Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Как раз таковыми и являются. Причём XML сам по себе предусматривает расширяемость. Документы созданные с помощью этих языков могут быть «корректными (well-formed)» и «допустимыми (valid)».
С проверкой документа на корректность проблем не возникает: если ошибок не выскочило и всё отобразилось так, как мы хотели, то документ корректен. Например, если в HTML-документе написать что-то вроде «
Допустимость проверяется с помощью определения типа документа (DTD, document type definition). Например, для «строгого» HTML он выглядит так .
DTD может быть описан как внутри документа, так и вынесен в отдельный файл (аналогия с CSS: встроенные и подключаемые таблицы стилей).
Объявление DTD
Объявление DTD располагается перед первым (корневым) элементом документа, начинается с последовательности « ».
Внутреннее DTD описывается так:
Между квадратными скобками располагается содержимое DTD, так называемое внутреннее подмножество , например:
] >
Если DTD вынесено в отдельный файл (обычно имеющий расширение.dtd), то его объявление в документе записывается так:
Соответственно, в этом файле и прописываются все правила, так называемое внешнее подмножество .
Имя, указанное за словом « DOCTYPE » (в нашем случае « catalog »), должно соответствовать имени корневого элемента. То есть, XML-документ должен быть примерно таким:
Вместо ключевого слова « SYSTEM » может быть использовано слово « PUBLIC », указывающее, что DTD применяется для широкого использования:
Внутренние и внешние подмножества могут быть заданы одновременно (опять же, аналогия с CSS):
] >
Здесь, сначала зачитывается содержимое файла « catalog.dtd », а потом содержимое, указанное внутри квадратных скобок.
Элементы документа
Элементы объявляются в DTD с помощью ключевого слова « ELEMENT », после которого следует имя элемента и его содержимое заключенное в круглые скобки:
Если у элемента есть дочерние элементы, то это записывается так:
что соответствует документу:
Если у элемента несколько дочерних элементов, то они перечисляются через запятую и должны следовать строго в указанном порядке:
Приведённый выше пример читается следующим образом. Элемент « book » должен содержать только один элемент « title », за которым должен следовать только один элемент « author ». Сами элементы « title » и « author » никаких элементов не содержат, а могут содержать лишь какой-нибудь текст.
С помощью следующих специальных символов можно определять количественное присутствие элемента:
- Символ « * », следующий после элемента, означает, что элемент может присутствовать один или несколько раз, или не присутствовать вовсе(от нуля до + бесконечности)
- Символ « + », следующий после элемента, означает, что элемент может присутствовать один или несколько раз(от 1 до + бесконечности)
- Символ « ? », следующий после элемента, означает, что элемент может либо отсуствовать, либо присутствовать только один раз(0 или 1)
Если существует необходимость указать один из нескольких элементов (или title, или author — любой из них, но не оба), надо испольовать символ « | »:
Текст тоже равноправный участник игры. Ключевое слово « PCDATA » указывает на анализируемые символьные данные, поэтому любой текст содержащий символы разметки (« < », « > » и « & ») будет трактоваться как разметка. Совместное использование текста и элементов называется смешанным содержимым . При объявлении смешанного содержимого, « PCDATA » необходимо указывать первым:
Следующий фрагмент документа валиден вышеприведенному примеру:
Группы элементов заключаются в круглые скобки. Элемент « book » должен содержать либо текст, либо (один « title », один или неколько « author » и может быть один « pubyear » именно в таком порядке):
Данному примеру соответствует следующий фрагмент XML-документа:
Элемент может быть пустым. Такой элемент не может содержать не дочерних элементов ни текста (например, элемент « br » в HTML). Такой элемент задается с ключевым словом « EMPTY »:
Элемент также может быть объявлен с ключевым словом « ANY » означающее, что элемент может содержать и элементы, и текст, и все это вместе, и даже быть пустым.
Атрибуты элементов
Элементы в XML-документе могут иметь атрибуты, которые записываются в виде « имя = значение » в открывающем или пустом тегах. Общее объявление атрибутов конкретного элемента начинается с ключевого слова « ATTLIST », после которого следует имя данного элемента и объявления самих атрибутов:
Ключевое слово « REQUIRED » указывает на то, что атрибут обязателен. Ключевое слово « IMPLIED », наоборот, говорит, что атрибут необязателен.
У атрибутов могут быть перечисленны разрешенные значения:
Также может быть задано значение по-умолчанию:
pubyear CDATA #IMPLIED "2007">
Атрибут может быть и константой, то есть у него может быть только то значение, которое заявлено в объявлении атрибута. Делается это с помощью ключевого слова « FIXED »:
#FIXED "udvikler">
Тип атрибута « CDATA »позволяет использовать любые символы кроме « < », « > », « & », « " » и « " ». В случае использования, данные символы должны быть заменены на спецсимволы типа « < » и т.п. Внимание : в DTD ключевое слово « CDATA » имеет другое значение, чем раздел « CDATA » в XML-документе!
Помимо типа CDATA, атрибуты могут иметь следующие типы:
- NMTOKEN - может содержать только буквы, цифры, « . », « - », « _ » и « : »
- NMTOKENS - может содержать те же символы, что и « NMTOKEN », а также символы пробела, возврата каретки, перевода строки и табуляции
Еще один тип атрибута « ID » разрешает задавать те же значения, что и тип NMTOKEN, но начинаться значение должно либо с буквы, либо с « _ », либо с « : ». У любого элемента может быть только один атрибут с типом « ID ». Атрибут типа « ID » не может быть константой (объявляться как « FIXED »). Значение атрибута типа « ID » должно быть уникальным для всего XML-документа:
Атрибут элемента может быть ссылкой на атрибут типа « ID » другого элемента. Для этого он объявляется как атрибут типа « IDREF ». Если атрибут должен ссылаться на атрибут типа « ID » нескольких элементов, то испольуется ключевое слово « IDREFS »:
В XML-документе это будет выглядить так:
Объявление сущностей
Помимо элементов и их атрибутов, мы можем определить сущности , записываемые с помощью ключевого слова « ENTITY »:
В результате чего, на место имени сущности « name », будет подставлено ее значение, в нашем случае — « SuperMegaMaster ».
И для полноты нашего счастья, надо добавить, что атрибуты элементов могут иметь в качестве значения подобные сущности — сущности-атрибуты . Они тоже определяются с помощью ключевого слова « ENTITY », но имеют одно ограничение — они должны ссылаться на внешние неанализируемые сущности, определенные во внешнем подмножестве DTD:
] >
В вышеприведённом примере, объявлена сущность « list », которая ссылается на внешний документ « companyList.html ». Ключевое слово « NDATA », говорит о том, что внешний документ неявляется XML-документом. Далее, для элемента « user » объявляется атрибут « company », который является обязательным и имеет тип « ENTITY », то есть ссылается на какую-либо сущность. Поскольку в нашем пример задана только одна сущность (« list »), то именно она и только она может быть значением атрибута « company » в XML-документе:
Осталось только понять, что означает « parse » в строке объявления сущности « list »? Когда используются неанализируемые данные, то есть те, которые не анализируются синтаксическим анализатором XML, хорошо было бы дать информацию приложению (использующему данный XML-документ), каким образом обработать эту сущность, если все-таки потребуется. Для этого нужно использовать нотацию, задаваемую ключевым словом « NOTATION » и дополнить наш DTD следующим образом:
Слово « parse » в объявлении сущности лист указывает на то, каким образом можно проанализировать файл « companyList.html » — найти нотацию с именем « parse » и следовать ее указаниям. В нашем случае, приложение может открыть MS InternetExplorer и загрузить в него документ « companyList.html ».
XML для описания подобных "самодеятельных" тэгов используются схемы . Они необходимы для того, чтобы:- описать, что именно является разметкой;
- описать точно, что означает разметка.
Наиболее известными языками описания схем являются следующие:
- DTD (Document Type Definition) - язык определения типа документов, который первоначально использовался в качестве язык описания структуры SGML-документа.
- XDR (XML Data Reduced) – диалект схемы XML, разработанный Microsoft, который поддерживался в Internet Explorer 4 и 5 версий.
- XML Schema или просто XSD (язык определения схем XML) – рекомендация консорциума W3C с 2001 года.
Рассмотрим подробнее первые два из них. Третий язык описания схем рассматривается в лабораторной работе 11.
DTD схема
Схема DTD предоставляет шаблон разметки документа, в котором указываются наличие , порядок следования и расположение элементов и их атрибутов в документе XML .
В рамках DTD модель содержимого XML документа можно описать следующим образом:
Каждый элемент документа может иметь один из типов:
| Содержание | Синтаксис | Комментарий |
|---|---|---|
| Данные | Содержит только текстовые данные | |
| Другие элементы | Содержит только дочерние элементы | |
| Смешанное | Содержит комбинацию текстовых данных и дочерних элементов | |
| EMPTY | Ничего не содержит | |
| ANY | Может содержать текстовые данные или дочерние элементы |
Атрибуты, находящиеся внутри тэгов документа, описываются отдельно с помощью синтаксиса:
При этом атрибут в DTD может иметь один из трех типов:
- Строка
- Маркированные атрибут
- Атрибута с перечислением
Кроме типа атрибута можно также задавать и его модальность:
Рассмотрим в качестве примера описание атрибутов строкового типа для элемента, описывающего некоторое сообщение:
Если этот элемент содержит атрибуты с перечислением , то их описание может выглядеть, например, следующим образом:
Маркированных атрибуты элемента могут быть четырех типов:
И, наконец, в DTD можно использовать следующие индикаторы вхождения последовательностей:
| Символ | Пример | Описание |
|---|---|---|
| , | (a, b, c) | Последовательное использование элементов списка |
| | | (a | b | c) | Используется один из членов списка |
| date | Используется один и только один элемент | |
| ? | subject ? | Необязательное использование (0 или 1 раз) |
| + | paragraph+ | Используется один или несколько раз |
| * | brother* | Используется ноль или несколько раз |
В качестве примера приведем DTD схему, описывающую структуру электронного почтового ящика:
В XML - документах DTD определяет набор действительных элементов, идентифицирует элементы, которые могут находиться в других элементах, и определяет действительные атрибуты для каждого из них. Синтаксис DTD весьма своеобразен и от автора-разработчика требуются дополнительные усилия при создании таких документов(сложность DTD является одной из причин того, что использование SGML , требующего определение DTD для любого документа, не получило столь широкого распространения как, например, HTML ). Как уже отмечалось, в XML использовать DTD не обязательно - документы, созданные без этих правил, будут правильно обрабатываться программой-анализатором, если они удовлетворяют основным требованиям синтаксиса XML . Однако контроль за типами элементов и корректностью отношений между ними в этом случае будет полностью возлагаться на автора документа. До тех пор, пока грамматика нашего нового языка не описана, его сможем использовать только мы, и для этого мы будем вынуждены применять специально разработанное программное обеспечение, а не универсальные программы-анализаторы..
В DTD для XML используются следующие типы правил: правила для элементов и их атрибутов, описания категорий(макроопределений), описание форматов бинарных данных. Все они описывают основные конструкции языка - элементы, атрибуты, символьные константы внешние файлы бинарных данных.
Для того, чтобы использовать DTD в нашем документе, мы можем или описать его во внешнем файле и при описании DTD просто указать ссылку на этот файл или же непосредственно внутри самого документа выделить область, в которой определить нужные правила. В первом случае в документе указывается имя файла, содержащего DTD - описания:
...Внутри же документа DTD- декларации включаются следующим образом:
... ... ]> ...В том случае, если используются одновременно внутренние и внешние описания, то программой-анализатором будут сначала рассматриваться внутренние, т.е. их приоритет выше. При проверке документа XML - процессор в первую очередь ищет DTD внутри документа. Если правила внутри документа не определены и не задан атрибут standalone ="yes" , то программа загрузит указанный внешний файл и правила, находящиеся в нем, будут считаны оттуда. Если же атрибут standalone имеет значение "yes" , то использование внешних DTD описаний будет запрещено.
Определение элемента
Элемент в DTD определяется с помощью дескриптора!ELEMENT , в котором указывается название элемента и структура его содержимого.
Например,
для элемента
Ключевое слово ELEMENT указывает, что данной инструкцией будет описываться элемент XML . Внутри этой инструкции задается название элемента (flower) и тип его содержимого.
В
определении элемента мы
указываем сначала
название элемента(flower)
,
а затем его модель
содержимого - определяем,
какие другие элементы или
типы данных могут
встречаться внутри него. В
данном случае содержимое
элемента flower будет
определяться при помощи
специального маркера PCDATA
(что означает
parseable
character data
- любая информация, с
которой может работать
программа-анализатор).
Существует еще две
инструкции, определяющие
тип содержимого: EMPTY
,ANY
.
Первая указывает на то, что
элемент должен быть
пустым(например,
Последовательность дочерних для текущего элемента объектов задается в виде списка разделенных запятыми названий элементов. При этом для того, чтобы указать количество повторений включений этих элементов могут использоваться символы +,*, ? :
В этом
примере указывается, что
внутри элемента
Символ * в этом примере указывает на то, что определяемая последовательность внутренних элементов может быть повторена несколько раз или же совсем не использоваться.
Если в определении элемента указывается "смешанное" содержимое, т.е. текстовые данные или набор элементов, то необходимо сначала указать PCDATA , а затем разделенный символом "|" список элементов.
Пример корректного XML - документа:
]> ...Определение атрибутов
Списки
атрибутов элемента
определяются с помощью
ключевого слова!ATTLIST
.
Внутри него задаются
названия атрибутов, типы
их значений и
дополнительные параметры.
Например, для элемента
В данном примере для элемента article определяются три атрибута: id, about и type ,которые имеют типы ID (идентификатор), CDATA и список возможных значений соответственно. Всего существует шесть возможных типов значений атрибута:
- CDATA - содержимым документа могут быть любые символьные данные
- ID - определяет уникальный идентификатор элемента в документе
- IDREF (IDREFS )- указывает, что значением атрибута должно выступать название(или несколько таких названий, разделенных пробелами во втором случае) уникального идентификатора определенного в этом документе элемента
- ENTITY (ENTITIES ) - значение атрибута должно быть названием(или списком названий, если используется ENTITIES ) компонента (макроопределения), определенного в документе
- NMTOKEN (NMTOKENS ) - содержимым элемента может быть только одно отдельное слово(т.е. этот параметр является ограниченным вариантом CDATA )
- Список допустимых значений - определяется список значений, которые может иметь данный атрибут.
Также в определении атрибута можно использовать следующие параметры:
- #REQUIRED - определяет обязательный атрибут, который должен быть задан во всех элементах данного типа
- #IMPLIED - атрибут не является обязательным
- #FIXED "значение" - указывает, что атрибут должен иметь только указанное значение, однако само определение атрибута не является обязательным, но в процессе разбора его значение в любом случае будет передано программе-анализатору
- Значение - задает значение атрибута по умолчанию
Определение компонентов(макроопределений)
Компонент (entity) представляет собой определения, содержимое которых может быть повторно использовано в документе. В других языках программирования подобные элементы называются макроопределениями. Создаются DTD - компоненты при помощи инструкции !ENTITY :
Программа-анализатор, просматривая в первую очередь содержимое области DTD - определений, обработает эту инструкцию и при дальнейшем разборе документа будет использовать содержимое DTD - компонента в том месте, где будет встречаться его название. Т.е. теперь в документе мы можем использовать выражение &hello ; , которое будет заменено на строчку " Мы рады приветствовать Вас"
В общем случае, внутри DTD можно задать три типа макроопределений:
Внутренние макроопределения - предназначены для определения строковой константы, с их помощью можно организовывать ссылки на часто изменяемую информацию, делая документ более читабельным. Внутренние компоненты включаются в документ при помощи амперсанта &
В XML существует пять предустановленных внутренних символьных констант:
- < - символ "<"
- > - символ ">"
- & - символ "&"
- " - символ апострофа """
- " - символ двойной кавычки """
Внешние макроопределения - указывают на содержимое внешнего файла, причем этим содержимым могут быть как текстовые, так и двоичные данные. В первом случае в месте использования макроса будут вставлены текстовые строки, во втором - бинарные данные, которые анализатором не рассматриваются и используются внешними программами
Макроопределения правил - макроопределения параметров могут использоваться только внутри области DTD и обозначаются специальным символом % , вставляемым перед названием макроса. При этом содержимое компонента будет помещено непосредственно в текст DTD - правила
Например, для следующего фрагмента документа:
можно использовать более короткую форму записи:
Макроопределения часто используются для описания параметров в правилах атрибутов. В этом случае появляется возможность использовать одинаковые определения атрибутов для различных элементов:
Типизация данных
Довольно
часто при создании XML
-
элемента разработчику
требуется определить,
данные какого типа могут
использоваться в качестве
его содержимого. Т.е. если
мы определяем элемент
Если в качестве программы на стороне клиента используется верифицирующий XML -процессор, то информацию о типе можно передавать при помощи специально созданного для этого атрибута элемента, имеющего соответствующее DTD - определение. В процессе разбора программа-анализатор передаст значение этого атрибута клиентскому приложению, которое сможет использовать эту информацию должным образом. Например, чтобы указать, что содержимое элемента должно быть длинным целым, можно использовать следующее DTD - определение:
Задав атрибуту значение по умолчанию LONG и определив его как FIXED , мы позволили тем самым программе-клиенту получить необходимую информацию о типе содержимого данного элемента, и теперь она может самостоятельно определить соответствие типа этого содержимого указанному в DTD - определении.
Вот пример XML - документа, в котором определяются и используются несколько элементов с различными типами данных:
...Как видно из примера, механизм создания элементов документа при этом нисколько не изменился. Все необходимая для проверки типов данных информация заложена в определения элементов внутри блока DTD .
В заключении хотелось бы отметить, что DTD предоставляет нам весьма удобный механизм осуществления контроля за содержимым документа. На сегодняшний день, практически все программы просмотра документов Интернет используют DTD -правила. Однако это далеко не единственный способ проверки корректности документа. В настоящий момент в W3 консорциуме находится на рассмотрении новый стандарт языка описания структуры документов, называемый схемами данных. Следующий раздел посвящен работе с ними.
Это очередная статья в цикле «Основы XML» и в ней мы рассмотрим основы описания структуры XML данных при помощи DTD. Это довольно таки старый способ описания структуры XML-документов, но он до сих пор используется, поэтому мы его все же рассмотрим.
Также хочу отметить, что это отличный способ показать, как в XML идет проверка содержимого документа, его грамматики и т.д. Более новый и совершенный способ описания структуры XML-документов с использованием технологии XML Schema мы рассмотрим в следующей статье, ну а пока перейдем непосредственно к изучению DTD XML.
В рамках данной статьи мы рассмотрим сразу несколько важных моментов. Это что такое XML DTD и для чего он нужен, поговорим о недостатках DTD, а также научимся самостоятельно составлять собственный DTD для валидации XML-документов. Все это, как обычно, будет изложено пошагово, максимально кратко и понятно с целью экономии вашего времени.
Итак, начнем.
Что такое DTD в XML и для чего он нужен
Если говорить кратко, то DTD в XML используется для проверки грамматики документа и соответствия его стандарту (тому, который придумал разработчик или вы сами). Это позволяет парсеру (обработчику) на этапе обработки определить, соответствует ли документ нашим требованиям. То есть, проходит валидация XML-документа.
Необходимость проверки грамматики XML-документов заключается в следующем:
- XML-документ может быть предназначен не для вашей системы.
- XML-документ может содержать неправильные данные.
- XML-документ может содержать ошибки в структуре ().
Итак, мы разобрались с тем, что такое XML DTD и зачем он нужен. Теперь давайте кратко рассмотрим недостатки DTD, после чего перейдем непосредственно к рассмотрению процесса создания DTD файлов для валидации XML-документов.
Недостатки XML DTD
- Отличный от XML синтаксис языка. Это вызывает множество проблем, таких как, например, проблемы с кодировкой или невозможность отслеживать ошибки.
- Нет проверки типов данных. В DTD есть только один тип – строка.
- В DTD нет . Нельзя поставить в соответствие документу два и более DTD описаний.
Это был краткий список недостатков DTD, которые с успехом исправлены в XML схемах, о которых мы поговорим в следующих статьях.
Объявление элементов, атрибутов и сущностей в DTD. Модификаторы «*», «?», «+»
Для объявления элементов, атрибутов и сущностей в DTD используются специальные декларации и модификаторы. Чтобы подробно во всем разобраться, давайте для начала рассмотрим теоритическую информацию, а затем во второй части статьи перейдем к практическим примерам.
Определение элемента XML и последовательности элементов XML
Элемент book содержит по одному элементу title, author, price и description.
Альтернативы элементов
Элемент pricelist содержит элементы title, price и один элемент из трех на выбор – author, company либо sample.
Пустые элементы
Элемент none должен быть пустым.
Объявление атрибута
Элемент pricelist может содержать два атрибута – атрибут id и атрибут name. При этом атрибут id является обязательным, так как указано #REQUIRED, а атрибут name – не обязательным (указано #IMPLIED). В свою очередь CDATA указывает обработчику, что разбирать содержимое атрибутов не нужно.
Определение сущностей
Если встретится сущность «&myname;», то вместо нее автоматически подставится «Дмитрий Денисов».
Модификаторы (объясняют повторения элементов)
* — ноль или много.
? – ноль или один.
+ — один или много.
Элемент books может содержать один или более элементов book.
Теперь давайте рассмотрим, как это все выглядит на более практических примерах.
Создание DTD-файла для валидации XML-документа на примере прайс-листа книг
Пусть у нас будет все тот же прайс-лист книг, который мы используем для примеров практически в каждой статье про XML. Сам XML-документ будет выглядеть примерно следующим образом.
Конечно, вышеприведенный пример не является пределом мечтаний, но для примера вполне сойдет. Как видно с примера, у нас есть корневой элемент pricelist, который содержит вложенные элементы book. Внутри элементов book находятся элементы title, author, price и возможно description, которые могут содержать какие-то текстовые данные.
Для валидации данного прайс-листа мы можем использовать DTD-документ следующего содержания.
Теперь разберем все более подробно.
- — декларируем корневой элемент books и в скобках указываем, что он может содержать. В данном случае он может содержать один или более элементов book (плюсик означает один или более, см. выше).
- — определяем элемент book. Элемент book может содержать один элемент title, один или более элементов author (плюсик), один элемент price и один или ни одного элемента description (знак вопроса).
- — определяем элемент title. В качестве содержимого элемента указываем #PCDATA. Это означает, что анализатор обязан разбирать то, что находится внутри этого элемента.
- Аналогичным образом определяем элементы author, price, description.
- — определяем сущность. Сначала пишем саму сущность, а затем в кавычках то, что будет выводиться на ее месте. По умолчанию в XML определено только 3 сущности. Это больше («>» — <), меньше («<» — >) и амперсанд («&» — &). При желании вы можете создать неограниченное количество сущностей, используя данный способ. В качестве значений могут быть не только слова, но и целые предложения значительного объема.
Подключение DTD для валидации XML-документов
Декларативный способ
Данный способ очень редко используется, так как его суть состоит в создании самодостаточных документов. То есть, документ будет сразу содержать и DTD и XML. Для добавления DTD в XML используется следующая конструкция.
где вместо DOCUMENT указываем корневой элемент XML-документа.
Для наглядности рассмотрим пример готового самодостаточного документа с декларативным способом включения DTD.
]>
Внешнее определение DTD — подключение DTD-документа
Суть данного метода состоит в том, чтобы подключить к XML-документу файл DTD при помощи следующей конструкции.
где DOCUMENT – указываем корневой элемент XML-документа.
file.dtd – ссылка на файл DTD.
Для наглядности рассмотрим следующий пример.
XML-документ
На этом данная статья подошла к концу. Все основные моменты при работе с XML DTD мы рассмотрели и, надеюсь, у меня получилось понятно все объяснить. Если вы не хотите пропустить выпуска других уроков по XML и XSLT, рекомендую подписаться на новостную рассылку, воспользовавшись формой ниже.
На этом все. Удачи вам и успехов в изучении XML!
