XSD-快速指南

什么是XSD

XML Schema Definition (XSD) 是一种用于定义 XML 文档结构，并验证 XML 文档是否符合定义的强类型 XML 格式规范，它使得 XML 数据可以按照预定义规范被解析和序列化。 XSD 是一种 XML 文件，它定义了元素、属性、数据类型等，可以用它约束一个 XML 文件的结构和内容。

XSD 最基础的语法

一个 XSD 文件由两部分组成：schema 和 element。以下是最基本的 XSD 语法示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <xs:element name="book">
    <xs:complexType>
      <xs:sequence>
        <xs:element name="title" type="xs:string"/>
        <xs:element name="author" type="xs:string"/>
        <xs:element name="publisher" type="xs:string"/>
        <xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
      </xs:sequence>
    </xs:complexType>
  </xs:element>
</xs:schema>

可以看到，schema 标签代表整个 XSD 文件，同时包含了 namespace 的声明，element 元素是 XSD 的最上层元素，定义了 XML 文档的元素结构。可以通过 type 属性定义元素的数据类型，sequence 表示元素的出现次序是按照定义的顺序。

XSD 支持的数据类型

XSD 支持的数据类型可以分为两类：内置数据类型和自定义数据类型。

内置数据类型

• string: 字符串类型
• boolean: 布尔类型
• decimal: 十进制数
• float: 单精度浮点数
• double: 双精度浮点数
• dateTime: 日期时间类型
• time: 时间类型
• date: 日期类型
• gYearMonth: 年月类型
• gYear: 年类型
• gMonthDay: 月日类型
• gDay: 日类型
• gMonth: 月类型

自定义数据类型

除了内置数据类型外，可以通过 simpleType 定义自定义数据类型，也可以通过 complexType 定义复合数据类型。

<xs:simpleType name="ISBNType">
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="\d{13}"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

<xs:complexType name="BookType">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="title" type="xs:string" />
    <xs:element name="author" type="xs:string" />
    <xs:element name="isbn" type="ISBNType" />
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

上述示例中，通过 simpleType 定义了 ISBNType 类型，它是字符串类型，并使用 pattern 属性定义了 13 位数字的格式，通过 complexType 定义了 BookType 类型，它是由若干个元素组成，并且其中包含一个名称为 isbn 的元素，类型为 ISBNType。

XSD 常用约束

XML Schema 还提供了一些约束，用于对元素和属性的值、出现次数等进行限制，这些约束主要包括：

minOccurs 和 maxOccurs

minOccurs 和 maxOccurs 属性用于指定元素出现的次数，它们可以用于 sequence 和 choice 元素中，当 maxOccurs 为 1 时，可以省略该属性。

<xs:complexType name="BookType">
  <xs:sequence>
    <xs:element name="title" type="xs:string" />
    <xs:element name="author" type="xs:string" />
    <xs:element name="publisher" type="xs:string" minOccurs="0" />
    <xs:element name="price" type="xs:decimal" minOccurs="1" maxOccurs="1" />
  </xs:sequence>
</xs:complexType>

上述例子中 publisher 和 price 元素分别定义了 minOccurs 属性和 minOccurs、maxOccurs 属性，其中 publisher 可以出现 0 或 1 次，而 price 必须出现 1 一次。

enumeration

enumeration 约束可以用于限制元素的值只能在一定范围内。

<xs:simpleType name="ColorType">
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:enumeration value="red"/>
    <xs:enumeration value="green"/>
    <xs:enumeration value="blue"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

上述例子中定义了一个颜色类型，只能取 red、green、blue 三个值。

pattern

pattern 约束可以用于限制元素值的正则表达式。

<xs:simpleType name="IDType">
  <xs:restriction base="xs:string">
    <xs:pattern value="[a-z]{3}\d{3}"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

上述例子中定义了一个 ID 类型，只能由三个小写字母和三个数字组成。

totalDigits 和 fractionDigits

totalDigits 和 fractionDigits 约束可以用于限制数字类型的精度和小数位数。

<xs:simpleType name="PriceType">
  <xs:restriction base="xs:decimal">
    <xs:totalDigits value="7"/>
    <xs:fractionDigits value="2"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

上述例子中定义了一个 PriceType 类型，精度为 7 位，小数精度为 2 位。

总结

通过对 XSD 的介绍，我们了解了 XSD 是什么，以及它的基本语法、支持的数据类型、常用约束等。掌握 XSD 不仅可以帮助我们在编写 XML 时遵循规范，同时也有助于我们解析和验证 XML 数据，提高代码的可靠性。