Schema簡介

XML Schema也被稱為XML Schema定義（XML Schema Definition，XSD）。和DTD一樣，Schema也是XML的約束，同樣用于定義合法的XML文檔構建模塊。與DTD不同的是，XML Schema是用一套預先定義好的XML元素和屬性創建的，這些元素和屬性規定了XML文檔的結構和內容模式，且XML Schema規定XML文檔實例的結構和每一個元素或屬性的數據類型。另外，Schema相對于DTD有一個明顯的好處就是，Schema是基于XML編寫的，自己本身也是一個XML文檔（文件后綴名為.xsd），而不是像DTD有自成一套的語法，這也是Schema能比DTD更被廣泛應用的原因。

再次以之前介紹DTD約束用到的XML文檔為例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
    <book id=“01”>
        <name>三體</name>
        <author>劉慈欣</author>
        <price>23.8</price>
    </book>
    <book id=“02”>
        <name>龍族</name>
        <author>江南</author>
        <price>19.6</price>
    </book>
</books>

名稱空間

在編寫了一個XML Schema約束文檔后，通常需要把這個文檔定義的元素和屬性綁定到一個URI地址上，這個地址就叫做名稱空間。接著XML文檔通過這個名稱空間告訴解析引擎，文檔中的元素和屬性來自哪里。名稱空間有什么用呢？就是用來唯一標識元素和屬性來自哪個Schema。簡單來說，當一個XML實例文檔引用了多個Schema的時候，倘若這些Schema定義了同名的元素或屬性，名稱空間就可以將它們區分開來。

預定義元素和屬性

上面說過，XML Schema是用一套預先定義好的XML元素和屬性創建的，而這套元素和屬性是由W3C定義的，然后綁定在一個URI上，在編寫Schema文檔時直接引用這個名稱空間即可。

編寫Schema文檔

W3C規定，Schema文檔的根元素必須為schema。首先要引用W3C預定義好的元素和屬性，語法為：

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

這里的名稱空間一般來說是固定的，大家記住就行。xmlns是根元素schema的一個屬性。
接著定義元素和屬性，與之前介紹過的DTD一樣，XML文檔中的每一個元素都要對應一個element，語法為：

<element name="元素名稱"></element>

例如，對于上文的XML文檔，Schema的元素定義應為

<element name="books"></element>
<element name="book"></element>
<element name="name"></element>
<element name="author"></element>
<element name="price"></element>

對于出現多次的元素，定義中可以為element添加minOccurs屬性和maxOccurs屬性來表示元素出現的最少次數和最多次數，而不確定（次數）可用unbounded來表示。所以，語法為：

• 元素出現零次或一次：

  <element name="元素名稱" minOccurs="0" maxOccurs="1"></element>
  

• 元素出現零次或多次：

  <element name="元素名稱" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"></element>
  

• 元素出現一次或多次：

  <element name="元素名稱" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"></element>
  

這里介紹復雜元素的概念，一個元素如果包含子元素和屬性，就是簡單元素，反之就是復雜元素。
對于簡單元素，定義中可以為element元素添加type屬性來表示元素的數據類型（復雜元素則不能這樣做）：

<element name="元素名稱" type="數據類型"></element>

對于含有多個子元素的元素（復雜元素），定義語法應為：

<element name="元素名稱">
    <complexType>
        <sequence>
            <element name="子元素名稱1" ...></element>
            <element name="子元素名稱2" ...></element>
            <element name="子元素名稱3" ...></element>
        </sequence>
    </complexType>
</element>

這里的sequence元素規定了子元素出現的順序，需要注意的是，即使是只有一個子元素的元素，定義語法也為：

<element name="元素名稱">
    <complexType>
        <sequence>
            <element name="子元素名稱" ...></element>
        </sequence>
    </complexType>
</element>

sequence元素不可缺少。
說完了對元素的定義，接下來介紹對屬性的定義。定義屬性的語法為：

<attribute name="屬性名稱" type="數據類型" 屬性類型></attribute>

下面是Schema中的數據類型：

Schema數據類型

這里的屬性類型若不注明，則認為屬性是可選的（即不強制要求存在）。除此之外，屬性類型一般分為三種：

• 必選：語法為：

  <attribute name="屬性名稱" type="數據類型" use="required"></attribute>
  

• 有默認值：語法為：

  <attribute name="屬性名稱" type="數據類型" default="默認值"></attribute>
  

• 有固定值：語法為：

  <attribute name="屬性名稱" type="數據類型" fixed="固定值"></attribute>
  

對于包含屬性的元素，前面說過屬于復雜元素（即使這個元素只含屬性不含子元素），因此定義應為：

<element ...>
    <complexType>
        <attribute ...></attribute>
    </complexType>
</element>

對元素和屬性定義完了，最后要做的就是要讓XML實例文檔引用這個Schema，也就是引用定義好的元素和屬性，因此就要為這些元素和屬性指定一個名稱空間。語法為：

targetNamespace="名稱空間" 

這個名稱空間是自己定義的URI地址，我采用的是Eclipse的默認設置，為http://www.example.org/Schema文件名。
同樣，targetNamespace也是根元素schema的一個屬性。因此，對于上文的XML文檔，Schema文檔應為：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
targetNamespace="http://www.example.org/books">
    <element name="books">
        <complexType>
            <sequence>
                <element name="book" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded">
                    <complexType>
                        <sequence>
                            <element name="name" type="string"></element>
                            <element name="author" type="string"></element>
                            <element name="price" type="double"></element>
                        </sequence>
                        <attribute name="id" type="string" use="required"></attribute>
                    </complexType>
                </element>
            </sequence>
        </complexType>
    </element>
</schema>

以上就是對Schema文檔的編寫。

修改XML實例文檔

既然已經有了Schema文檔作為約束，在XML實例文檔中就要去引用它。和編寫Schema文檔的第一步一樣，首先要引用定義好的元素和屬性，語法也為：

xmlns="名稱空間"

這里的名稱空間則不是W3C那個了，而是作為約束的Schema文檔為定義好的元素和屬性所綁定的名稱空間，對于我來說就是http://www.example.org/books。
接下來是聲明這個XML文檔是應用了Schema約束技術的一個實例，語法為：

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

這個語法是固定的，大家記住就行。
最后就是指定Schema文檔的位置進行引用，語法為：

xsi:schemaLocation="名稱空間 Schema文件名"

這里的名稱空間也是Schema文檔所綁定的名稱空間。
xmlns、xmlns:xsi和xsi:schemaLocation都是XML實例文檔根元素的屬性，因此，對文檔的修改實際上只是添加這三個屬性，其他內容不用修改。上文的XML文檔應修改為：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books xmlns="http://www.example.org/books"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.example.org/books books.xsd">
    <book id=“01”>
        <name>三體</name>
        <author>劉慈欣</author>
        <price>23.8</price>
    </book>
    <book id=“02”>
        <name>龍族</name>
        <author>江南</author>
        <price>19.6</price>
    </book>
</books>

參考資料

http://www.w3school.com.cn/schema/index.asp

Schema相對于DTD來說語法更復雜，語法細節也更多，這里只是簡單介紹了一些基本知識，而更復雜的語法也代表著更詳盡的功能，這也是Schema能逐步取代DTD的原因了。