XML - 数据交换管理/命名空间

XML - 数据交换管理

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学习目标

完成本章后，您将

能够理解什么是 XML 命名空间及其用途
能够识别 XML 命名空间结构以及每个部分的作用
能够想到需要使用命名空间的组织

什么是命名空间？

XML 命名空间是一组由统一资源标识符 (URI) 引用标识的名称，这些名称在 XML 文档中用作元素类型和属性名称。使用 URI 仅仅是因为它们是创建唯一标识符的知名系统。命名空间包含多个部分，包括本地名称、命名空间 URI、前缀和声明。本地名称和命名空间的组合称为通用名称。您可以将命名空间视为一个 **字典**，它为 XML 文档中使用的项目提供定义来源。

所有模式都包含命名空间 http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance。您可以将其视为所有模式都必须引用的主字典，因为它定义了 XML 模式的基本项目。命名空间的地址看起来像 URL，但在 XML 中，我们使用更广泛的术语 **统一资源标识符** (URI)。

由于一个文档可以引用多个命名空间，我们需要一个方便的简写形式来引用命名空间。其中一种常用形式是 **xsd**，如下所示。

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

xlmns 通知 XML 您正在引用一个命名空间，而 xsd 表示这是命名空间的简写形式。

例如，您可以在 XML 模式中使用以下代码行

<xsd:element name="item" type="xsd:string">

上一行代码指出，元素名称和字符串的定义在 "http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 中找到。

命名空间使您能够在 XML 文档中使用多个模式中描述的元素，因此命名空间 URI 的简写形式对于识别您正在引用的命名空间非常有用。

历史

XML 中的命名空间是 1999 年 1 月 W3C 的一项新建议。创建命名空间是为了提供一种非常简单的区分 XML 文档中使用的名称的方法。命名空间的主要目的是为程序员提供一种方法，让他们能够获取所需的元素和属性，同时忽略他们不需要的其他标签。这些对程序员友好的名称在整个互联网上将是唯一的。XML 命名空间建议除了为元素类型和属性定义两部分命名系统外，没有定义其他任何内容。

有关 W3C 建议的更多信息，请访问以下链接：http://www.w3.org/TR/REC-xml-names/。

何时使用命名空间？

它主要用于避免命名冲突。如果您在使用的 XML 中没有重复的元素或属性，则不需要命名空间。但是，如果您有重复的元素或属性，它将是有益的。它基本上创建了两个部分的结构，使其变得唯一。例如，您不必只定义元素 A，而是必须使用其他类型的标识符来定义元素 A。这就是 URI 发挥作用的地方。URI 与元素或属性的组合创建了您的命名空间，然后它就成为一个通用名称。

命名空间结构

XML 命名空间不同于计算学科中通常使用的“命名空间”，因为 XML 版本具有内部结构，在数学意义上并不是集合。

这是 2 个命名空间声明的示例

    <Organization
      xmlns:addr="http://www.example.com/addresses"
      xmlns="http://www.example.com/files">

第一个声明将 addr 前缀与“www.example.com/addresses”URI 相关联。第二个声明将 www.example.com/files 定义为默认命名空间。如果没有为该元素定义前缀，则应用默认命名空间。但是请注意，默认命名空间不直接应用于属性。

它是如何工作的？

在 XML 文档中指定通用名称时，您使用基于可选前缀的缩写，该前缀附加到本地名称。这种缩写称为限定名称或 qname。要声明 XML 命名空间，请使用名称为以下形式的属性

xmlns:prefix

这些属性通常称为 xmlns 属性，其值为要声明的 XML 命名空间的名称。这是一个统一资源标识符。属性的第一个形式 (xmlns:prefix) 声明要与 XML 命名空间关联的前缀。第二个形式 (xmlns) 声明指定的命名空间是默认的 XML 命名空间。

命名空间最佳实践

尝试将命名空间的数量限制在每个文档大约 5 个。如果文档中命名空间超过 5 个，就会变得难以管理。
只有在被命名的事物之间确实存在区别时，才在 XML 命名空间中进行区分。
尽量将文档保持在命名空间规范形式，因为它们最容易阅读和处理。
避免频繁覆盖命名空间，因为它可能会在您的文档中造成混淆。

命名空间使用示例

假设我们要从两个不同的来源获取地址值，一个来源获取邮件地址，另一个来源获取计算机 IP 地址。我们需要创建一个命名空间，以便能够区分这两个地址元素。

邮政地址 XML 文档

<address>100 Elm St., Apt#1</address>

IP 地址 XML 文档

<address>172.13.5.7</address>

如果需要将这些地址元素组合到同一个文档中，我们如何区分它们？我们将为每个地址名称分配一个命名空间。因此，它在两部分中定义，地址元素和 XML 命名空间。每次出现地址元素时，它将不得不查看两件事而不是一件事来进行定义，但这种查找只需要执行一次，因为组合是普遍唯一的。

在这种情况下，我们可以为地址元素创建命名空间

<Example Organization
xmlns: addr="http://www.example.com/postal_addresses"
xmlns="http://www.example.com/ip_addresses">

第一个声明将前缀“addr”与 URI“www.example.com/postal_addresses”相关联，第二个声明将“www.example.com/ip_addresses”设置为默认命名空间。因此，在使用前缀“addr”的地方，它将获取邮政地址，对于其他情况，它将获取 IP 地址。

定义 XML 架构的位置

假设您已创建了一个架构，例如 example.xsd，它位于与您的 XML 文档（例如 example.xml）相同的目录中。在 XML 文档中，您将使用以下代码指示架构的位置。

<xmlns:xsi='http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance' xsi:noNamespaceSchemaLocation='example.xsd'>

当然，如果 example.xsd 存储在与 example.xml 相同目录以外的某个地方，则您需要指定完整路径。

命名空间的潜在问题

不同的 XML 技术将以不同的方式处理命名空间。有些会将命名空间声明视为命名空间声明，而有些只会将它们视为属性。
命名空间是一种折衷方案，它无法满足所有用户的需求。
XML 命名空间表面上看起来很简单，但如果处理或管理不当，它们会导致真正的混乱和复杂性增加。要正确管理命名空间，您必须彻底了解构成 XML 命名空间机制的各种概念的含义、规则和含义，并始终坚持简单的约定。
如最佳实践中所述，使用超过 5 个命名空间可能会变得难以控制。那么，如果需要使用许多命名空间，大型组织如何解决这种设计难题？这个问题的基本原因是，大多数信息架构的命名约定是基础性的，但在 XML 中，它是在事后才修补的。命名空间很难顺利地整合。