XML第七讲：Schema详解

   前面几讲我们学习了DTD的内容，这一讲我们来开始学习一下Schema。如果将DTD比作Java中的数组的话，那么Shema就相当于Java中的集合。所以Schema是一种更加强大的约束XML元素和属性的工具。

Schema（模式）：其作用与dtd一样，也是用于验证XML文档的有效性，只不过它提供了比dtd更强大的功能和更细粒度的数据类型，另外Schema还可以自定义数据类型。此外，Schema也是一个XML文件，而dtd则不是。

1. 学习目标

理解Schema的数据类型

理解Schema的元素类型

理解验证与约束

2. 什么是Schema

XML Schema 是用一套预先规定的XML元素和属性创建的，这些元素和属性定义了XML文档的结构和内容模式。
XML Schema 规定XML文档实例的结构和每个元素/属性的数据类型。如下图所示

3.  我们来比较一下同样的XML，用DTD、XML、Schema三种不同的方式去验证会是什么样的。

1) XML

<书本>
    <名称>书剑恩仇录</名称>
    <作者>金庸</作者>
</书本>

2) DTD

<!ELEMENT 书本 (名称,作者)>
<!ELEMENT 名称 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 作者 (#PCDATA)>

3) Schema

<element name=“书本” type=“书本类型”/>
<complexType name=“书本类型”>
    <element name=“名称” type=“string”/>
    <element name=“作者” type=“string”/>
</complexType>

4. 为什么要用Schema

1) DTD 的局限性

DTD不遵守XML语法（写XML文档实例时候用一种语法，写DTD的时候用另外一种语法）

DTD数据类型有限（与数据库数据类型不一致）

DTD不可扩展

DTD不支持命名空间（命名冲突）

2) Schema的新特性

Schema基于XML语法

Schema可以用能处理XML文档的工具处理

Schema大大扩充了数据类型，可以自定义数据类型

Schema支持元素的继承—Object-Oriented’

Schema支持属性组

5.  下面我来先举一个例子看下Schema是如何使用的？如何在XMLSpy里面编写一个Schema，如何去利用Shema去验证这个XML，后面再详细对其进行剖析。

1) 在XMLSpy中新建一个Schema文件，内容如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
	
	<xs:element name="书本" type="书本类型"/>
	<xs:complexType name="书本类型">
		<xs:sequence>
			<xs:element name="名称" type="xs:string"/>
			<xs:element name="作者" type="xs:string"/>
		</xs:sequence>
	</xs:complexType>

</xs:schema>

2) 在新建一个XML文件，同时在弹出的对话框中指定好上述Schema文档的路径，如下图所示，这样就可以用直接指定了用上述Schema文档来约束要新建的XML文件了

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<书本 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="C:\Users\xukunhui\Desktop\workspace_xml\mySchema.xsd">
	<名称>书剑恩仇录</名称>
	<作者>金庸</作者>
</书本>

如上述两个步骤所示，建立Schema流程基本上就是这样

[说明] xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 表示：命名空间

6. Schema的文档结构

1) 用于构造schema的元素和数据类型来自http://www.w3.org/2001/XMLSchema命名空间，这个命名空间URL是不能改的，这是XML内置的，固定的，我们Schema所有的内置和扩展的元素类型全都是来自这个命名空间

2) 本schema定义的元素和数据类型属于http://mynamespace/myschema命名空间,这是我们自定义的数据类型的，这些类型是位于这个命名空间下面，所以这个命名空间的URL可以改的。

3) 注意在一个XML文档里面，可能存在多个命名空间

4）所有的schema文档，其根元素必须为schema。

5) 上面的命名空间xs是可以换其他字符代替的，而且在不同的IDE环境下，这个命名空间它有几种写法的，比如再XMLSpy中一般使用xs，而再Eclipse中一般是xsd来表示的。

7. Schema的数据类型

1) 简单类型

  (1) 内置的数据类型（built-in data types）

     基本的数据类型

     扩展的数据类型

      (2) 用户自定义数据类型（通过simpleType定义）

2) 复杂类型（通过complexType定义）  

   [如上面程序中的 "书本类型" 就是一个复杂类型，就是说书本类型是我自己定义的，不是Schema自带的，我是靠它里面现有的元素，构造出来一个新的类型，就好比如Java里面提供的类，构造出我们自己的类一样。所以用Schema可以构造自己需要的很多我们需要的数据类型]

8.  Schema数据类型

1) 基本数据类型

[date:日期类型格式如：2012-12-25]

2) 扩展的数据类型

3) 数据类型的特性,类似与Java中的属性的特点。

[说明]Schema现在已经越来越多被人使用了，比如webserver开发里面servelet 2.3之前XML都是用DTD验证，从2.3之后就变成Schema来验证了，同样Sprint 在1.2之前也是用DTD来验证的，在1.2之后就是用Schema来验证了，包括2.0,2.5,3.0全是用 Schema来验证了 

9. Schema的元素类型 有14个

Schema元素，任何一个XML Schema文档，它的根元素都是Schema。

作用：包含已经定义的schema

用法：<xs:schema>

属性：

xmlns [关键是这个元素]

targetNamespace [不是很关键]

10. element 元素

1) 作用：声明一个元素

2) 属性：name, type, ref, minOccurs, maxOccurs, substitutionGroup, fixed, default等

3) 示例:

<xs:element name="cat" type="xs:string"/>
<xs:element name="dog" type="xs:string"/>
<xs:element name="pets">
 <xs:complexType>
    <xs:sequence minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
        <xs:element ref="cat"/>
        <xs:element ref="dog"/>
    </xs:sequence>
 </xs:complexType>
</xs:element>

[说明]：注意我们在DTD里面定义元素的时候都是用大写的，而在schema中元素是小写的，它和Java中的属性和方法是一样的，后面如果跟多个单词，首个单词小写后面单词首字母大写。

       在我们之前学习的过程中，知道XML文档是用DTD来验证它的有效性，但是现在我们有了Schema，Schema它本身就是一个XML文档，那Schema会有谁去验证它的有效性呢？答案就是DTD，因为DTD是验证的本源。没有什么东西会再去验证DTD的有效性。

       我们可以去网址：http://www.w3.org/2001/XMLSchema 查询Schema的验证DTD，这是一个万维网的官方网址，这就是为什么上面说的以上这个地址是不能换的，因为这样就就可以指定好用这个地址里面的信息去验证了。

[说明]：在以上程序中我们可以发现：

<xs:element name="cat" type="xs:string"/>

<xs:element name="dog" type="xs:string"/>

其对应的XML文件可以写成

<cat>hello</cat>

<dog>world</dog>

然后是这复杂的数据类型，这个数据类型是引用上面的两个元素结合而来的。

<xs:complexType>
    <xs:sequence minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
        <xs:element ref="cat"/>
        <xs:element ref="dog"/>
    </xs:sequence>
 </xs:complexType>

注意：在这一块中，complexType 它只定义了类型，元素还没定义好，所以它是没法直接用的，就好比如Java中它只定义好了类，但是还没定义好这个类的实例。定义好数据类型之后就可以声明好这个元素是属于这种数据类型的。 当我在这个数据类型中定义好了某一个元素之后，我们就可以使用这个元素了。

sequence表示cat 和 dog 是按顺序来的。

4) 下面我们来演示一下上面的Schema是如何使用的

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
	<!-- 注意 xs:element name="cat" type="xs:string"中必须加上xs：因为它们都是在命名空间下面的  -->
	<xs:element name="cat" type="xs:string"/>
	<xs:element name="dog" type="xs:string"/>
	<!-- 定义好数据类型之后就可以声明好这个元素是属于这种数据类型的。当我在这个数据类型中定义好了某一个元素之后，我们就可以使用这个元素了。-->
	<xs:complexType name="myType">
		<xs:sequence>
			<xs:element ref="cat"/>
			<xs:element ref="dog"/>
		</xs:sequence>
	</xs:complexType>
	<!--表示定义了一个元素pets，它的数据类型是myType，所以perts这个元素里面有两个子元素，分别是上面的cat和dog-->
	<xs:element name="pets" type="myType"/>
</xs:schema>

再定义其对应的xml文档

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<pets xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="pets.xsd">  

<cat>hello</cat>
<dog>world</dog>
 

</pets>

[说明]：这边需要注意的是凡是在Schema里面定义的element元素，就是表示在XML中是可以直接用的，而定义的类型则不能被XML所用，类型是一种抽象的概念，元素才是具体的概念，只有定义好元素才能在XML中被使用。