使用 XML Schema 定义元素的基本知识2

定义元素
定义元素就是定义元素的名字和内容模型。在 XML Schema 中，元素的内容模型由其类型定义，因此 XML 文档中实例元素的值必须符合模式中定义的类型。

简单类型
XML Schema 规范定义了一些值的简单类型，如 表 2：“预定义的值简单类型”所示。

类型包括简单类型和复杂类型。简单类型的值不能包含元素或属性。复杂类型可以产生在其他元素中嵌套元素的效果，或者为元素增加属性。（到目前为止本文中的例子都是用户定义的简单类型，比如 ProductCode ）。XML Schema 规范也包括预定义的简单类型（请参阅侧栏 简单类型）。 派生的简单类型约束了基类型的值。比如，派生简单类型 ProductCode 的值是基类型 string 值的子集。

简单的、非嵌套的元素是简单类型
不含属性或其他元素的元素可以定义为简单类型，无论是预定义的简单类型还是用户定义的简单类型，如 string 、 integer 、 decimal 、 time 、 ProductCode 等等。

清单 7：一些元素的简单类型

 <element name='age' type='integer'/> <element name='price' type='decimal'/>

带有属性的元素必须是复杂类型
现在，试着向 清单 7中的简单元素 price 增加属性 currency 。您不能这样做，因为简单类型的元素不能有属性。如果希望增加属性，您必须把 price 元素定义成复杂类型。在 清单 8的例子中，我们定义了一个 匿名类型，没有明确地命名这个复杂类型。换句话说，没有定义复杂类型 complexType 的 name 属性。

清单 8：一个复杂元素类型

 <element name='price'> <complexType base='decimal' derivedBy='extension'> <attribute name='currency' type='string'/> </complexType> </element> <!-- In XML instance document, we can write: <price currency='US'>45.50</price> -->

嵌入其他元素的元素必须是复杂类型
在 XML 文档中，一个元素可能嵌入其他的元素。这种要求可以在 DTD 中直接表示。但 XML Schema 定义一个元素，这个元素有一个类型，而这个类型可以包含其他元素和属性的声明。 表 1给出了一个简单的例子。

表 1：DTD 和 XML Schema 中复杂数据类型的比较

XML 文档

 <Book> <Title>Cool XML<Title> <Author>Cool Guy</Author> </Book>

DTD

 <Book> <Title>Cool XML<Title> <Author>Cool Guy</Author> </Book>

XML Schema

 <Book> <Title>Cool XML<Title> <Author>Cool Guy</Author> </Book>

 <!ELEMENT Book (Title, Author)> <!ELEMENT Title (#PCDATA)> <!ELEMENT Author (#PCDATA)>

 <element name='Book' type='BookType'/> <complexType name='BookType'> <element name='Title' type='string'/> <element name='Author' type='string'/> </complexType>

尽管 表 1中的 XML 代码同时满足 DTD 与 XML Schema 片段，但两者之间有一个很大的区别。在 DTD 中所有的元素都是全局性的，而表中的 XML Schema 允许把 Title 和 Author 定义成局部的——只出现在元素 Book 中。为了在 XML Schema 中实现与 DTD 声明完全相同的效果，元素 Title 和 Author 必须是全局范围的，如 清单 9中所示。元素 element 的 ref 属性使您能够引用前面声明的元素。

清单 9：用全局简单类型定义的复杂类型

 <element name='Title' type='string'/> <element name='Author' type='string'/> <element name='Book' type='BookType'/> <complexType name='BookType'> <element ref='Title'/> <element ref='Author'/> </complexType>

在 表 1和 清单 9所示的例子中， BookType 是全局性的，可用于声明其他元素。相反， 清单 10将该类型局部地定义到元素 Book 中，而且定义成匿名元素。要注意， 表 1中的 XML 文档片段与表 1、 清单 9和 清单 10中三个模式片段都匹配。

清单 10：隐藏 BookType 作为本地类型

 <element name='Title' type='string'/> <element name='Author' type='string'/> <element name='Book'> <complexType> <element ref='Title'/> <element ref='Author'/> </complexType> </element>

表示元素的复杂约束
对于表示元素内容模型的约束，XML Schema 比 DTD 提供了更大的灵活性。在最简单的层次上，像在 DTD 中那样，您可以把属性和元素声明关联起来，指明能够出现的给定元素集合序列：只能出现 1 次（1）、出现 0 次或多次（*）或者出现 1 次或多次（+）。您还可以表示 XML Schema 中的其他约束，比方说使用 element 元素的 minOccurs 和 maxOccurs 属性，以及 choice 、 group 和 all 元素。

清单 11：表示元素类型的约束

 <element name='Title' type='string'/> <element name='Author' type='string'/> <element name='Book'> <complexType> <element ref='Title' minOccurs='0'/> <element ref='Author' maxOccurs='2'/> </complexType> </element>

在 清单 11中， Book 中 Title 的出现是可选的（类似 DTD 的 '?'）。但是， 清单 11也说明 Book 元素中至少要有一个但不能超过两个作者。 element 的 minOccurs 和 maxOccurs 属性的默认值是 1。元素 choice 只允许它的一个子女出现在实例中。另外一个元素 all ，表示这样的约束：组中的所有子元素可以同时出现一次，或者都不出现，它们可以按任意的顺序出现。 清单 12表示 Title 和 Author 两者必须同时出现（顺序任意）在 Book 中，或者都不出现。这种约束很难在 DTD 中表示。

清单 12：指出必须为元素定义所有的类型

 <xsd:element name='Title' type='string'/> <xsd:element name='Author' type='string'/> <xsd:element name='Book'> <xsd:complexType> <xsd:all> <xsd:element ref='Tile'/> <xsd:element ref='Author'/> </xsd:all> </xsd:complexType> </xsd:element>

更上层楼
我们已经讨论了在 XML Schema 中定义元素所需的最基本的概念，通过一些简单的例子使您领略到它的强大功能。还有一些更强大的机制：

• XML Schema 对类型继承提供了广泛的支持，允许重用以前定义的结构。使用所谓的 facets，您可以派生新的类型，表示其他某个类型值的更小子集，比如通过枚举、范围或模式匹配来定义子集。在本文的例子中， ProductCode 类型就是使用模式面（ pattern facet）定义的。子类型也可以向基类型增加更多的元素和属性声明。
• 有几种机制控制能否定义子类型，或者能否在具体的文档中替换为子类型。比如，有可能表示 InvoiceType （ Invoice 编号的类型）不允许子类型化，任何人都不能定义新版本的 InvoiceType 。通过规定在特定的上下文中不能用 ProductCode 类型的子类型替换，也能表达这种约束。
• 除了子类型外，还可以定义等价的类型，这样，一个类型的值可以用另一个类型代替。
• 通过声明抽象的元素或者类型，XML Schema 提供了一种强制替换机制。
• 为了方便起见，可以定义并命名属性组和元素组，从而能够在后面引用这些组达到重用的目的。
• XML Schema 提供了三个元素—— appInfo 、 documentation 和 annotation ——为模式作注解，以方便读者（ documentation ）和应用程序（ appInfo ）。
• 基于子元素的某些属性可以表示惟一性约束。