详解XML中的模式Schema

文档定义模型为XML文档提供了规范，DTD的引入虽然解决了XML文档的规范化问题，但它文件格式类型和XML文件格式类型不一致，同时DTD提供的数据类型有限有时候无法满足行业的需求，所以引入了Schema。Schema模式可以确定XML文档的元素和属性的结构、元素的顺序、元素和属性的数据值，根据范围、枚举以及样式匹配等。

一、Schema初识

XML Schema语言也被称为XML Schema Definition (XSD)，它的作用是定义一份XML文档的合法组件群（XML文档的结构），就像DTD的作用一样。 XML Schema以XML语言作为基础，也可以说XML Schema自身就是XML的一种应用。

1、Schema作用

XML Schema和DTD的作用一样，都是用来定义一个XML文档的结构的模式，那么为什么有了DTD还要有XML Schema呢？ 因为，XML Schema比DTD作用更加强大。

Xml Schema 比 DTD的优越性：
（1）模式是可扩展的
（2）模式比 DTD 功能更丰富且更有用
（3）模式是用 XML 编写的
（4）模式支持数据类型
（5）模式支持名称空间
（6）不需要在学习其他的语言
（7）可以直接使用XML编辑器来编写XML Schema
（8）可以直接使用XML解析器来解析XML Schema
（9）可以使用XML DOM来灵活的操作XML Schema
（10）可以使用XSLT技术来转换XML Schema

2、对比学习

1.1 作用上

两者相同，都是定义了一个XML文档的结构的模式。

1.2 用法上

两者作用相同，但是语法上有些区别。Schema是DTD的扩展，同样支持元素和属性的定义，并且定义的语法相似，但Schema可以给元素和属性添加相应的数据类型，同时还引入了全局和局部元素声明的语法，另外根据元素和属性的数据内容引入了简单类型和复杂类型。
所谓的简单类型(SimpleType)和复杂类型(ComplexType)，它们本身并不是具体的数据类型，它们只是对节点或者自定义类型的类型作一个抽象的说明。

也就是说Schema的引入使得模式的声明更加类似于我们使用的编程语言。

二、实例详解

2.1 Schema实例

清单1：User.xml文档结构

清单2：使用全局组件形式来定义Schema，User.xsd

清单3：使用局部形式定义Schema，User.xsd

清单2和清单3的都定义了User.xsd，它们的作用是相同的，都是为了验证XML文档的合法性，但定义的方法不同，清单2是使用全局组件的形式定义，而清单3使用的局部形式定义，具体的区别请看下文。

2.2 基本用法

上文中我们分别从作用和用法上对Schema和DTD进行了对比分析，Schema和DTD最大的区别在于Schema引入了数据类型，其它的如元素和属性的声明等类似于DTD，在下面讨论时就不再详述。

Schema基本内容导图：

2.2.1 引用语法
当一个模式文件建立好以后，可以用它来验证某一个XML文档的有效性，也就是说检验某个XML文档是否遵循了模式文件的定义。 那么，XML文档怎么来引用一个模式文档呢？
Schema模型的引用更类似于前面所说的命名空间的应用方法，具体实例如下：

2.2.2 元素类型
（1）按照内容的不同分为简单和复杂元素，分别使用simpleType和complexType标示。
简单元素：元素中内容只能是文本，不包含其它的元素和属性。

复杂元素：元素中包含其它的元素和属性。它有四种类型，分别是空元素、只包含其他元素、只包含正文、包含正文又包含其他元素。

（2）按照定义位置可分为局部和全局元素。
全局元素：<element>元素的父元素必须是<schema>；
局部元素：局部元素声明只能出现在复杂类型（<complexType>元素）定义内部。即<element>元素的父元素只能是<all>、<choice>或<sequence>元素。