HTML und Verarbeitung, XML - AG Netzbasierte Informationssysteme

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• Wie ist ein XML-Dokument aufgebaut?
• Was sind Elemente und was sind Attribute?
• Wann sollten Attribute und wann Elemente verwendet
werden?
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© Klaus Schild, XML Clearinghouse 2003
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Elemente
Inhalt von Elementen
<first> ist ein Anfangs-Tag
(engl. start tag).
</first> ist das dazugehörige
End-Tag.
<first>John</first> wird
Element und „first“
Elementname genannt.
„John“ wird auch Inhalt des
Elementes genannt.
1. Elemente können aus einfachem Text bestehen:
<first>John</first>
Der Inhalt wird dann auch als parsed character data
(PCDATA) bezeichnet.
2. Elemente können auch weitere Elemente enthalten:
<name>
<first>John</first>
<last>Doe</last>
</name>
Wird auch als strukturierter Inhalt bezeichnet
3. Elemente können gleichzeitig Text (PCDATA) und
Elemente enthalten:
4. Elemente können auch leer sein:
<section>
Text
<subsection> … </subsection>
Text
</section>
Wird auch als gemischter Inhalt (engl. mixed content)
bezeichnet
<name>
<first>John</first>
<middle></middle>
<last>Doe</last>
</name>
Beachte Unterschied zu nicht vorhandenen Element!
Leeres Element <tag-name></tag-name> kann mit <tagname/> abgekürzt werden:
<name>
<first>John</first>
<middle/>
<last>Doe</last>
</name>
PCDATA
CDATA
• Für XML reservierte Symbole wie < und & dürfen
nicht in PCDATA verwendet werden.
•
• Statt dessen &lt bzw. &amp verwenden.
• &lt und &amp werden auch entity references genannt.
• In XML gibt es insgesamt fünf entity refences:
• &amp
für
• &lt für
<
• &gtfür
>
• &apos
für
'
• &quot
für
"
•
•
Text mit vielen reservierten Symbolen besser als sog. character
data (CDATA) darstellen.
XML-Parser betrachtet dann den entsprechenden Text als
einfachen String und parst den Inhalt nicht.
XML-Parser sucht ]]> und analysiert die Zeichenkette bis dahin
nicht.
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Regeln für wohlgeformte Dokumente
Regel 1: Anfangs- und End-Tags
1. Jedes Anfangs-Tag muss ein zugehöriges End-Tag
haben.
2. Elemente dürfen sich nicht überlappen.
3. XML-Dokumente haben genau ein Wurzel-Element.
4. Elementnamen müssen den Namenskonventionen von
XML entsprechen.
5. XML beachtet grundsätzlich Groß- und Kleinschreibung.
6. XML belässt Formatierungen (white space) im Text.
• In XML muss jedes Anfangs-Tag ein zugehöriges
End-Tag haben.
• In HTML gilt diese Regel nicht:
<HTML>
<BODY>
Text
 More text in the same paragraph.
Some text in another paragraph.
</BODY>
</HTML>
• Wo endet das erste P-Element?
• Syntaktisch mehrdeutig
XML-Dokumente strukturierter
Regel 2: Überlappung von Elementen
Regel 3: Wurzel-Elemente
•
In XML dürfen sich Elemente nicht überlappen.
•
In HTML dürfen sich Tags überlappen:
• Jedes XML-Dokumente hat genau ein WurzelElement.
<HTML>
<BODY>
Some
formatted
text
, but

no grammar no good!

</BODY>
</HTML>
•
semantisch mehrdeutig!
• Wurzel-Element entspricht dem Dokument-Typ.
• Also z.B. statt zweier Wurzel-Elemente
<name>John</name>
<name>Jane</name>
ein zusätzliches Element einführen:
<names>
<name>John</name>
<name>Jane</name>
</names>
Regel 4: Namenskonventionen
Regel 4: Namenskonventionen
• Namen beginnen entweder mit einem Buchstaben
oder „_“: z.B. first, First oder _First
• <résumé>
• Nach dem ersten Zeichen sind zusätzlich Zahlen
sowie „-“ und „.“ erlaubt: z.B. _1st-name oder _1st.name
• <123>
nicht wohlgeformt: beginnt mit Zahl
• <fun=xml>
nicht wohlgeformt: enthält „=“
• <first name>
nicht wohlgeformt: enthält Leerzeichen
• Namen enthalten keine Leerzeichen.
• Namen enthalten kein „:“.
• <xml-tag> nicht wohlgeformt: beginnt mit „xml“
• Namen beginnen nicht mit „xml“, unabhängig davon,
ob die einzelnen Buchstaben groß- oder
kleingeschrieben sind.
• Diese Konventionen gelten für alle Namen, nicht nur
für Elementnamen.
Regel 5: Groß- und Kleinschreibung
Regel 6: White Space
• XML beachtet grundsätzlich Groß- und
Kleinschreibung.
• Beispiel:
• Im Gegensatz zu HTML unterscheidet XML also
z.B. zwischen und .
• Dennoch möglichst nicht gleichzeitig <First> und
<first> verwenden!
This is a paragraph. It has a whole bunch
of space.
• HTML reduziert alle Formatierungen (white spaces)
im Text auf ein einziges Leerzeichen :
Regel 6: White Space
Attribute
•
•
XML belässt alle Formatierungen im Text.
Beispiel: Der Inhalt von
<paragraph>This is a paragraph.
of space.</paragraph>
•
•
•
Attribute sind Name-WertPaare der Form
name="wert" oder
name='wert'.
•
Der Wert eines Attributes ist
immer ein String.
•
Die Reihenfolge der
Attribute ist belanglos.
It has a whole bunch
Beachte: In Browsern wie dem IE 5 und IE 6 sind diese
Formatierungen allerdings nicht sichtbar.
Grund: XML-Dokumente werden zur Darstellung im Browser in
HTML umgewandelt.
Elemente können eine
beliebige Anzahl von
Attributen haben.
It has a whole bunch
ist also:
This is a paragraph.
of space.
•
Attribute
Element statt Attribut
•
•
Ein Element darf niemals zwei Attribute mit dem selben
Attribut-Namen haben:
Jedes Attribut kann auch als Kind-Element repräsentiert
werden:
Attribut statt Element
Attribut oder Element?
•
Wann also Attribute und wann Elemente verwenden?
Jedes unstrukturierte Kind-Element kann auch als Attribut
dargestellt werden:
•
Ein Attribut kann nur einen String als Wert haben, ein Element
kann beliebig strukturiert werden.
•
Die Reihenfolge der Attribute ist belanglos, diejenige von
Elementen nicht.
•
Einheitliche Darstellung mit Elementen ist eleganter,
Darstellung mit Attributen kompakter.
•
Fazit: Attribute eigenen sich besonders für einfache,
unstrukturierte Metadaten.
Die XML-Deklaration
Attribut oder Element?
interner Schlüssel
des Datensatzes
•
Enthält Informationen für Parser, insbesondere die verwendete
XML-Version und Kodierung
•
Muss immer am Anfang der Datei erscheinen
•
Ist zwar optional, sollte aber dennoch immer vorhanden sein!
Erstellungsdatum
des Datensatzes
Beide Attribute stellen Meta-Information dar.
Reihenfolge ist egal.
Deshalb Repräsentation als Attribute
Problem: Datum "21.05.2003" ist unstrukturierter String.
Die XML-Deklaration
XML-Deklaration: Kodierung
•
•
•
•
version (obligatorisch): Verwendete XML-Version, aktuelle
Version ist "1.0".
standalone (optional): Gibt an, ob es eine zugehörige DokumentTyp-Definition gibt ("no") oder nicht ("yes").
encoding (optional): Verwendete Kodierung des XMLDokumentes
Die drei Attribute müssen immer in dieser Reihenfolge
erscheinen.
• ASCII (American Standard Code for Information) stellt
einzelne Zeichen entweder mit 7 oder 8 Bit dar.
• 7-Bit-ASCII deckt mit 128 Zeichen nur einen kleinen
Teil der weltweit verwendeten Zeichen ab.
• Es gibt verschiedene 8-Bit-ASCII-Versionen (u.a. ISO8859-1 und windows-1252).
• Nur die ersten 128 Zeichen der 8-Bit-ASCII-Versionen
sind bei allen 8-Bit-ASCII-Versionen identisch.
• Fazit: ASCII ist nur beschränkt zum weltweiten
Austausch von Textdateien geeignet.
• Unicode deckt mit 65356 Zeichen alle weltweit
verwendeten Zeichen ab.
• Intern müssen alle XML-Parser mit Unicode arbeiten.
• Unicode gibt es auf Basis von 8 Bit (UTF-8) und 16 Bit
(UTF-16).
• Das Attribut encoding gibt an, welches
Kodierungsschema das betreffende XML-Dokument
verwendet.
• Sowohl UTF-8 als auch UTF-16 decken den
kompletten Unicode-Zeichensatz ab, UTF-8 benutzt
lediglich eine intelligentere Kodierung.
• Fehlt dieses Attribut in der XML-Deklaration, dann
wird angenommen, dass das Dokument entweder in
UTF-8 oder UTF-16 kodiert ist.
• 7-Bit-ASCII ist eine Teilmenge von UTF-8.
• Tipp: Das XML-Dokument in Unicode abspeichern.
Das Attribut encoding kann dann in der XMLDeklaration weggelassen werden.
• Textdateien, die größtenteils aus dem 7-Bit-ASCIIZeichensatz bestehen, können in UTF-8 kompakter
sein, alle anderen sind meist in UTF-16 kompakter.
Online-Test XML
Zusammenfassung
http://www.w3schools.com/xml/xml_quiz.asp
• Elemente bestehen aus einem Anfangs-Tag, einem
dazugehörigen End-Tag und dem dazwischen
eingeschlossenem Inhalt.
• Ein Element kann nur Text, nur Kind-Elemente oder
gleichzeitig Text und Kind-Elemente enthalten.
• Ein Element kann auch leer sein.
Zusammenfassung
Zusammenfassung
• Wohlgeformte XML-Dokumente müssen folgenden
syntaktischen Regeln entsprechen:
• XML beachtet grundsätzlich Groß- und
Kleinschreibung.
• Jedes Element kann eine beliebige Anzahl von
Attributen haben.
• Attribute sind Name-Wert-Paare.
• Der Wert eines Attributes ist immer ein einfacher
String.
• Die Reihenfolge der Attribute ist belanglos.
• Jedes Attribut kann auch als Kind-Element
repräsentiert werden.
• Umgekehrt kann jedes unstrukturierte Kind-Element
auch als Attribut dargestellt werden.
• Attribute eignen sich zur Darstellung von einfachen,
unstrukturierten Metadaten.
• Jedes Anfangs-Tag muss ein zugehöriges End-Tag
haben.
• Elemente dürfen sich nicht überlappen.
• XML-Dokumente haben genau ein Wurzel-Element.
• Elementnamen müssen den Namenskonventionen
von XML entsprechen, müssen u.a. entweder mit
einem Buchstaben oder mit „_“ beginnen.
Lernziele
• Wie kann mit einer DTD der Aufbau von XMLDokumenten eines bestimmten Typs beschrieben
werden?
) $
'
-A
• Wie wird die Elementstruktur eines Dokumentes
deklariert?
,
;4
/
&
• Wie werden Attribute von Elementen deklariert?
• Was sind die Nachteile von DTDs?
J
$
Dokument-Typen
Deklaration der Elementstruktur
• Beschreiben den prinzipiellen Aufbau von
Dokumenten eines bestimmten Typs.
• Können mit DTDs (Document Typ Definitions)
spezifiziert werden.
• DTDs wurden von SGML übernommen.
• DTDs benutzen Syntax, die regulären Ausdrücken
ähnlich ist.
<!ELEMENTcatalog
catalog(CD
(CD| |cassette
cassette| |record
record| |MP3)*>
MP3)*>
<!ELEMENT
Klasse
Objekt
Objekt
Objekt
Deklariert Element catalog
* bedeutet n Wiederholung mit n
0.
| bedeutet Auswahl.
CD, cassette, record und MP3 sind jeweils Kind-Elemente.
DTD
XML-Dokument
XML-Dokument
XML-Dokument
<!ELEMENTcatalog
catalog((EMPTY
EMPTY| |(catalog-item,
(catalog-item,catalog)
catalog))>
)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTcatalog-item
catalog-item(CD
(CD| |cassette
cassette| |record
record| |MP3)>
MP3)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTCD
CD(artist,
(artist,title,
title,genre,
genre,date-released,
date-released,song+)>
song+)>
<!ELEMENT
Deklariert Element „CD“
Rekursive Element-Deklarationen sind erlaubt.
+ bedeutet n Wiederholung mit n
EMPTY bedeutet leerer Element-Inhalt.
, bedeutet Sequenz: Aufeinanderfolge von Elementen
1.
<!ELEMENTcatalog
catalog(CD
(CD| |cassette
cassette| |record
record| |MP3)*>
MP3)*>
<!ELEMENT
<!ELEMENTCD
CD(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTcassette
cassette(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTrecord
record(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTMP3
MP3(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
Deklariert Elemente cassette,
record und MP3
Analog zur Deklaration von CD
<!ELEMENTartist
artist(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTtitle
title(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTgenre
genre(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTdate-released
date-released(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
Deklariert jeweils Elemente
artist, title, genre und dateresleased.
#PCDATA bedeutet
unstrukturierter Text ohne
reservierte Symbole wie „<“
oder „>“.
<!ELEMENTsong
song(title,
(title,length,
length,parody)>
parody)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTlength
length(minutes,
(minutes,seconds)>
seconds)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTminutes
minutes(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
title, length und parody sind
Kind-Elemente von song.
title, length und parody
erscheinen immer in dieser
Reihenfolge.
<!ELEMENTseconds
seconds(#PCDATA)>
(#PCDATA)>
<!ELEMENT
minutes und seconds werden
als unstrukturierten Text
deklariert.
Datentypen wie positiveInteger
oder Integer stehen in DTDs
nicht zur Verfügung.
Vermeidung von Wiederholungen
<!ELEMENTcatalog
catalog(CD
(CD| |cassette
cassette| |record
record| |MP3)*>
MP3)*>
<!ELEMENT
<!ELEMENTCD
CD(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTcatalog
catalog(CD
(CD| |cassette
cassette| |record
record| |MP3)*>
MP3)*>
<!ELEMENT
<!ENTITY%
%albumContentModel
albumContentModel"(artist,
"(artist,title,
title,genre,
date-released,song+)">
song+)">
<!ENTITY
<!ELEMENTcassette
cassette(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTrecord
record(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTCD
CD
%albumContentModel;>
<!ELEMENT
<!ELEMENTcassette
cassette %albumContentModel;>
<!ELEMENT
<!ELEMENTMP3
MP3(artist,
(artist,title,
title,genre,
song+)>
<!ELEMENT
<!ELEMENTrecord
record
<!ELEMENT
<!ELEMENTMP3
MP3
<!ELEMENT
%albumContentModel;
%albumContentModel;
Struktur von CD, cassette, record und MP3 sind identisch.
Änderungen dieser Struktur müssen an mehreren
Stellen nachvollzogen werden.
%albumContentModel; ist ein Parameter.
Allerdings nur einfache textuelle Ersetzung, keine
Vererbungshierarchien.
Primitive Datentypen
Primitive Datentypen
Neben den komplexen Datentypen zur Strukturierung von
Element-Inhalten, stehen drei primitive Datentypen (engl.
built-in datatypes) zu Verfügung:
Beachte: Elementare Datentypen, wie sie von
Programmiersprachen bekannt sind, stehen in DTDs nicht
zur Verfügung.
#PCDATA: unstrukturierter Text ohne reservierte
Symbole.
<!ELEMENT minutes (INTEGER)>
EMPTY: Der Element-Inhalt ist leer. Das Element kann
allerdings Attribute haben.
<!ELEMENT br EMPTY>
 
ANY: beliebige XML-Strukturen
<!ELEMENT title ANY>
Zulässige Dokumente
Prüfung der Zulässigkeit
In einem XML-Dokument
kann ein Dokument-Typ
spezifiziert werden.
Das Wurzelelement des
Dokumentes muss genau der
Struktur dieses Elementes
entsprechen, wie sie im
Dokument-Typ festgelegt ist.
In diesem Fall bezeichnet
man das Dokument als
zulässig (engl. valid).
Prüfung der Zulässigkeit
Deklaration von Attributen
<!ATTLISTcatalog
catalog
<!ATTLIST
versionCDATA
CDATA#IMPLIED
#IMPLIED"1.0">
"1.0">
version
Das Element catalog hat ein Attribut mit dem Namen
version.
Außer version hat catalog keine weiteren Attribute.
Das Attribut ist vom Typ String (CDATA).
#IMPLIED: Das Attribut ist optional.
"1.0" ist der Standard-Wert.
#REQUIRED: Das Attribut ist obligatorisch.
#FIXED: Das Attribut hat immer den gleichen Wert.
Deklaration von Attributen
<!ATTLISTartist
artist
<!ATTLIST
gender(male
(male| |female)
female)"female">
"female">
gender
Das Element artist hat ein Attribut mit dem Namen
gender und keinen weiteren Atrribute.
Das Attribut hat entweder den Wert male oder female
(Aufzählungstyp).
"female" ist der Standard-Wert von gender.
Datentypen für Attribute
Neben Strings (CDATA) und Aufzählungstypen stehen im
wesentlichen folgende Datentypen zur Verfügung:
NMTOKEN: ein String, der den Namenskonventionen von
XML entspricht
NMTOKENS: ein Liste von solchen Namen, jeweils
getrennt durch ein Leerzeichen
ID: Bezeichner, der den Namenskonventionen von XML
entspricht und innerhalb des Dokumentes eindeutig ist.
IDREF: eine Referenz auf einen eindeutigen Bezeichner
IDREFS: eine Liste von solchen Referenzen
Ein Nachteil von DTDs
Weitere Nachteile von DTDs
Reihenfolge von Kind-Elementen ist festgelegt:
<!ELEMENT song (title, length)>
Dadurch sehr starre Struktur in XML-Dokumenten!
Um Reihenfolgeunabhängigkeit zu garantieren, müssen
alle Permutationen explizit aufgezählt werden:
<!ELEMENT song ((title, length) | (title, length))>
Für n Element gibt es n! verschiedene Permutationen.
keine XML-Syntax, daher eigene Parser nötig
kaum primitive Datentypen, insbesondere für ElementInhalte
keine eigenen Datentypen definierbar
keine Namensräume: Bereits existierende DTDs können
nur dann kombiniert werden, wenn es keine
Namenskonflikte gibt!
keine Vererbungshierarchien, nicht objekt-orientiert
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Dokument-Typen beschreiben den prinzipiellen Aufbau
von Dokumenten eines bestimmten Typs.
Dokument-Typen können mit DTDs (Document Typ
Definitions) spezifiziert werden.
Dokument-Typen können mit Klassen und XMLDokumente mit Objekten verglichen werden.
DTDs wurden von SGML übernommen.
In einem XML-Dokument kann ein bestimmter DokumentTyp spezifiziert werden.
keine XML-Syntax, daher eigene Parser nötig
DTDs haben entscheidende Nachteile:
kaum elementare Datentypen, insbesondere für ElementInhalte
Das Wurzelelement des Dokumentes muss dann genau
der Struktur dieses Elementes entsprechen, wie sie im
Dokument-Typ festgelegt ist.
keine eigenen Datentypen definierbar
keine Namensräume: DTDs können nur kombiniert
werden, wenn es keine Namenskonflikte gibt.
In diesem Fall bezeichnet man das Dokument als zulässig
(engl. valid).
keine Vererbungshierarchien, nicht objekt-orientiert
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HTML und Verarbeitung, XML - AG Netzbasierte Informationssysteme

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