DTD(Document Type Definition)详解

DTD(Document Type Definition)全名是文档类型定义,用来为XML文档定义语义约束,比较简单,但是由于其支持的数据类型有限,无法对元素或属性内容进行详细规范,在可读性和可扩展性方面也比不上XML Schema

一,DTD引入方式

1,内部DTD

即DTD和XML格式的数据放在同一份文档中,其格式为:

<!DOCTYPE 根元素名 [
	元素描述
]>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (name,price)>
	<!ELEMENT name (#PCDATA)>
	<!ELEMENT price (#PCDATA)>
]>
<book>
	<name>test</name>
	<price>10</price>
</book>

2,外部DTD

其格式为:<!DOCTYPE 根元素名称 SYSTEM "外部DTD的URI">,示例如下:

book.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book SYSTEM "book.dtd">
<book>
	<name>test</name>
	<price>10</price>
</book>

book.dtd:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!ELEMENT book (name,price)>
<!ELEMENT name (#PCDATA)>
<!ELEMENT price (#PCDATA)>

3,公用DTD

其格式为:<!DOCTYPE 根元素名称 PUBLIC "DTD标识名" "公用DTD的URI">,下面的示例取自Spring的配置文件

<?xml version="1.0"?>  
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN"   
        "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
......

二,定义元素

其格式为:<!ELEMENT 元素名 元素类型描述>

元素类型描述主要包含以下5种:

1,任意类型

元素的内容可以是字符串,也可以包含其它子元素,也可以是空元素,其格式为:<!ELEMENT 元素名 ANY>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book ANY>
]>
<book>
	<name>test</name>
	<price>10</price>
</book>

虽然book元素的元素类型是任意类型,但是DTD中并没有name元素和price元素的定义,故上面的XML文档并不是一份有效的XML文档

对于一份有效的XML文档,XML格式的数据中只能出现DTD中定义过的元素

2,字符串值

元素的内容只能是字符串,不可包含子元素,其格式为:<!ELEMENT 元素名 (#PCDATA)>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA) >
]>
<book>
	just a test
</book>

3,空元素

元素的内容为空,不能包含字符串(空格、回车...也不行),也不能包含其它子元素,但可以包含属性,其格式为:<!ELEMENT 元素名 EMPTY>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book EMPTY>
	<!ATTLIST book name CDATA #required>
]>
<book name="aaa"></book>

4,包含子元素

这种元素比较复杂,需要详细定义子元素之间的顺序和子元素出现的次数

有序子元素:

元素之间必须严格遵守定义顺序,其格式为:<!ELEMENT 元素名 (子元素1,子元素2,子元素3...)>,以“,”分隔子元素

互斥子元素:

一系列子元素之间只能出现其中之一,其格式为:<!ELEMENT元素名 (子元素1| 子元素2| 子元素3...)>,以“|”分隔子元素

定义元素出现次数

符号

说明

默认

只能出现一次且必须出现一次

+

至少1次

*

0次或多次

?

0次或1次

示例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (name,writer+,price?,desc*)>
	<!ELEMENT name (#PCDATA)>
	<!ELEMENT writer (#PCDATA)>
	<!ELEMENT price (#PCDATA)>
	<!ELEMENT desc (#PCDATA)>
]>
<book>
	<name>test</name>
	<writer>sean</writer>
	<price>10</price>
</book>

组合子元素:

使用圆括号将多个子元素括起来形成元素组,元素组内各子元素用“,”号分隔,表示元素组内各子元素有序,也可以用“|”号分隔,表示元素组内各子元素互斥,元素组后可以附带表示频率的特殊标记,用以表示元素组出现的频率

一旦使用圆括号将多个元素变成一个元素组,该元素组就成为一个整体,当做单个元素来使用,示例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book ((name+| writer),(price,desc)*)>
	<!ELEMENT name (#PCDATA)>
	<!ELEMENT writer (#PCDATA)>
	<!ELEMENT price (#PCDATA)>
	<!ELEMENT desc (#PCDATA)>
]>
<book>
	<name>test</name>
	<name>test</name>
</book>

无序子元素:

DTD没有专门为定义无序子元素提供语法,但是我们可以借助元素组来实现它,示例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (name | writer | price | desc)+>
	<!ELEMENT name (#PCDATA)>
	<!ELEMENT writer (#PCDATA)>
	<!ELEMENT price (#PCDATA)>
	<!ELEMENT desc (#PCDATA)>
]>
<book>
	<desc>just a test</desc>
	<price>10</price>
	<writer>sean</writer>
	<name>test</name>
</book>

5,混合类型

元素既有字符串格式的内容,又包含子元素,对内容和子元素的顺序、出现频率均没有要求,其格式为:<!ELEMENT元素名 (#PCDATA |子元素1 |子元素2...)*>

有几点需要注意:

1,#PCDATA必须放在最前面

2,#PCDATA和各子元素之前只能用“|”分隔

3,各子元素后面不能带表示频率的修饰符

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA | name | price)*>
	<!ELEMENT name (#PCDATA)>
	<!ELEMENT price (#PCDATA)>
]>
<book>
	just a test
	<price>10</price>
	<name>test</name>
	just a test
	<name>test</name>
</book>

三,定义元素属性

属性不能独立于元素而存在,故在定义属性时,必须指定其所属的元素,格式为:<!ATTLIST 属性所属元素 属性属性类型 [元素对属性的约束] [默认值]>

其中“元素对属性的约束”和“默认值”是可选项,“元素对属性的约束”可使用如下值:

1,不指定“元素对属性的约束”,此时必须为该属性指定“默认值”

2,#required,必须属性,必须为该元素提供该属性,此时不能为该属性指定“默认值”

3,#IMPLED,可有可无的属性,不能为该属性指定“默认值”

4,#FIXED,属性值固定,故必须为该属性指定“默认值”

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA)>
	<!ATTLIST book name CDATA "aaa"
			 writer CDATA #required
			 price CDATA #FIXED "10"
			 desc CDATA #IMPLIED>
]>
<book name="aaa" 
		writer="sean"
		price="10">
	just a test
</book>

CDATA是最常见的属性类型,表示属性的值是字符串,除此之外,还可以使用枚举类型,属性值是一系列枚举值之一,示例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA)>
	<!ATTLIST book name (a | b) #required>
]>
<book name="b"/>

四,定义实体

可以提高代码的复用性,通过实体引用的方式还可以使用某些特殊字符(比如“<”,直接使用时XML解析器会将其作为元素的开始,从而导致解析失败),如果某个字符串特别长,还可以减少字符输入量

1,内部实体

这种实体在XML格式数据中引用,其定义方式为:<!ENTITY 实体名 "实体值">,其引用方式为:&实体名;

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA)>
	<!ATTLIST book name CDATA #required>
	<!ENTITY bookname "Jane Eyre">
	<!ENTITY desc "&bookname;">
]>
<book name="&bookname;">
	&desc;
</book>

2,内部参数实体

这种实体只能在DTD中引用(在XML格式的数据中引用时,会被当做普通字符串,并不会替换为相应的实体值),其定义方式为:<!ENTITY % 实体名 "实体值">,其引用方式为:%实体名;必须先定义,然后才能使用

在内部DTD中使用,实体值必须是完整的定义,否则将影响XML文档的有效性

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book [
	<!ELEMENT book (#PCDATA)>
	<!ENTITY % desc "<!ATTLIST book name CDATA #FIXED 'aaa'>">
	%desc;
]>
<book name="aaa"/>

如果是在外部DTD中使用,要求会低很多,但是也是有一些具体的要求的,使用前最好用XMLSpy或其它工具校验一下

book.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE book SYSTEM "book.dtd">
<book name="a" price="10"/>

book.dtd:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!ENTITY % attrs "name CDATA #FIXED 'a'
		 price CDATA #FIXED '10'">
<!ELEMENT book (#PCDATA)>
<!ATTLIST book %attrs;>

3,外部实体

实体值不是直接在DTD中指定,而是专门提供一个文件来指定其值

其定义方式为:<!ENTITY 实体名 SYSTEM"实体值所在文件的URI">或者<!ENTITY 实体名PUBLIC “公用实体标识名”"实体值所在文件的URI">,引用方式为:&实体名;

4,外部参数实体

其定义方式为:<!ENTITY %实体名 SYSTEM "实体值所在文件的URI">或者<!ENTITY %实体名 PUBLIC “公用实体标识名” "实体值所在文件的URI">,引用方式为:%实体名;

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