[XML]学习笔记（七）XPath&XQuery

XPath是在XML文档中查找信息的语言，可以在XML文档中对元素和属性进行遍历。XQuery和XPointer都是建立在XPath之上的。注意：只给出XPath，也可以返回该XPath下的所有节点的集合。

一、 XPath简介：
a) 使用路径表达式来选取XML文档中的节点或节点集，与文件系统的路径十分相似；
b) 含有100多个内建函数，可用于字符串值、数值、时间和日期比较等；
c) 属于XSLT标准中的主要元素；
d) 属于W3C标准。

二、 XPath节点：共七种，XML文档被当作节点树对待，树根称为文档节点/根节点。

<bookstore>
<book category="CHILDREN">
  <title lang="en">Harry Potter</title>
  <author>J K. Rowling</author>
  <year>2005</year>
  <price>29.99</price>
</book>
</bookstore>

a) 元素：如<author>J K. Rowling</author>；

b) 属性：如lang="en"；
c) 文本；
d) 命名空间；
e) 处理指令；
f) 注释；
g) 根节点。

三、 XPath节点关系：

a) Parent：父节点；
b) Children：子节点；
c) Sibling：同胞节点；
d) Ancestor：先辈节点；
e) Descendant：后代节点；
f) Preceding：当前节点的开始标签之前的所有节点；
g) Following：当前节点的开始标签之后的所有节点。
 
四、 基本值/原子值（Atomic value）：无父节点或无子节点的节点，如元素的值J K. Rowling，属性的值"en"。

五、 项目：即基本值或节点。

六、 XPath语法：每个XPath表达式由若干个step组成，除了最后一个step每个都会返回一个set节点，而最后一个step可以返回number、boolean、字符串或node集合。

a) 选取节点：

i. nodename：选取当前节点的所有子节点，如bookstore，选取bookstore元素的所有子节点。

ii. /：从根节点开始选取。

1. 如/bookstore，选取bookstore作为根元素。
注：如果路径起始于/，则此路径始终代表到对应元素的绝对路径？
2. 如bookstore/book，选取bookstore子元素中的所有book元素。

iii. //：从匹配选择的当前节点选择文档中的节点，不考虑其位置。

1. 如//book，表示选取所有的book子元素，不考虑其在文档中的位置。
2. 如bookstore//book，选择bookstore后代中的所有book元素。

iv. .：选取当前节点，相当于self::。

v. ..：选取当前结点的父节点，相当于parent::。

vi. @：选取属性。如//@lang，表示选取所有lang属性。

b) 谓词(Predicates)：嵌在方括号中，用于查找某个特定的/包含某个特定值得节点。

i. /bookstore/book[1]：选取bookstore子元素中的第一个book元素；
/bookstore/book[last()]：选取bookstore子元素中的最后一个book元素；
/bookstore/book[position()<3]：选取bookstore子元素中的前两个book元素；
ii. //title[@lang]：选取所有含有lang属性的title元素；
//title[@lang=’eng’]：选取所有lang属性为eng的title元素。
iii. /bookstore/book[price>35.00]/title：选取bookstore下price高于35.00的book的title元素。
iv. /book/price/text()：取book的子元素price的文本内容。
v. count()怎么用？如何计数papar下的所有title？
 
c) 通配符：*匹配任何节点元素；
i. 如/bookstore/*，表示选取bookstore元素的所有子元素。
ii. 如//*，表示选取文档中的所有元素。
iii. 如//title[@*]，表示选取所有带属性的title元素。

d) 选取多条路径：|

i. //book/title | //book/price：选出所有book元素的title和price？选取 book 元素的所有 title 和 price 元素？
ii. //title | //price：选出文档中所有title元素和price元素。
iii. /bookstore/book/title | //price：选出bookstore中子元素为book的所有title子元素和所有文档中的所有price元素。

七、 XPath轴(Axes)：用于定义相对于当前节点的节点集。位置路径可以是绝对的（以/开始）也可以是相对的（以元素/节点开始），每个/分隔一个step。

a) Step：语法——axisName::nodeTest[predicate]
i. axis：定义所选节点与当前节点之间的树状关系。
ii. nodeTest：识别轴内部的节点。
iii. predicate：0个或多个，用于筛选所选节点集。
例：
i. child::book：选取所有属于当前节点的子元素的book节点。
ii. attribute::lang：选取当前节点的 lang 属性。
iii. child::*：选取当前节点的所有子元素。
iv. attribute::*：选取当前节点的所有属性。
v. child::text()：选取当前节点的所有文本子节点。
vi. child::node()：选取当前节点的所有子节点。
vii. descendant::book：选取当前节点的所有book后代。
viii. ancestor::book：选择当前节点的所有book先辈。
ix. ancestor-or-self::book：选取当前节点的所有book先辈以及当前节点（如果此节点是 book 节点）
x. child::*/child::price：选取当前节点的所有 price 孙节点。
注：child::相当于空轴名，如/root/paper=/child::root/child::paper

绝对路径：

 
相对路径：
 


XQuery：“XQuery与XML的关系好比SQL与数据库的关系”，它被设计用来查询XML数据，建立在XPath表达式之上，被所有主要的数据库引擎支持（Oracle，Microsoft，IBM等）。
考虑books.xml：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>


<bookstore>


<book category="COOKING">
  <title lang="en">Everyday Italian</title>
  <author>Giada De Laurentiis</author>
  <year>2005</year>
  <price>30.00</price>
</book>


<book category="CHILDREN">
  <title lang="en">Harry Potter</title>
  <author>J K. Rowling</author>
  <year>2005</year>
  <price>29.99</price>
</book>


<book category="WEB">
  <title lang="en">XQuery Kick Start</title>
  <author>James McGovern</author>
  <author>Per Bothner</author>
  <author>Kurt Cagle</author>
  <author>James Linn</author>
  <author>Vaidyanathan Nagarajan</author>
  <year>2003</year>
  <price>49.99</price>
</book>


<book category="WEB">
  <title lang="en">Learning XML</title>
  <author>Erik T. Ray</author>
  <year>2003</year>
  <price>39.95</price>
</book>


</bookstore>

一个比较简单的例子：

doc("books.xml")/bookstore/book[price>35]/count(author)

查询结果：5 1
即所有价格大于35的书的作者数量。
一、 XQuery基本语法规则：
a) 对大小写敏感；
b) 元素、属性及变量必须是合法的XML名称；
c) 字符串可使用单引号或双引号；
d) 变量由$name定义；
e) 注释格式：(:注释内容:)。
二、 XQuery语法：
a) 条件表达式：If-Then-Else，其中If和Else是必须的，Then可有可无。
如：

for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
return if ($x/@category="CHILDREN")
	then <child>{data($x/title)}</child>
	else <adult>{data($x/title)}</adult>

查询结果如下：

<adult>Everyday Italian</adult>
<child>Harry Potter</child>
<adult>Learning XML</adult>
<adult>XQuery Kick Start</adult>

b) 比较操作：

i. 通用比较：=, !=, <, <=, >, >=。
如：$bookstore//book/@q > 10，如果属性q的值大于10，则表达式的返回值为true。
ii. 值比较：eq, ne, lt, le, gt, ge。
如：如果返回的属性q有且只有1个且值大于10，则返回true；如果返回的属性q有多个，则发生错误。
三、 XQuery高级语法：
a) 添加元素和属性：
i. 添加元素和文本：

<ul>
{
for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
order by $x/title
return <li>{data($x/title)}. Category: {data($x/@category)}</li>
}
</ul>

查询结果：

<ul>
<li>Everyday Italian. Category: COOKING</li>
<li>Harry Potter. Category: CHILDREN</li>
<li>Learning XML. Category: WEB</li>
<li>XQuery Kick Start. Category: WEB</li>
</ul>

ii. 添加属性：使用class添加属性

<ul>
{
for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
order by $x/title
return <li class="{data($x/@category)}">{data($x/title)}</li>
}
</ul>

查询结果：

<ul>
<li class="COOKING">Everyday Italian</li>
<li class="CHILDREN">Harry Potter</li>
<li class="WEB">Learning XML</li>
<li class="WEB">XQuery Kick Start</li>
</ul>

b) FLWOR表达式：FLWOR即For, Let, Where, Order by, Return。
上面的例子可表示为：

for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
where $x/price>35
return $x/count(author)

i. 加标签：

xquery version "1.0";
<ul>
{
for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
where $x/price>35
return <li>{$x/count(author)}</li>
}
</ul>

查询结果：

<ul>
<li>5</li>
<li>1</li>
</ul>

ii. data()去除元素标签，只显示内部数据：

<ul>
{
for $x in doc("books.xml")/bookstore/book/title
order by $x
return <li>{data($x)}</li>
}
</ul>

查询结果：

<ul>
<li>Everyday Italian</li>
<li>Harry Potter</li>
<li>Learning XML</li>
<li>XQuery Kick Start</li>
</ul>

iii. for语句：将变量$x绑定到in表达式中返回的每个项目中。in表达式中使用关键字to可限定循环次数，使用关键字at可计算循环次数。对于含有多个in表达式的，使用逗号分隔它们，循环次数为多个in表达式可取项目的组合数。
如：
at关键字：

for $x at $i in doc("books.xml")/bookstore/book/title
return <book>{$i}. {data($x)}</book>

查询结果：变量i记录了循环的次数

<book>1. Everyday Italian</book>
<book>2. Harry Potter</book>
<book>3. XQuery Kick Start</book>
<book>4. Learning XML</book>

多循环变量：

for $x in (10,20), $y in (100,200)
return <test>x={$x} and y={$y}</test>

查询结果：

<test>x=10 and y=100</test>
<test>x=10 and y=200</test>
<test>x=20 and y=100</test>
<test>x=20 and y=200</test>

循环嵌套：

for $x1 in doc("books.xml")/bookstore
return for $x2 in $x1/book
return $x2/price

等价于：

for $x2 in (for $x1 in doc("books.xml")/bookstore
return $x1/book)
return $x2/price

查询结果：

<price>30.00</price>
<price>29.99</price>
<price>49.99</price>
<price>39.95</price>

iv. let语句：用于变量分配，迭代产生中间结果，与for的区别：for会产生多个绑定，而let只产生一次绑定。而且let中没有at关键字。
如：

let $x :=doc("books.xml")/bookstore/book/title
return <book>{data($x)}</book>

查询结果：

<book>
Everyday ItalianHarry
PotterXQuery
Kick
StartLearning XML
</book>

v. where语句：用于过滤绑定的结果，后面常跟条件表达式。

for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
where $x/price>30 and $x/price<100
return $x

查询结果：

<book category="WEB">
<title lang="en">XQuery Kick Start</title>
<author>James McGovern</author>
<author>Per Bothner</author>
<author>Kurt Cagle</author>
<author>James Linn</author>
<author>Vaidyanathan Nagarajan</author>
<year>2003</year>
<price>49.99</price>
</book>
<book category="WEB">
<title lang="en">Learning XML</title>
<author>Erik T. Ray</author>
<year>2003</year>
<price>39.95</price>
</book>

vi. order by语句：用于将结果排序，可以通过order_spec=ascending/descending来指定升序（默认）还是降序。注意：order by默认按指定元素升序排列，但不含order by的查询并不表示将按升序排列。
如：

for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
where $x/price>30 and $x/price<100
order by $x/price descending
return $x

vii. return语句：规定要返回的内容。
c) XQuery用户定义函数：
i. 语法：
declare function 前缀:函数名($参数 as 数据类型)
  as 返回的数据类型
{


(: ...函数代码... :)


};
如下面的例子中：

declare function local:minPrice(
  $price as xs:decimal)
  as xs:decimal
{
let $disc :=($price) div 100
return ($price - $disc)
};
for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
return <minPrice>{local:minPrice($x/price)}</minPrice>

查询结果如下：

<minPrice>29.7</minPrice>
<minPrice>29.6901</minPrice>
<minPrice>49.4901</minPrice>
<minPrice>39.5505</minPrice>

四、 利用XQuery将XML转化成HTML的例子：
源XML文档即books.xml，目标html的显示效果为：
 

目标html为：

<html>
	<head><title>Book List</title></head>
	<body>
		<h1>Book List</h1>
		<table border="1" cols="3" width="100%">
			<tbody>
			<tr>
				<td><year>2005</year></td>
				<td><author>Giada De Laurentiis</author></td>
				<td><price>30.00</price></td>
			</tr>
			<tr>
				<td><year>2005</year></td>
				<td><author>J K. Rowling</author></td>
				<td><price>29.99</price></td>
			</tr>
			<tr>
				<td><year>2003</year></td>
				<td><author>James McGovern</author>
					<author>Per Bothner</author>
					<author>Kurt Cagle</author>
					<author>James Linn</author>
					<author>Vaidyanathan Nagarajan</author>
				</td>
				<td><price>49.99</price></td>
			</tr>
			<tr>
				<td><year>2003</year></td>
				<td><author>Erik T. Ray</author></td>
				<td><price>39.95</price></td>
			</tr>
			</tbody>
		</table>
	</body>
</html>

转换的XQuery为：
xquery version "1.0";

<html>
	<head><title>Book List</title></head>
	<body>
		<h1>Book List</h1>
		<table border="1" cols="3" width="100%">
			<tbody>
			{
			for $x in doc("books.xml")/bookstore/book
				return <tr>
					<td>{$x/year}</td>
					<td>{$x/author}</td>
					<td>{$x/price}</td>
				</tr>
			}			
			</tbody>
		</table>
	</body>
</html>

五、 利用XQuery实现XML之间的转换：
原XML文档：

<company>
	<div no="7a">
		<dept no="42">
			<emp no="123456" name="Whoptimone, Ida"/>
			<emp no="654321" name="Tirebiter, George"/>
		</dept>
		<dept no="51">
			<emp no="832953" name="Danger, Nick"/>
		</dept>
	</div>
	<div no="2b">
		<dept no="57">
			<emp no="283412" name="Boss, Yuda"/>
		</dept>	
	</div>
</company>

目标XML文档：

 

转换XQuery文档：

(:<company>
	for $div in doc("company.xml")/company/div
		return for $dept in $div/dept
			return for $emp in $dept/emp
				return <employee id="{data($emp/@no)}">
					<name>{data($emp/@name)}</name>
					<division>{data($div/@no)}</division>
					<department>{data($dept/@no)}</department>
				</employee>
</company>:)


<company>
{
for $emp in doc("company.xml")//emp
	 return <employee id="{data($emp/@no)}">
	            <name>{data($emp/@name)}</name>
	            <division>{data($emp /../../@no)}</division>
	            <department>{data($emp /../@no)}</department>
             </employee>
}
</company>