address>XX大厦-B105address>
		department>
	employee>
	<employee no="3304">
		<name>张晓宇name>
		<age>29age>
		<salary>3000salary>
		<department>
			<dname>后勤部dname>
			<address>XX大厦-B108address>
		department>
	employee>

	<employee no="3305">
		<name>赵子轩name>
		<age>19age>
		<salary>1500salary>
		<department>
			<dname>后勤部dname>
			<address>XX大厦-B108address>
		department>
	employee>

	<employee no="3306">
		<name>张晓璇name>
		<age>20age>
		<salary>1700salary>
		<department>
			<dname>后勤部dname>
			<address>XX大厦-B108address>
		department>
	employee>
	<employee no="3307">
		<name>张檬name>
		<age>43age>
		<salary>8700salary>
		<department>
			<dname>会计部dname>
			<address>XX大厦-B103address>
		department>
	employee>
	<employee no="3308">
		<name>李梅name>
		<age>33age>
		<salary>8700salary>
		<department>
			<dname>工程部dname>
			<address>XX大厦-B104address>
		department>
	employee>
	<employee no="3309">
		<name>张三name>
		<age>31age>
		<salary>4000salary>
		<department>
			<dname>会计部dname>
			<address>XX大厦-B103address>
		department>
	employee>
	<employee no="3310">
		<name>李四name>
		<age>23age>
		<salary>3000salary>
		<department>
			<dname>工程部dname>
			<address>XX大厦-B104address>
		department>
	employee>
hr>
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用XPath的例子：这里的XPath表达式是/hr/employee，即要根节点下的所有employee，输出所有employee节点的name、age、salary：

public class XPathTestor {
	// 参数：传入的XPath表达式
	public void xpath(String xpathExp) {
		String file = "D:/eclipse/xml/src/hr2.xml";
		SAXReader reader = new SAXReader();
		try {
			Document document = reader.read(file);

			// 接下来是执行XPath的核心方法selectNodes
			// Node是节点Element和标签Attribute的父类，是selectNodes返回的数据类型
			// selectNodes返回的是一个List
			List<Node> nodes = document.selectNodes(xpathExp);

			// 对List进行遍历
			for (Node node : nodes) {
				Element emp = (Element) node;
				// 打印name
				System.out.println(emp.elementText("name"));

				System.out.println(emp.elementText("age"));
				System.out.println(emp.elementText("salary"));
			}

		} catch (DocumentException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

	public static void main(String[] agrs) {
		XPathTestor testor = new XPathTestor();
		// 想要所有的employee节点。其中hr是根节点。
		String str = "/hr/employee";
		testor.xpath(str);
	}
}

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输出：

李铁柱
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3600
林海
50
7000
安娜
24
4600
张晓宇
29
3000
赵子轩
19
1500
张晓璇
20
1700
张檬
43
8700
李梅
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8700
张三
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4000
李四
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就是这样。

关于XPath表达式：

• 想要从根节点hr出发下的所有employee：/hr/employee
• 想要所有的employee标签，不管它在哪里：//employee
• 想要工资小于4000的员工的姓名：/hr/employee[salary<4000]或//employee[salary<4000]

代进去，输出得：

李铁柱
张晓宇
赵子轩
张晓璇
李四
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• 想要李铁柱这个员工的信息：//employee[name="李铁柱"]
• 找到编号为3301的员工：这里标号是属性：//employee[@no="3301"]
• 找到员工编号最小的：//employee[1]——表示第一个出现的employee
• 找到前五个员工：//employee[position()<6]

代入得：

李铁柱
林海
安娜
张晓宇
赵子轩
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XPath支持组合表达式：如果想要第3和8名员工，可以：//employee[3] | //employee[8]，竖线|表示把前后两个合并。

代入得：

安娜
李梅
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