Начало работы с XPath

1. Введение

Нужен ли мне этот учебник?

Этот учебник рассматривает большинство аспектов XML Path Language или XPath. Он предназначен для людей, которые на знают XPath или хотят освежить свои знания. Если вы собираетесь использовать XSLT, вы должны сначала обратиться к этому учебнику. Вы изучите:

• Что такое XPath
• Синтаксис и семантику языка XPath
• Как использовать маршруты местоположения XPath
• Как использовать выражения XPath
• Как использовать функции XPath
• Как XPath соотносится с XSLT

Ниже перечисляются технологии, упоминаемые в этом учебнике. Пропустите их, если вы уже знакомы с относящимися к XML технологиями. Все эти технологии определяются спецификациями W3C.

• XML - eXtensible Markup Language. Он является основой для других технологий, перечисленных ниже (и многих других) и он широко используется благодаря своей расширяемости.
• XML Schema, иногда называемая XSD, определяет правила для данных, содержащихся в XML-документах.
• XSL (eXtensible Stylesheet Language) и XSLT (XSL transformations) используются для представления XML-документов в разных форматах - например, в HTML.
• XPath - хмм... это хороший вопрос. :-)

Об авторе

2. О примерах, используемых в этом учебнике

Обзор

AuctionItemList.xsd

AuctionItemList.xsd содержит бизнес-правила для лотов аукциона и данных списка лотов, описанных на языке XML Schema:

Список лотов аукциона имеет только один корневой элемент с именем list типа auctionItemList.

auctionItemList состоит из нуля или более элементов item типа auctionItem.

auctionItem состоит из пяти элементов (bidIncrement, currentPrice типа price, endOfAuction, description и sellerId) и одной группы атрибутов типа itemAttributes.

price является положительным двухзначным десятичным значением и должно иметь связанный с ним атрибут currency типа customCurrency.

customCurrency должен иметь одно из значений: USD, GBP или EUR.

Группа itemAttributes должна содержать один строковый атрибут type, один строковый атрибут id и один булевский атрибут private, который по умолчанию является false.

Атрибут type должен иметь одно из значений: Unknown, Traditional, BidOnly, FixedPrice или IndividualOffer.

AuctionItemList.xml соответствует XML schema, определенной в defined in AuctionItemList.xsd, и содержит список типа auctionItemList. Этот список содержит семь составляющих. Атрибут xsi:schemaLocation корневого элемента списка показывает, of the list root element indicates that this XML-документ должен соответствовать схеме AuctionItemList.xsd.

Это обеспечивает формат данных, а как же насчет презентации? Как вы определяете, какая таблица стилей XSLT используется для отображения этого XML-документа в Web-браузере? Это определяется второй строкой XML-документа:

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="AuctionItemSummary-Base.xsl"?>

Здесь я устанавливаю, что должна использоваться таблица стилей AuctionItemSummary-Base.xsl. Сами данные должны быть выбраны так, что может быть продемонстрировано применение Xpath, чтобы показать определенные свойства данных. Если с XML-документом AuctionItemList.xml не связывается таблица стилей, то Web-браузер просто показывает содержимое XML, оно выгладит так:

3. Обзор XPath

Что такое XPath?

Язык XML Path (XPath) является набором синтаксических и семантических правил для ссылок на части XML-документов. XPath предназначен для использования другими спецификациями, такими как XSL Transformations (XSLT) и XML Pointer Language (XPointer). Чтобы помочь вам понять, что такое XPath, я начну с того, что покажу примеры, относящиеся к AuctionItemList.xml.

Выражения XPath идентифицируют набор узлов в XML-документе. Этот набор узлов содержит ноль или более узлов. Например, выражение XPath /list, примененное к AuctionItemList.xml, идентифицирует один-единственный узел - корневой элемент list.

Выражение XPath /list/item идентифицирует все элементы item.

XPath использует нотацию с прямой наклонной чертой (/), аналогичную shell в UNIX. Поэтому XPath может применяться в Uniformed Resource Identifier (URI), таких как URL. Именно отсюда и пришел XPath: использование нотации маршрута, как в URL.

Допустимые выражения XPath могут включать в себя предикаты. Предикаты содержат логические выражения, которые проверяются для каждого узла в контексте набора узлов. Если истина, узел сохраняется в наборе идентифицируемых узлов; иначе, узел отбрасывается. Предикаты полезны для сокращения результирующего набора. Например, следующее выражение XPath идентифицирует только вторую составляющую:

/list/item[currentPrice>1000.0]

Выражения XPath могут ссылаться на атрибуты так же, как и на элементы в XML-документе. При ссылке на атрибут используется символ @. Например, следующее выражение XPath идентифицирует элементы currentPrice, в которых атрибуты currency содержат значение EUR:

/list/item/currentPrice[@currency="EUR"]

4. Терминология XPath

Что такое узел XPath?

XPath выглядит, как XML-документ, как дерево узлов. Узлы могут быть разных типов, таких как узлы элементов или узлы атрибутов. Некоторые типы узлов имеют имена, которые состоят из URI пространства имен XML, возможно не определенного, и локальной части. Например, на рисунке ниже показано представление в XPath AuctionItemList.xml как дерева узлов:

Специальным типом узла является корневой узел. XML-документ содержит только один такой узел и он является корнем дерева, содержащего весь XML-документ. Заметьте, что корневой узел содержит корневой элемент, а также любые узлы инструкций обработки, объявлений или комментариев, которые появляются до или после корневого элемента. В примере дочерними узлами корневого узла являются:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="AuctionItemSummary-Base.xsl"?>

и

<list ...>
  <item ...>
    ...
  </item>
  <item ...>
    ...
  </item>
  ...
</list>

XPath вычисляет выражения относительно контекста. Этот контекст обычно задается приемами, расширяющими XPath, такими, как XSLT и XPointer. Контекст XPath включает в себя узел контекста, размер контекста, позицию контекста и другие данные контекста. С точки зрения контекста, здесь наиболее интересен узел контекста. Если узел контекста является корневым узлом, list/item ссылается на семь элементов item в AuctionItemList.xml. Если узел контекста является другим узлом - например, первым элементом item -- list/item не ссылается на что-либо в XML-документе.

В XSLT значения атрибутов select являются выражениями XPath. Например, в AuctionItemSummary-Base.xsl элементы xsl:apply-templates и xsl:value-of имеют атрибуты select, значениями которых (выражениями XPath) являются, помимо прочего, list, item или itemId. В XSLT узлом контекста является текущий вычисляемый узел. Шаблоны XSLT могут быть активированы несколько раз для XML-документа и обеспечивать разные результаты. В AuctionItemList.xml первый и второй шаблоны (match="/" и match ="list", соответственно) активируются один раз, а третий шаблон (match="item") активируются семь раз (по одному разу на каждый элемент item). В первый раз, когда активируется шаблон "item", контекстным узлом является первый элемент item в XML-документе ("Miles Smiles album, CD") и, например, значением <xsl:value-of select="@id"/> является itemId0001. Когда шаблон XSLT активируется второй раз, контекстным узлом является второй элемент item ("Coltrane Blue Train" CD) и значением <xsl:value-of select="@id"/> является itemId0002. Заметьте, что я использовал /list/item/@id, а не @id для атрибута select, значение элемента xsl-value-of должно быть неопределенным.

5. Маршруты местоположения

Что такое маршрут местоположения?

Предикаты используются в маршрутах местоположения для фильтрации текущего набора узлов. Предикат содержит булевское выражение (или выражение, которое может быть преобразовано в булевское). Каждый член текущего набора узлов проверяется по булевскому выражению и сохраняется, если выражение истинно; иначе он выбрасывается. Предикат заключается в квадратные скобки, []. Посмотрим на следующий маршрут местоположения:

list/item/currentPrice[@currency="EUR"]

При вычислении все элементы currentPrice в AuctionItemList.xml находятся в выбранном наборе узлов. Затем вычисляется предикат @currency="EUR" и элементы currentPrice, которые не содержат значения EUR, удаляются.

Теперь, когда я объяснил, что такое маршруты местоположения, вашей задачей будет модифицировать AuctionItemSummary-Base.xsl, чтобы обеспечить следующий вывод - таблицу, содержащую только составляющие, в которых валюта указана в долларах США:

6. Выражения

Булевские

Булевские выражения могут иметь одно из двух значений: истина или ложь.

XPath определяет операторы and и or. Для and первым вычисляется левый операнд, если он ложь, то выражение возвращает ложь; иначе вычисляется правый операнд и определяет результат выражения. Для or вычисляется левый операнд; если он истина, то выражение возвращает истину; иначе вычисляется правый операнд и определяет результат выражения. Например, булевское выражение type="BidOnly" вычисляется в истину в контексте второго элемента item в AuctionItemList.xml.

XPath определяет следующие операторы:

• = означает "равно"
• != означает "не равно"
• < означает "меньше"
• <= означает "меньше или равно"
• > означает "больше"
• >= означает "больше или равно"

Например, булевское выражение bidIncrement != 10 возвращает истину в контексте первого элемента item в AuctionItemList.xml и ложь в контексте второго элемента item.

Оператор =, когда он применяется к узлам, проверяет, имеют ли узлы одно и то же значение, а не то, являются ли они одним и тем же узлом. Это может быть использовано при сравнении значений атрибутов. Например, item[@type = @private] выбирает составляющие, в которых атрибуты type и private имеют одно и то же значение.

Когда выражение XPath содержится в XML-документе, должны быть выдержаны правила правильного форматирования XML 1.0, и любые символы < или <= должны быть представлены, как < и <= , соответственно. Например, выражение XPath bidIncrement < 5 является правильным в Xpointer, но должно быть записано, как bidIncrement < 5, если оно должно содержаться в документе XSLT.

Числа в XPath - это 64-бтиные числа двойной точности с поавающей точкой. Числа XPath включают в себя значение "Not-a-Number" NaN, положительную и отрицательную бесконечность и положительный и отрицательный нуль.

Числовые операторы, предоставляемые XPath такие: + (сложение), - (вычитание), * (умножение), div (деление) и mod (остаток от деления).

Строки

Строки в XPath являются последовательностями символов, допустимых в XML 1.0 (Unicode) - например, Miles Smiles album, CD.

Строки в XPath заключаются в кавычки (' или "). Если строка XPath содержится в XML-документи и содержит символы кавычек, вы должны использовать один из следующих двух вариантов:

• Используйте ' или ", соответственно. Например, description = 'New 256m "USB" MP3 player'.
• Используйте смвол апострофа ('), если выражение заключено в двойные кавычки (") и наоборот. Например, 'New 356m "USB" MP3 player'.

Теперь, когда я объяснил вам выражения XPath, вашей задачей будет модификация AuctionItemSummary-Base.xsl таким образом, чтобы обеспечить следующий вывод - таблицу, содержащую все составляющие, для которых аукцион закончился в пределах часа:

7. Библиотека функций

Библиотека функций

XPath определяет набор функций, называемый базовой библиотекой функций . Каждая функция определяется тремя характеристиками:

• Имя функции
• Возвращаемый тип (обязателен, не может быть пустым)
• Типы аргументов (ноль или более, обязательные или опционные)

Вы можете найти полезным применение функций в предикатах или выражениях. Другие спецификации, такие как XSLT, расширяют этот набор функций. Функции подразделяются на четыре группы, которые я обсуждаю в оставшейся части этого раздела:

Функции набора узлов

Функции набора узлов обеспечивают информацию о наборе узлов (одном узле или более). В число полезных функций набора узлов входят:

• last() - Возвращает число, называемое размером контекста , которое является числом узлов в данном контексте. Оно отличается от номера последнего узла.
• position() - Возвращает число, называемое позицией контекста, которое является позицией текущего узла в наборе (списке) узлов в данном контексте. Например, вы можете проверить, имеете ли вы дело с последним узлом набора, при помощи выражения position()=last().
• count(node-set) - Возвращает число узлов в наборе узлов-аргументе. Например, в контексте документа AuctionItemList.xml, count(//item) возвращает количество ≤лементов item, равное 7.
• id(object) - Возвращает набор узлов, результат вiборки ≤лементов по их уникальному идентификатору, объявленному как тип ID в DTD. Поскольку я не использую DTD в AuctionItemList.xml, для нашего примера результат всегда пустой. Id("ItemId0001") возвращает пустой результат.

XPath также определяет еще три функции, относящиеся к именам узлов и пространствам имен:

• local-name()
• namespace-uri()
• name()

При помощи строковых функций вы можете манипулировать строками. В число полезных строковых функции входят:

• string() - Преобразует аргумент - объект или контекстный узел - в строку. Допустимыми аргументами являются набор узлов, число, булевское значение или любой другой тип, но в последнем случае результат преобразования менее предсказуем. Рекомендуется при преобразовании числа в строку для представления пользователю использовать функцию XSLT format-number или элемент XSLT xsl:number.
• concat() - Принимает в качестве аргументов две или более строки и возвращает их конкатенацию. Например, concat("Original ","recording ","Blue Train LP record") возвращает "Original recording Blue Train LP record".
• starts-with() - Возвращает истину, если строка-первый аргумент начинается со строки-второго аргумента; иначе - ложь. Например, starts-with("Miles Smiles album, CD", "Miles") возвращает истину.
• contains() - Возвращает истину, если строка-первый аргумент содержит строку-второй аргумент; иначе - ложь. Например, contains("Miles Smiles album, CD", "album") возвращает истину.

Булевские функции используются для преобразования объекта или строки в истину или ложь или непосредственного получения значений истина или ложь. Булевские функции такие:

• boolean() - Возвращает преобразование в булевское значение объекта, переданного ей в качестве аргумента, в соответствии со следующими правилами: число является истиной, если оно отлично от нуля или NaN; набор узлов или строка являются истиной, если они не пустые. Другие типы или объекты преобразуются менее предсказуемым способом.
• not() - Возвращает истину, если булевское значение, переданное в качестве аргумента, является ложью; иначе - возвращает ложь.
• true() и false() - Возвращают истину и ложь соответственно. Эти функции полезны потому, что истина и ложь выглядят в XPath как нормальные строки, а не как булевские значения истины и лжи.
• lang() - Возвращает истину, если язык контекстного узла тот же или является подъязыком заданного строкового аргумента; иначе - ложь. Язык контекстного узла определяется значением атрибута xml:lang. Например, lang("en") вернет ложь на любом узле дерева для AuctionItemList.xml, потому что атрибут xml:lang.

Числовые функции

Числовые функции XPath возвращают числа. Они такие:

• number() - Преобразует необязательный объект-аргумент (или контекстный узел, если аргумент не задан) в число в соответствии со следующими правилами:
  • Булевская истина преобразуется в 1, ложь - в 0.
  • Строка преобразуется в соответствующее число.
  • Набор узлов сначала преобразуется в строку, а затем строка преобразуется в число.
  Другие типы или объекты преобразуются менее предсказуемым образом. Например, number("250") возвращает 250, а number("miles1965") возвращает NaN.
• sum() - Возвращает сумму всех узлов в наборе узлов-аргументе после того, как к ним будет применена функция number().
• floor() - Возвращает наибольшее целое, не большее числового аргумента. Например, floor(2.75) возвращает 2.
• ceiling() - Возвращает наименьшее целое, не меньшее числового аргумента. Например, ceiling(2.75) возвращает 3.
• round() - Возвращает целое число, которое является округлением числового аргумента. Например, round(2.75) возвращает 3.

Лабораторная работа: Библиотека функций

Теперь, когда я объяснил функции XPath, вашей задачей будет модифицировать AuctionItemSummary-Base.xsl, чтобы получить следующий вывод - таблицу, содержащую только новые аукционные лоты:

8.Заключение

XPath 2.0

Следующие ресурсы могут оказаться полезными для вас: