XML教程：從入門到精通

一. 什麼是XML

XML，即可擴展標記語言（eXtensible Markup Language），是一種可以用於描述、存儲和傳輸數據的標準格式。相較於HTML，XML更加靈活，可以自定義標記，非常適合用於不同系統間的數據交互和數據存儲。下面我們來看下一個簡單的XML示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<students>
  <student id="001">
    <name>Tom</name>
    <age>18</age>
    <gender>male</gender>
  </student>
  <student id="002">
    <name>Lucy</name>
    <age>20</age>
    <gender>female</gender>
  </student>
</students>

在上述示例中，<?xml version=”1.0″ encoding=”UTF-8″?>表示該文檔是一個XML文檔，且版本為1.0，採用UTF-8編碼。<students>和</students>用於表示該文檔的根元素，其中包含了兩個子元素<student>，它們都包含了三個子元素<name>、<age>、<gender>，同時還有一個id屬性。

二. XML文檔結構

XML文檔有以下幾個關鍵部分：

• XML聲明：<?xml version=”1.0″ encoding=”UTF-8″?>
• DTD：文檔類型定義，定義了文檔的元素、屬性、順序等規則；
• 根元素：文檔的最外層元素，其他所有元素都是其子元素、孫子元素等；
• 注釋：<!–這是一條注釋–>；
• 其他元素：可以包含屬性、文本、子元素等。

三. 常用XML元素

XML定義了很多元素用於描述數據，下面我們列舉幾個常用的元素：

• <element>：用於定義元素，可以設置屬性和子元素；
• <attribute>：用於定義元素的屬性；
• <data>：用於存儲數據；
• <comment>：用於添加註釋。

四. XML解析

XML文檔在不同系統間的傳輸和存儲需要進行解析，常用的解析方式有DOM解析和SAX解析。

1. DOM解析

DOM解析會將整個XML文檔解析為一個樹形結構，將所有元素都存儲在內存中，適合逐個訪問和處理每個元素的場景。下面是使用Python的minidom模塊解析XML文檔的示例：

import xml.dom.minidom

# 打開XML文檔
doc = xml.dom.minidom.parse("students.xml")

# 獲取根元素
root = doc.documentElement

# 獲取所有student元素
students = root.getElementsByTagName("student")
for student in students:
    # 獲取id屬性和name元素的值
    print("id:", student.getAttribute("id"), "name:", student.getElementsByTagName("name")[0].childNodes[0].data)

2. SAX解析

SAX解析是一種基於事件驅動的解析方式，適合處理大型文件和性能要求高的場景。它通過解析器逐行讀取文檔，遇到元素、屬性、文本等事件都會觸發相應的回調函數。下面是使用Python的xml.sax模塊解析XML文檔的示例：

import xml.sax

class StudentHandler(xml.sax.ContentHandler):
    def __init__(self):
        self.id = ""
        self.name = ""
        self.age = ""
        self.gender = ""

    # 元素開始事件
    def startElement(self, tag, attributes):
        if tag == "student":
            self.id = attributes["id"]

    # 元素結束事件
    def endElement(self, tag):
        if tag == "name":
            print("id:", self.id, "name:", self.name)
        elif tag == "age":
            print("id:", self.id, "age:", self.age)
        elif tag == "gender":
            print("id:", self.id, "gender:", self.gender)

    # 字符串事件
    def characters(self, content):
        if self.id != "":
            if content.isspace():
                return
            elif self.name == "":
                self.name = content
            elif self.age == "":
                self.age = content
            elif self.gender == "":
                self.gender = content

if __name__ == "__main__":
    # 創建解析器
    parser = xml.sax.make_parser()
    # 關閉命名空間
    parser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)
    # 設置回調
    handler = StudentHandler()
    parser.setContentHandler(handler)
    # 解析XML文檔
    parser.parse("students.xml")

五. XML的應用

下面列舉幾個XML的應用場景：

• Web服務中的傳輸和交換數據；
• 配置文件的存儲和讀取；
• 異構系統間的數據交換；
• 語言中的富文本存儲和傳輸。