XML Schema 是基于 XML 的 DTD 替代者。
XML Schema 描述 XML 文档的结构。
XML Schema 语言也称作 XML Schema 定义（XML Schema Definition，XSD）。
什么是 XML Schema？
XML Schema 的作用是定义 XML 文档的合法构建模块，类似 DTD。
XML Schema:
- 定义可出现在文档中的元素
- 定义可出现在文档中的属性
- 定义哪个元素是子元素
- 定义子元素的次序
- 定义子元素的数目
- 定义元素是否为空，或者是否可包含文本
- 定义元素和属性的数据类型
- 定义元素和属性的默认值以及固定值
XML Schema 是 DTD 的继任者
我们认为 XML Schema 很快会在大部分网络应用程序中取代 DTD。
理由如下：
- XML Schema 可针对未来的需求进行扩展
- XML Schema 更完善，功能更强大
- XML Schema 基于 XML 编写
- XML Schema 支持数据类型
- XML Schema 支持命名空间
XML Schema 支持数据类型
XML Schema 最重要的能力之一就是对数据类型的支持。
通过对数据类型的支持：
- 可更容易地描述允许的文档内容
- 可更容易地验证数据的正确性
- 可更容易地与来自数据库的数据一并工作
- 可更容易地定义数据约束（data facets）
- 可更容易地定义数据模型（或称数据格式）
- 可更容易地在不同的数据类型间转换数据
编者注：数据约束，或称 facets，是 XML Schema 原型中的一个术语，中文可译为“面”，用来约束数据类型的容许值。
XML Schema 使用 XML 语法
另一个关于 XML Schema 的重要特性是，它们由 XML 编写。
由 XML 编写 XML Schema 有很多好处：
- 不必学习新的语言
- 可使用 XML 编辑器来编辑 Schema 文件
- 可使用 XML 解析器来解析 Schema 文件
- 可通过 XML DOM 来处理 Schema
- 可通过 XSLT 来转换 Schema
简单例子：
XML 文档可对 DTD 或 XML Schema 进行引用。
一个简单的 XML 文档：
请看这个名为 "note.xml" 的 XML 文档：
<?xml version="1.0"?>
<note>
<to>George</to>
<from>John</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget the meeting this weekend!</body>
</note>
DTD 文件
下面这个例子是名为 "note.dtd" 的 DTD 文件，它对上面那个 XML 文档的元素进行了定义：
<!ELEMENT note (to, from, heading, body)>
<!ELEMENT to (#PCDATA)>
<!ELEMENT from (#PCDATA)>
<!ELEMENT heading (#PCDATA)>
<!ELEMENT body (#PCDATA)>
第 1 行定义 note 元素有四个子元素："to, from, heading, body"。
第 2-5 行定义了 to, from, heading, body 元素的类型是 "#PCDATA"。
XML Schema
下面这个例子是一个名为 "note.xsd" 的 XML Schema 文件，它定义了上面那个 XML 文档的元素：
<?xml version="1.0"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
elementFormDefault="qualified">
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:schema>
note 元素是一个复合类型，因为它包含其他的子元素。其他元素 (to, from, heading, body) 是简易类型，因为它们没有包含其他元素。您将在下面的章节学习更多有关复合类型和简易类型的知识。
对 DTD 的引用
此文件包含对 DTD 的引用：
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note SYSTEM "http://www.w3school.com.cn/dtd/note.dtd">
<note>
<to>George</to>
<from>John</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget the meeting this weekend!</body>
</note>
对 XML Schema 的引用
此文件包含对 XML Schema 的引用：
<?xml version="1.0"?>
<note
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn note.xsd">
<to>George</to>
<from>John</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget the meeting this weekend!</body>
</note>
具体语法：
<?xml version="1.0"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
elementFormDefault="qualified">
...
...
</xs:schema>
代码解释：
下面的片断：
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
显示 schema 中用到的元素和数据类型来自命名空间 "http://www.w3.org/2001/XMLSchema"。同时它还规定了来自命名空间 "http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 的元素和数据类型应该使用前缀 xs：
这个片断：
targetNamespace="http://www.w3school.com.cn"
显示被此 schema 定义的元素 (note, to, from, heading, body) 来自命名空间： "http://www.w3school.com.cn"。
这个片断：
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
指出默认的命名空间是 "http://www.w3school.com.cn"。
这个片断：
elementFormDefault="qualified"
指出任何 XML 实例文档所使用的且在此 schema 中声明过的元素必须被命名空间限定。
在 XML 文档中引用 Schema
此 XML 文档含有对 XML Schema 的引用：
<?xml version="1.0"?>
<note xmlns="http://www.w3school.com.cn"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn note.xsd">
<to>George</to>
<from>John</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget the meeting this weekend!</body>
</note>
代码解释：
下面的片断：
xmlns="http://www.w3school.com.cn"
规定了默认命名空间的声明。此声明会告知 schema 验证器，在此 XML 文档中使用的所有元素都被声明于 "http://www.w3school.com.cn" 这个命名空间。
一旦您拥有了可用的 XML Schema 实例命名空间：
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
您就可以使用 schemaLocation 属性了。此属性有两个值。第一个值是需要使用的命名空间。第二个值是供命名空间使用的 XML schema 的位置：
xsi:schemaLocation="http://www.w3school.com.cn note.xsd"
定义简易元素
定义简易元素的语法：
<xs:element/>
此处 xxx 指元素的名称，yyy 指元素的数据类型。XML Schema 拥有很多内建的数据类型。
最常用的类型是：
- xs:string
- xs:decimal
- xs:integer
- xs:boolean
- xs:date
- xs:time
定义属性的语法是：
<xs:attribute/>
在此处，xxx 指属性名称，yyy 则规定属性的数据类型。XML Schema 拥有很多内建的数据类型。
最常用的类型是：
- xs:string
- xs:decimal
- xs:integer
- xs:boolean
- xs:date
- xs:time
可选的和必需的属性
在缺省的情况下，属性是可选的。如需规定属性为必选，请使用 "use" 属性：
<xs:attribute use="required"/>
限定（restriction）用于为 XML 元素或者属性定义可接受的值。对 XML 元素的限定被称为 facet。
对值的限定
下面的例子定义了带有一个限定且名为 "age" 的元素。age 的值不能低于 0 或者高于 120：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:integer">
<xs:minInclusive value="0"/>
<xs:maxInclusive value="120"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
对一组值的限定
如需把 XML 元素的内容限制为一组可接受的值，我们要使用枚举约束（enumeration constraint）。
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "car" 的元素。可接受的值只有：Audi, Golf, BMW：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:enumeration value="Audi"/>
<xs:enumeration value="Golf"/>
<xs:enumeration value="BMW"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
上面的例子也可以被写为：
<xs:element/>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:enumeration value="Audi"/>
<xs:enumeration value="Golf"/>
<xs:enumeration value="BMW"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
注释：在这种情况下，类型 "carType" 可被其他元素使用，因为它不是 "car" 元素的组成部分。
对一系列值的限定
如需把 XML 元素的内容限制定义为一系列可使用的数字或字母，我们要使用模式约束（pattern constraint）。
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "letter" 的元素。可接受的值只有小写字母 a - z 其中的一个：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[a-z]"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下一个例子定义了带有一个限定的名为 "initials" 的元素。可接受的值是大写字母 A - Z 其中的三个：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下一个例子也定义了带有一个限定的名为 "initials" 的元素。可接受的值是大写或小写字母 a - z 其中的三个：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[a-zA-Z][a-zA-Z][a-zA-Z]"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下一个例子定义了带有一个限定的名为 "choice 的元素。可接受的值是字母 x, y 或 z 中的一个：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[xyz]"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下一个例子定义了带有一个限定的名为 "prodid" 的元素。可接受的值是五个阿拉伯数字的一个序列，且每个数字的范围是 0-9：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:integer">
<xs:pattern value="[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
对一系列值的其他限定
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "letter" 的元素。可接受的值是 a - z 中零个或多个字母：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="([a-z])*"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "letter" 的元素。可接受的值是一对或多对字母，每对字母由一个小写字母后跟一个大写字母组成。举个例子，"sToP"将会通过这种模式的验证，但是 "Stop"、"STOP" 或者 "stop" 无法通过验证：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="([a-z][A-Z])+"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "gender" 的元素。可接受的值是 male 或者 female：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="male|female"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "password" 的元素。可接受的值是由 8 个字符组成的一行字符，这些字符必须是大写或小写字母 a - z 亦或数字 0 - 9：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
对空白字符的限定
如需规定对空白字符（whitespace characters）的处理方式，我们需要使用 whiteSpace 限定。
下面的例子定义了带有一个限定的名为 "address" 的元素。这个 whiteSpace 限定被设置为 "preserve"，这意味着 XML 处理器不会移除任何空白字符：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:whiteSpace value="preserve"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
这个例子也定义了带有一个限定的名为 "address" 的元素。这个 whiteSpace 限定被设置为 "replace"，这意味着 XML 处理器将移除所有空白字符（换行、回车、空格以及制表符）：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:whiteSpace value="replace"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
这个例子也定义了带有一个限定的名为 "address" 的元素。这个 whiteSpace 限定被设置为 "collapse"，这意味着 XML 处理器将移除所有空白字符（换行、回车、空格以及制表符会被替换为空格，开头和结尾的空格会被移除，而多个连续的空格会被缩减为一个单一的空格）：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:whiteSpace value="collapse"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
对长度的限定
如需限制元素中值的长度，我们需要使用 length、maxLength 以及 minLength 限定。
本例定义了带有一个限定且名为 "password" 的元素。其值必须精确到 8 个字符：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:length value="8"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
这个例子也定义了带有一个限定的名为 "password" 的元素。其值最小为 5 个字符，最大为 8 个字符：
<xs:element>
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:minLength value="5"/>
<xs:maxLength value="8"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>
数据类型的限定
|
限定 |
描述 |
|
enumeration |
定义可接受值的一个列表 |
|
fractionDigits |
定义所允许的最大的小数位数。必须大于等于0。 |
|
length |
定义所允许的字符或者列表项目的精确数目。必须大于或等于0。 |
|
maxExclusive |
定义数值的上限。所允许的值必须小于此值。 |
|
maxLength |
定义所允许的字符或者列表项目的最大数目。必须大于或等于0。 |
|
minExclusive |
定义数值的下限。所允许的值必需大于此值。 |
|
minInclusiv |
定义数值的下限。所允许的值必需大于或等于此值。 |
|
minLength |
定义所允许的字符或者列表项目的最小数目。必须大于或等于0。 |
|
pattern |
定义可接受的字符的精确序列 |
|
totalDigits |
定义所允许的阿拉伯数字的精确位数。必须大于0。 |
|
whiteSpace |
定义空白字符（换行、回车、空格以及制表符）的处理方式。 |
什么是复合元素？
复合元素指包含其他元素及/或属性的 XML 元素。
有四种类型的复合元素：
- 空元素
- 包含其他元素的元素
- 仅包含文本的元素
- 包含元素和文本的元素
注释：上述元素均可包含属性
复合元素的例子
复合元素，"product"，是空的：
<product pid="1345"/>
复合元素，"employee"，仅包含其他元素：
<employee>
<firstname>John</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</employee>
复合元素，"food"，仅包含文本：
<food>Ice cream</food>
复合元素，"description"，包含元素和文本：
<description>
It happened on <date lang="norwegian">03.03.99</date> ....
</description>
如何定义复合元素？
请看这个复合 XML 元素，"employee"，仅包含其他元素：
<employee>
<firstname>John</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</employee>
在 XML Schema 中，我们有两种方式来定义复合元素：
1. 通过命名此元素，可直接对"employee"元素进行声明，就像这样：
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
假如您使用上面所描述的方法，那么仅有 "employee" 可使用所规定的复合类型。请注意其子元素，"firstname" 以及 "lastname"，被包围在指示器 <sequence>中。这意味着子元素必须以它们被声明的次序出现。您会在 XSD 指示器 这一节学习更多有关指示器的知识。
2. "employee" 元素可以使用 type 属性，这个属性的作用是引用要使用的复合类型的名称：
<xs:element type="personinfo"/>
<xs:complexType name="personinfo">
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
如果您使用了上面所描述的方法，那么若干元素均可以使用相同的复合类型，比如这样：
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
您也可以在已有的复合元素之上以某个复合元素为基础，然后添加一些元素，就像这样：
<xs:element/>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
<xs:complexType>
<xs:complexContent>
<xs:extension base="personinfo">
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:extension>
</xs:complexContent>
</xs:complexType>
复合空元素：
一个空的 XML 元素：
<product prodid="1345" />
上面的 "product" 元素根本没有内容。为了定义无内容的类型，我们就必须声明一个在其内容中只能包含元素的类型，但是实际上我们并不会声明任何元素，比如这样：
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:complexContent>
<xs:restriction base="xs:integer">
<xs:attribute/>
</xs:restriction>
</xs:complexContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
在上面的例子中，我们定义了一个带有复合内容的复合类型。complexContent 元素给出的信号是，我们打算限定或者拓展某个复合类型的内容模型，而 integer 限定则声明了一个属性但不会引入任何的元素内容。
不过，也可以更加紧凑地声明此 "product" 元素：
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:attribute/>
</xs:complexType>
</xs:element>
或者您可以为一个 complexType 元素起一个名字，然后为 "product" 元素设置一个 type 属性并引用这个 complexType 名称（通过使用此方法，若干个元素均可引用相同的复合类型）：
<xs:element/>
<xs:complexType>
<xs:attribute/>
</xs:complexType>
“仅含元素”的复合类型含有一个仅包含其他元素的元素。
复合类型仅包含元素
XML 元素，"person"，仅包含其他的元素：
<person>
<firstname>John</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</person>
您可在 schema 中这样定义 "person" 元素：
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
请留意这个 <xs:sequence>。它意味着被定义的元素必须按上面的次序出现在 "person" 元素中。
或者您可以为 complexType 元素设定一个名称，并让 "person" 元素的 type 属性来引用此名称（如使用此方法，若干元素均可引用相同的复合类型）：
<xs:element/>
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
仅含文本的复合元素可包含文本和属性。
仅含文本的复合元素
此类型仅包含简易的内容（文本和属性），因此我们要向此内容添加 simpleContent 元素。当使用简易内容时，我们就必须在 simpleContent 元素内定义扩展或限定，就像这样：
<xs:elementLINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 宋体; COLOR: black; FONT-SIZE: 12pt; mso-bidi-font-family: 宋体; mso-font-kerning: 0pt">某个名称">
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="basetype">
....
....
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
或者：
<xs:elementLINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 宋体; COLOR: black; FONT-SIZE: 12pt; mso-bidi-font-family: 宋体; mso-font-kerning: 0pt">某个名称">
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:restriction base="basetype">
....
....
</xs:restriction>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
提示：请使用 extension 或 restriction 元素来扩展或限制元素的基本简易类型。
这里有一个 XML 元素的例子，"shoesize"，其中仅包含文本：
<shoesize country="france">35</shoesize>
下面这个例子声明了一个复合类型，其内容被定义为整数值，并且 "shoesize" 元素含有名为 "country" 的属性：
<xs:element>
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:integer">
<xs:attribute />
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
我们也可为 complexType 元素设定一个名称，并让 "shoesize" 元素的 type 属性来引用此名称（通过使用此方法，若干元素均可引用相同的复合类型）：
<xs:element/>
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:integer">
<xs:attribute />
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
混合的复合类型可包含属性、元素以及文本。
带有混合内容的复合类型
XML 元素，"letter"，含有文本以及其他元素：
<letter>
Dear Mr.<name>John Smith</name>.
Your order <orderid>1032</orderid>
will be shipped on <shipdate>2001-07-13</shipdate>.
</letter>
下面这个 schema 声明了这个 "letter" 元素：
<xs:element>
<xs:complexType mixed="true">
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
注释：为了使字符数据可以出现在 "letter" 的子元素之间，mixed 属性必须被设置为 "true"。<xs:sequence> 标签 (name、orderid 以及 shipdate ) 意味着被定义的元素必须依次出现在 "letter" 元素内部。
我们也可以为 complexType 元素起一个名字，并让 "letter" 元素的 type 属性引用 complexType 的这个名称（通过这个方法，若干元素均可引用同一个复合类型）：
<xs:element/>
<xs:complexType mixed="true">
<xs:sequence>
<xs:element/>
<xs:element/>
<xs:element/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>