XML Schema (XSD)mtovar/doc/WSO/XML_XSD_p1.pdf · XML Schema: Introducción Un archivo XML Schema:...

XML SCHEMA (XSD) Introducción a XML

XML Schema: Introducción

Un archivo XML Schema:

• Define los elementos que pueden aparecer en un documento

• Define los atributos que pueden aparecer en un documento

• Define que elementos son elementos hijos en la jerarquía

• Define el orden de los elementos hijos

• Define la cantidad de elementos hijos

• Define si un elemento es vacío (empty) o puede incluir texto

• Define los tipos de datos para los elementos y los atributos

• Define los valores por default y fijos para los elementos y los atributos

• XML Schemas son extensibles a futuras adiciones

• XML Schemas son más ricos y poderosos que los DTDs

• XML Schemas están escritos de acuerdo a la sintaxis XML

• XML Schemas soportan tipos de datos

• XML Schemas soportan namespaces

Esquema XML (XML Schema)

Soportado por W3C (http://www.w3.org/XML/Schema):

XML Schema was approved as a W3C Recommendation on 2 May 2001 and a second edition incorporating many

errata was published on 28 October 2004

Con el soporte de tipos de datos:

• Es fácil describir el contenido del documento que es permisible

• Es fácil validar si los datos son correctos

• Es fácil trabajar con datos provenientes de una base de datos

• Es fácil definir restricciones en los datos (facetas)

• Es fácil definir patrones de datos (formato de los datos)

• Es fácil convertir datos entre diferentes tipos

Beneficios de que XML Schema se escriba en XML

• No es necesario aprender un nuevo lenguaje

• Se puede usar el mismo editor de XML

• Se puede usar el mismo parser de XML para verificar la sintaxis de los archivos XML Schema

• Se puede transformar el esquema con XSLT

XML Schema: Comunicación segura de

datos Suponga la siguiente fecha: "03-11-2004“

3 de Noviembre del 2004 o 11de Marzo de 2004?

• Un elemento XML con el tipo de dato siguiente:

• <date type="date">2004-03-11</date>

• Asegura el entendimiento del contenido entre aplicaciones, debido a que el tipo de dato XML conocido como “date” requiere el formato "YYYY-MM-DD".

De DTD a XML Schema <?xml version="1.0"?> <note> <to>Tove</to> <from>Jani</from> <heading>Reminder</heading> <body>To write Tove!</body> </note>

<!ELEMENT note (to, from, heading, body)> <!ELEMENT to (#PCDATA)> <!ELEMENT from (#PCDATA)> <!ELEMENT heading (#PCDATA)> <!ELEMENT body (#PCDATA)>

<?xml version="1.0"?>

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:element name="note">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="to" type="xs:string"/>

<xs:element name="from" type="xs:string"/>

<xs:element name="heading" type="xs:string"/>

<xs:element name="body" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

</xs:schema>

Referencia al archivo de definición

<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE note SYSTEM "http://www.mysite.com/dtd/note.dtd"> <note> <to>Tove</to> <from>Jani</from> <heading>Reminder</heading> <body>Don't forget me this weekend!</body> </note>

xmlns="http://www.mysite.com"

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://www.mysite.com note.xsd">

<heading>Reminder</heading>

<body>Don't forget me this weekend!</body>

</note>

Declaración en el esquema

<?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http://www.mysite.com" xmlns="http://www.mysite.com" elementFormDefault="qualified"> ... ...

</xs:schema>

Elemento

Elementos y tipos

del esquema vienen

de www.w3.org/...

Prefijo

Elementos definidos

(to, from, …) vienen

de www.mysite.com Namespace por default

Namespace

qualified

Referencia al XML Schema

<?xml version="1.0"?> <note

xmlns="http://www.mysite.com"

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://www.mysite.com note.xsd">

<to>Tove</to> <from>Jani</from> <heading>Reminder</heading> <body>Don't forget me this weekend!</body>

</note>

Los elementos usados

están declarados en este

namespace Namespace de la instancia

del XML Schema

Namespace

Nombre y

ubicación del XML

Schema

Elementos simples

• No puede contener otros elementos o atributos

• Puede contener únicamente “texto”

• Tipos incluidos en la definición XML Schema (boolean, string, date,

etc.), o

• Un tipo personalizado que el usuario puede definir

Sintaxis de los elementos simples

<xs:element name="xxx" type="yyy"/>

• Tipos más comunes:

• xs:string

• xs:decimal

• xs:integer

• xs:boolean

• xs:date

• xs:time

Elementos simples: Ejemplo <lastname>Aguilar</lastname>

<xs:element name="lastname" type="xs:string"/>

<xs:element name="age" type="xs:integer"/>

<xs:element name="dateborn" type="xs:date"/>

Definición

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="age" type="xs:integer"/><xs:element

name="dateborn" type="xs:date"/>

</xs:schema>

Valores default y fijo

Elementos simples pueden tener un valor por defecto o un valor fijo

especificado.

Un valor por defecto se asigna automáticamente al elemento cuando no se

especifica ningún otro valor.

En el siguiente ejemplo el valor por defecto es "rojo":

<xs:element name="color" type="xs:string" default="red"/>

Un valor fijo también se asigna automáticamente al elemento, y no se puede

indicar otro valor.

En el siguiente ejemplo el valor fijo es "rojo":

<xs:element name="color" type="xs:string" fixed="red"/>

Validador de XSL y XML //XSDValidator.java

import java.io.File;

import java.io.IOException;

import javax.xml.XMLConstants;

import javax.xml.transform.stream.StreamSource;

import javax.xml.validation.Schema;

import javax.xml.validation.SchemaFactory;

import javax.xml.validation.Validator;

import org.xml.sax.SAXException;

Validador de XSL y XML

public class XSDValidator {

public static void main(String[] args) {

if(args.length !=2){

System.out.println("Usage : XSDValidator <file-name.xsd> <file-name.xml>" );

}else{

boolean isValid = validateXMLSchema(args[0],args[1]);

if(isValid){

System.out.println(args[1] + " is valid against " + args[0]);

}else {

System.out.println(args[1] + " is not valid against " + args[0]);

Validador de XSL y XML public static boolean validateXMLSchema(String xsdPath, String xmlPath){

SchemaFactory factory =

SchemaFactory.newInstance(XMLConstants.W3C_XML_SCHEMA_NS_URI);

Schema schema = factory.newSchema(new File(xsdPath));

Validator validator = schema.newValidator();

validator.validate(new StreamSource(new File(xmlPath)));

} catch (IOException e){

System.out.println("Exception: "+e.getMessage());

return false;

}catch(SAXException e1){

System.out.println("SAX Exception: "+e1.getMessage());

return false;

return true;

Prueba

• Javac XSDValidator.java

• Java XSDValidator note.xsd note.xml

Sintaxis de los Atributos

Todos los atributos se declaran como tipos simples.

Los elementos simples no pueden tener atributos. Si un elemento tiene atributos, se considera de tipo complejo.

Pero el atributo siempre es declarado como un tipo simple.

Sintaxis:

<xs:attribute name="xxx" type="yyy"/> • Tipos más comunes:

• xs:string

• xs:decimal

• xs:integer

• xs:boolean

• xs:date

• xs:time

Atributos: Ejemplo

Uso: <lastname lang="EN">Smith</lastname>

Definición: <xs:attribute name="lang" type="xs:string"/>

Los atributos son opcionales por defecto. Para especificar que se requiere el atributo, utilice "use":

<xs:attribute name="lang" type="xs:string" default="EN"/>

<xs:attribute name="lang" type="xs:string" fixed="EN"/>

<xs:attribute name="lang" type="xs:string" use="required"/>

Default, fixed, optional/required

XSD: Restricciones o facetas

Las restricciones son usadas para definir valores aceptables para los elementos o atributos XML. Estas restricciones se llaman facetas.

• Restringiendo valores:

<xs:element name="age"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:integer"> <xs:minInclusive value="0"/> <xs:maxInclusive value="120"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<xs:schema

xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

elementFormDefault="qualified">

----- Incluir texto

</xs:schema>

XSD: Restricciones en los tipos de datos

XSD: Restricciones en un conjunto de

valores

<xs:element name="car"> <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> <xs:element name="car" type="carType"/>

<xs:simpleType name="carType"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:enumeration value="Audi"/> <xs:enumeration value="Golf"/> <xs:enumeration value="BMW"/> </xs:restriction> </xs:simpleType>

Para limitar el contenido de un elemento XML a un conjunto de valores

aceptables, usamos la restricción enumeración. El siguiente ejemplo define un

elemento llamado "car" con una restricción. Los únicos valores aceptables son:

Audi, Golf, BMW:

El tipo carType puede ser

utilizado por otros

elementos, ya que no es

parte del elemento de

"coche".

XSD: Restricciones en una serie de

valores <xs:element name="letter"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[a-z]"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<xs:element name="initials"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

Uso de

patrones

restricción,

solo una letra

minúscula

Uso de

patrones

restricción,

tres letras

mayúsculas

valores <xs:element name="initials">

<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>

<xs:element name="choice">

<xs:simpleType>

<xs:pattern value="[xyz]"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

Uso de

patrones

restricción,

solo una letra

x, y, z

valores <xs:element name="prodid">

<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>

<xs:element name="letter">

<xs:simpleType>

<xs:pattern value="([a-z])*"/>

</xs:restriction>

</xs:simpleType>

</xs:element>

Cinco dígitos en

secuencia

Cero o más

letras en

secuencia

valores <xs:element name="letter"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="([a-z][A-Z])+"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<xs:element name="gender"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="male|female"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

Conjunto de

letras (uno o

más), iniciando

con una

minúscula y una

mayúscula

Sólo uno male o

female

valores <xs:element name="password"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[a-zA-Z]{8}"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<xs:element name="password"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

Exactamente 8

letras

minúsculas o

mayúsculas

Exactamente 8

letras

minúsculas,

mayúsculas o

números

XSD: Restricciones sobre los caracteres

de espacio

<xs:element name="address"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:whiteSpace value="preserve"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<xs:element name="address"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:whiteSpace value="replace"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

Para especificar cómo los caracteres de espacio en blanco se deben

manipular, usamos la restricción de espacio en blanco.

La restricción de

espacio en blanco

es ajustada a

"preserve", lo que

significa que el

procesador XML no

eliminará cualquier

carácter de

espacio en blanco

El procesador XML

reemplazará todos los

caracteres de espacios en

blanco (saltos de línea,

tabulaciones, espacios y

retornos de carro) con

espacios

XSD: Restricciones sobre los caracteres

de espacio

<xs:element name="address"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:whiteSpace value="collapse"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

El procesador XML removerá los espacios en blanco redundantes (saltos de línea, tabuladores, espacios son reemplazados con espacios; espacios en blanco antes y después de cada línea son removidos; múltiples espacios en blanco son reducidos a un solo espacio en blanco)

XSD: Restricciones sobre la longitud

<xs:element name="password"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:length value="8"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

<xs:element name="password"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:minLength value="5"/> <xs:maxLength value="8"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element>

Para limitar la

longitud de un

valor en un

elemento, usamos

las restricciones de

length, maxLength

y minLength.

El valor debe

exactamente

caracteres:

el valor debe ser

mínimo cinco

caracteres y

máximo ocho

caracteres:

XSD: Elementos complejos

• Un elemento complejo es un elemento XML que contiene otros elementos y/o atributos.

• Existen cuatro tipos de elementos complejos: • Elementos vacíos

• Elementos que contienen solamente otros elementos

• Elementos que contienen solamente texto

• Elementos que contienen tanto otros elementos como texto

XSD: Tipos de elementos complejos

<employee> <firstname>John</firstname> <lastname>Smith</lastname> </employee>

<food type="dessert">Ice cream</food>

<description> It happened on <date lang="norwegian">03.03.99</date> ....

</description>

Elementos vacíos

Elementos que

contienen solamente

otros elementos

Elementos que

contienen solamente

Elementos que

contienen tanto otros

elementos como

XSD: Definición de un elemento complejo

<employee> <firstname>John</firstname> <lastname>Smith</lastname> </employee>

<xs:element name="employee"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complexType>

</xs:element>

Definición

Employee contiene otros elementos complejos

Declarado directamente cada elemento

elementos

hijos deben

aparecer en

el mismo

orden en que

se declaran.

<lastname>Smith</lastname>

</employee>

<xs:element name="employee" type="personinfo"/>

<xs:complexType name="personinfo">

<xs:sequence>

<xs:element name="firstname" type="xs:string"/>

</xs:sequence>

</xs:complexType> Definición

El elemento "employee" puede tener un atributo de tipo que hace referencia al

nombre del tipo complejo a usar:

<xs:element name="employee" type="fullpersoninfo"/> <xs:complexType name="personinfo"> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complexType> <xs:complexType name="fullpersoninfo"> <xs:complexContent> <xs:extension base="personinfo"> <xs:sequence> <xs:element name="address" type="xs:string"/> <xs:element name="city" type="xs:string"/> <xs:element name="country" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:extension> </xs:complexContent> </xs:complexType> Definición

Varios elementos pueden referir al mismo tipo complejo

<xs:element name="employee" type="fullpersoninfo"/> <xs:complexType name="personinfo"> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complexType> <xs:complexType name="fullpersoninfo"> <xs:complexContent> <xs:extension base="personinfo"> <xs:sequence> <xs:element name="address" type="xs:string"/> <xs:element name="city" type="xs:string"/> <xs:element name="country" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:extension> </xs:complexContent> </xs:complexType>

También puede ser un elemento base complejo en un elemento complejo existente

y añadir algunos elementos, como este:

XSD: Elementos complejos vacíos <product prodid="1345" />

<xs:element name="product">

<xs:complexType>

<xs:complexContent>

<xs:restriction base="xs:integer">

<xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/>

</xs:restriction>

</xs:complexContent>

</xs:complexType>

</xs:element> Definición

<xs:element name="product"> <xs:complexType> <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/> </xs:complexType> </xs:element>

<xs:element name="product" type="prodtype"/> <xs:complexType name="prodtype"> <xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger"/> </xs:complexType>

XSD: Elementos complejos que contienen

solamente elementos <person> <firstname>John</firstname> <lastname>Smith</lastname> </person>

<xs:element name="person"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> Definición

<xs:element name="person" type="persontype"/> <xs:complexType name="persontype"> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence>

</xs:complexType>

solamente texto <xs:element name="somename"> <xs:complexType> <xs:simpleContent> <xs:extension base="basetype"> .... .... </xs:extension> </xs:simpleContent> </xs:complexType> </xs:element> O <xs:element name="somename"> <xs:complexType> <xs:simpleContent> <xs:restriction base="basetype"> .... .... </xs:restriction> </xs:simpleContent> </xs:complexType> </xs:element>

Expandir o limitar

el tipo base simple

Este tipo sólo contiene

contenido simple (texto

y atributos), por lo

tanto, añadimos un

elemento simpleContent

a todo el contenido. Al

utilizar contenido

simple, debe definir una

extensión o una

restricción en el

elemento

simpleContent.

solamente texto

<xs:element name="shoesize"> <xs:complexType> <xs:simpleContent> <xs:extension base="xs:integer"> <xs:attribute name="country" type="xs:string" /> </xs:extension> </xs:simpleContent> </xs:complexType> </xs:element> Definición

<xs:element name="shoesize" type="shoetype"/> <xs:complexType name="shoetype"> <xs:simpleContent> <xs:extension base="xs:integer"> <xs:attribute name="country" type="xs:string" /> </xs:extension> </xs:simpleContent> </xs:complexType>

XSD: Elementos complejos mixtos

<letter> Dear Mr.<name>John Smith</name>. Your order <orderid>1032</orderid> will be shipped on <shipdate>2001-07-13</shipdate>. </letter>

<xs:element name="letter"> <xs:complexType mixed="true"> <xs:sequence> <xs:element name="name" type="xs:string"/> <xs:element name="orderid" type="xs:positiveInteger"/> <xs:element name="shipdate" type="xs:date"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element>

Definición

Hace posible que los

datos de tipo caracter

aparezcan entre los

elementos hijo de

“letter”

XSD: Elementos complejos mixtos

<letter> Dear Mr.<name>John Smith</name>. Your order <orderid>1032</orderid> will be shipped on <shipdate>2001-07-13</shipdate>. </letter>

<xs:element name="letter" type="lettertype"/> <xs:complexType name="lettertype" mixed="true"> <xs:sequence> <xs:element name="name" type="xs:string"/> <xs:element name="orderid" type="xs:positiveInteger"/> <xs:element name="shipdate" type="xs:date"/> </xs:sequence> </xs:complexType>

Definición

XSD: Indicadores

Existen siete tipos de indicadores:

• Indicadores de orden: • All

• Choice

• Sequence

• Indicadores de ocurrencia: • maxOccurs

• minOccurs

• Indicadores de grupo: • Group name

• attributeGroup name

Indicadores de orden: ALL

Especifica que los elementos hijo pueden aparecer en cualquier

orden, y que cada elemento hijo puede ocurrir solamente una vez.

<xs:element name="person">

<xs:complexType>

<xs:all>

</xs:all>

</xs:complexType>

</xs:element>

Indicadores de orden: CHOICE

Especifica que los elementos hijo puede aparecer

(uno o el otro).

<xs:complexType>

<xs:choice>

<xs:element name="employee" type="employee"/>

<xs:element name="member" type="member"/>

</xs:choice>

</xs:complexType>

</xs:element>

Indicadores de orden: SEQUENCE

Especifica que los elementos hijo deben aparecer en estricta

secuencia, tal y como se han definido.

<xs:complexType>

<xs:sequence>

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

Indicadores de ocurrencia

<xs:element name="person"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="full_name" type="xs:string"/> <xs:element name="child_name" type="xs:string“

maxOccurs="10"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element>

<xs:element name="person"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="full_name" type="xs:string"/> <xs:element name="child_name" type="xs:string" maxOccurs="10" minOccurs="0"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element>

Indicadores maxOccurs y minOccurs (número de veces que un elemento

hijo puede ocurrir)

maxOccurs="unbounded"

XSD: Ejercicio (Escribir archivo XSD para Familia.xml)

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <persons xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="familia.xsd"> <person> <full_name>Hege Refsnes</full_name> <child_name>Cecilie</child_name> </person> <person> <full_name>Tove Refsnes</full_name> <child_name>Hege</child_name> <child_name>Stale</child_name> <child_name>Jim</child_name> <child_name>Borge</child_name> </person> <person> <full_name>Stale Refsnes</full_name> </person> </persons>

XSD: Respuesta a Práctica 8 (Archivo Familia.xsd para Familia.xml)

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified"> <xs:element name="persons"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="person" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="full_name" type="xs:string"/> <xs:element name="child_name" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs=“unbounded"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:schema>

Ejercicio • Obtener el correspon-

diente archivo XSD

<class>

<firstname>Dinkar</firstname>

<nickname>Dinkar</nickname>

</student>

<firstname>Vaneet</firstname>

<lastname>Gupta</lastname>

<nickname>Vinni</nickname>

</student>

<firstname>Jasvir</firstname>

<lastname>Singh</lastname>

</student>

</class>

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