4.8 XML概述

  XML是可扩展标记语言（eXtensible Markup Language）的简称。XML一经推出，就得到了IT行业巨头们的响应，如今已被广泛使用。XML独立于计算机平台、操作系统和编程语言用来表示数据，简单、灵活、交互性好和可扩展这几个特点是其能被广泛使用的主要原因。

4.8.1 XML应用范围

  XML的应用范围主要体现在以下几个方面。

• 存储数据

 &emsp ;内存中数据需要存储到文件中，才能在关闭系统或系统掉电之后，通过文件进行恢复。现如今，用数据库存储数据这种方式使用的最为广泛。因为数据库管理系统不仅能存储数据，而且提供了众多的管理数据的功能，尤其对大数据量的操作，通常都使用数据库。XML 与数据库相比，最大的优势就是简单、通用。

• 系统配置

 &emsp ;如今，许多系统的配置文件都使用XML文档。使用XML文档进行系统配置，配置修改时不需要重新编译，灵活性强。例如接下来要学习的Servlet，需要在web.xml文件中进行配置。Struts 2.0的配置文件是struts.xml，Hibernate的主配置文件是hibernate.cfg.xml，Spring的默认配置文件是applicationContext.xml。

• 数据交换

 &emsp ;在各个分散的应用系统里，因为其平台、系统、数据库、编程语言的差异，保存起来的数据往往只能被本系统调用，形成一个个信息孤岛。如果需要整合各个系统的数据信息，或者在两个或多个系统中进行数据交换，往往让IT人员非常烦躁。现在利用XML交互性好的特点，可以将各个信息孤岛的数据转换成标准的XML文件，通过这个标准的XML文件进行导入和导出，以达到交换数据的目的。

4.8.2 XML文档结构

  接下来先看一个XML文档，这个文档存放的是“租车系统”车辆信息。

<?xml version = "1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE vehicles SYSTEM "zcxt.dtd">
<vehicles>
​         <cars>
​                  <car id="1">
​                           <name>战神</name>
​                           <oil>20</oil>
​                           <loss>0</loss>
​                           <brand>长城</brand>
​                  </car>
​                  <car id="2">
​                           <name>跑得快</name>
​                           <oil>40</oil>
​                           <loss>20</loss>
​                           <brand>红旗</brand>
​                  </car>
​         </cars>       
​         <trucks>
​                  <truck id="3">
​                           <name>大力士</name>
​                           <oil>20</oil>
​                           <loss>0</loss>
​                           <load>5吨</load>
​                  </truck>
​                  <truck id="4">
​                           <name>大力士二代</name>
​                           <oil>30</oil>
​                           <loss>30</loss>
​                           <load>10吨</load>
​                  </truck>
​         </trucks>
</vehicles>

  通过这个文档可以看出，XML文档的标签（例如vehicles、trucks、car、name等）可以是自定义的，具有可扩展性，这和之后将要学的HTML的标签是固定的不同。另外，HTML的主要作用是通过标签和属性，更好地显示数据，而XML是用来存储或交换数据用的，不记录数据的表现形式。

  XML文档总是以XML声明开始，即告知处理程序，本文档是一个XML文档。在XML声明中，通常包括版本、编码等信息，以\“<?”开始，以“?>”结尾。

  XML文档由元素组成，一个元素由一对标签来定义，包括开始和结束标签，以及其中的内容。元素之间可以嵌套（但不能交叉），也就是说元素的内容里还可以包含元素。

  标签可以有属性（属性值要加引号），例如car标签和truck标签都有id这个属性。属性是对标签的进一步描述和说明，一个标签可以有多个属性，每个属性都有自己的名字和数值，属性是标签的一部分。

4.8.3 DTD文档类型定义

  XML文档的优点之一就是它的灵活性，用户可以自定义标签和属性，满足用户存储数据的需求。XML另外一个特点就是交互性好，可以进行数据交换，但如果XML文档的编写人员随心所欲地编写XML文档，那么进行数据交换就无从谈起。为了更好地编写XML文档，保证文档格式的正确性，验证文档是否符合要求，可以使用DTD（Document Type Definition）对XML文档进行约束。

  DTD用来定义XML文档中的元素、属性，元素之间的关系以及元素所能包含内容的类型。

  通过DTD，每个XML文档均可携带一个有关其自身格式的描述。独立的团体可一致使用某个标准的DTD来规范XML文档，从而实现交换数据，而应用程序也可使用某个标准的DTD来验证从外部接收到的数据是否正确。

  DTD可以定义在XML文档中，其作用域仅限于本文档，也可以作为一个外部文件存在，这个DTD文档可以被多个XML共用。例如刚才编写的XML文档，就是引用了外部的DTD文档zcxt.dtd进行的约束。下面是将DTD内容写在XML文档中，具体内容如下：

<?xml version = "1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE vehicles [
<!ELEMENT vehicles (cars,trucks)>
<!ELEMENT cars (car*)>
<!ELEMENT trucks (truck+)>
<!ELEMENT car (name,oil,loss,brand)>
<!ATTLIST car id CDATA #REQUIRED>
<!ELEMENT truck (name,oil,loss,load)>
<!ATTLIST truck id CDATA #REQUIRED>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT oil (#PCDATA)>
<!ELEMENT loss (#PCDATA)>
<!ELEMENT brand (#PCDATA)>
<!ELEMENT load (#PCDATA)>
]>
<vehicles>
​         <cars>
​                  <car id="1">
​                           <name>战神</name>
​                           <oil>20</oil>
​                           <loss>0</loss>
​                           <brand>长城</brand>
​                  </car>
​                  <!--省略部分元素内容-->
</vehicles>

  下面选出部分DTD行进行解释：

• <!DOCTYPE vehicles [，根元素是vehicles。

• <!ELEMENT vehicles (cars,trucks)>，vehicles包括cars和trucks子元素，顺序固定，只能出现一次。

• <!ELEMENT cars (car)>，cars包括car子元素，表示car可以出现0-N次。

• <!ELEMENT trucks (truck+)> ，trucks包括truck子元素，+表示truck至少出现1次。

• <!ELEMENT car (name,oil,loss,brand)>，car包括name、oil、loss、brand子元素。

• <!ATTLIST car id CDATA #REQUIRED>，car元素有id属性，是CDATA类型，必须出现。

• <!ELEMENT truck (name,oil,loss,load?)>，truck包括name、oil、loss、load子元素，?表示可以出现0或1次。

• <!ELEMENT name (#PCDATA)>，name元素是PCDATA类型。

  如果引用的是外部的DTD文档zcxt.dtd进行的约束，则该zcxt.dtd的内容如下：

<!ELEMENT vehicles (cars,trucks)>
<!ELEMENT cars (car*)>
<!ELEMENT trucks (truck+)>
<!ELEMENT car (name,oil,loss,brand)>
<!ATTLIST car id CDATA #REQUIRED>
<!ELEMENT truck (name,oil,loss,load?)>
<!ATTLIST truck id CDATA #REQUIRED>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT oil (#PCDATA)>
<!ELEMENT loss (#PCDATA)>
<!ELEMENT brand (#PCDATA)>
<!ELEMENT load (#PCDATA)>