一篇文章了解XML

一、什么是 XML？

XML 是一種結構化數據的標記語言，用來存儲、傳輸和描述數據。

它和 HTML 很像，但它的標簽是自定義的，不限定格式和外觀，而是強調數據的結構和含義。

XML不是用來展示數據的，HTML是用來展示數據的。

示例：

<student><name>小明</name><age>20</age><major>計算機</major>
</student>

它表示一個學生，包含姓名、年齡和專業。這就叫結構化數據。

二、XML的作用

XML 數據格式最主要的功能就是：數據傳輸

XML 數據格式主要的用途又有哪些？

  • 程序之間的數據傳輸通訊
  • 配置文件 config.xml
  • 存儲數據，充當小型數據庫 data.xml

規范數據格式，是數據具有結構性，易讀易處理。

場景說明
配置文件如 Spring 的 applicationContext.xml、MyBatis 配置
數據存儲可用作小型數據庫、日志、緩存數據
網絡傳輸WebService（SOAP）以前就是基于 XML
數據交換不同系統之間用 XML 傳數據（如銀行系統）

?

三、XML 的語法規則

基本結構：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  <!-- XML 聲明，非必需但推薦寫 -->
<root><element>內容</element>
</root>

XML 的 6 個語法規則：

規則說明示例
必須有根元素整個文檔必須有且只有一個根節點<root>...</root>
標簽成對出現開始標簽和結束標簽必須配對<name>Tom</name>
標簽區分大小寫<Name> ≠ <name>嚴格匹配
屬性必須加引號屬性值必須用引號包裹<person gender="male"/>
空標簽可以簡寫沒有內容的標簽可以自閉合<br />
不能有非法字符如 <, & 不能直接出現在內容中用 &lt;, &amp;

XML 和 HTML 有哪些不一樣??

1：HTML 標簽不能自定義，XML 標簽只能自定義；

2：HTML 語法要求不嚴格；XML 語法要求極其嚴格，必須是成對標簽

3：xml 用來傳輸和存儲數據，HTML 用來展示數據；?

四、元素、屬性、注釋

4-1、元素（Element）：

<book><title>XML 入門</title>
</book>

元素用于包裹信息，有開始和結束標簽。

4-2、屬性（Attribute）：

<book title="XML 入門" price="59.8" />

屬性是附加在標簽上的鍵值對，用來表示額外信息。

屬性的命名規則：

數字、字母、下劃線；數字不能開頭！

一般建議：數據用子元素，元數據用屬性。

概念解釋舉例
數據（Data）你真正關心的業務內容姓名、年齡、價格、標題等
元數據（Metadata）對數據的描述或附加說明，不是數據本身id、類型、單位、語言、版本等

4-3、注釋：

<!-- 這是一本書 -->
<book>...</book>

和 HTML 一樣，注釋用 <!-- -->。?

五、特殊字符使用實體轉義

字符實體寫法
<&lt;
>&gt;
&&amp;
"&quot;
'&apos;

六、CDATA

在 XML 中使用 <![CDATA[...]]> 是為了處理包含特殊字符或需要保留原始格式的內容。

當你想在 XML 中保留“原樣文本”，而不想讓里面的字符被當作標簽或實體解析時，就用 CDATA。

CDATA（不轉義內容）：

<![CDATA[ 你的原始文本 ]]>

?? 限制：

  1. 不能嵌套 CDATA（你不能在 CDATA 里面再寫 <![CDATA[）

  2. 不能包含 ]]> 本身，否則解析器會當 CDATA 提前結束

  3. CDATA 是 節點的文本內容，不能用于屬性值（屬性值必須轉義）

示例：文本中有 <，不能直接寫

<message>2 < 5</message>     <!-- ? 錯誤寫法，會報錯 -->
<message>2 &lt; 5</message>  <!-- ? 正確，但繁瑣 -->

更好的寫法：

<message><![CDATA[2 < 5]]></message>

七、DTD / XSD

格式正確的XML（Well Formed）是指XML的格式是正確的，可以被解析器正常讀取。

而合法的XML是指，不但XML格式正確，而且它的數據結構可以被DTD或者XSD驗證。

DTD文檔可以指定一系列規則，例如：

  • 根元素必須是book
  • book元素必須包含name，author等指定元素
  • isbn元素必須包含屬性lang
  • ...

如何驗證XML文件的正確性呢？最簡單的方式是通過瀏覽器驗證。可以直接把XML文件拖拽到瀏覽器窗口，如果格式錯誤，瀏覽器會報錯。?

和結構類似的HTML不同，瀏覽器對HTML有一定的“容錯性”，缺少關閉標簽也可以被解析，但XML要求嚴格的格式，任何沒有正確嵌套的標簽都會導致錯誤。

XML是一個技術體系，除了我們經常用到的XML文檔本身外，XML還支持：

特性作用舉例用途
? DTD / XSD驗證 XML 結構是否合法校驗配置、數據格式
? XPath精確查找 XML 節點XML 查詢、篩選數據
? XSLT轉換 XML → HTML、XML、文本等報表生成、網頁渲染
? DOM / SAX解析 XML 文件（Java 常用）讀寫 XML 數據文件
? JAXBJava 類 ? XML 的自動映射配置加載、數據傳輸

實際上，XML的這些相關技術實現起來非常復雜，在實際應用中很少用到，通常了解一下就可以了。

八、XML 高級特性

總覽：XML 的五大高級特性

特性作用舉例用途
? DTD / XSD驗證 XML 結構是否合法校驗配置、數據格式
? XPath精確查找 XML 節點XML 查詢、篩選數據
? XSLT轉換 XML → HTML、XML、文本等報表生成、網頁渲染
? DOM / SAX解析 XML 文件（Java 常用）讀寫 XML 數據文件
? JAXBJava 類 ? XML 的自動映射配置加載、數據傳輸

8-1、DTD / XSD：驗證 XML 的結構（結構約束）

為什么需要它？

你寫了一個 XML 文檔，比如：

<person><name>張三</name><age>20</age>
</person>

但你怎么知道：

  • 有沒有多寫/漏寫標簽？

  • 類型對不對？

  • 標簽順序是否正確？

就需要用 DTD（Document Type Definition）或 XSD（XML Schema） 來定義**“這份 XML 應該長什么樣”**。

1、DTD 示例：

<!DOCTYPE person [<!ELEMENT person (name, age)><!ELEMENT name (#PCDATA)><!ELEMENT age (#PCDATA)>
]>

用于說明：

  • person 標簽下有 name 和 age

  • 內容是文本

2、XSD 示例（更強大，支持類型）：

<xs:element name="age" type="xs:integer"/>

XSD 支持：

  • 數字、字符串、日期等類型

  • 可選/必填字段

  • 枚舉值、正則表達式

?

8-2、XPath：XML 中的路徑語言

類似 HTML 中的 CSS Selector

如果你有這樣一份 XML：

<students><student><name>小明</name><age>20</age></student>
</students>

你可以用 XPath 表達式精準查找：

XPath含義返回內容
/students/student/name根節點開始查找 name小明
//name所有叫 name 的元素小明
//student[age>18]年齡大于 18 的學生student 節點

XPath 廣泛用于：XML 查詢引擎、XSLT 過濾器、Selenium 網頁爬蟲等

?

8-3、XSLT：XML 轉換工具

把一份 XML 轉換成另一份 XML、HTML 或純文本，像是“模板引擎”。

應用場景：

  • 把 XML 轉為 HTML 頁面（用于新聞站點、商品列表等）

  • 把數據格式從 A 轉為 B（跨平臺轉換）

  • 生成報表、文檔

?

示例：把 XML 轉成 HTML 列表

原始 XML：

<books><book><title>Java基礎</title><price>59.8</price></book>
</books>

XSLT 文件：

<xsl:template match="book"><li><xsl:value-of select="title"/> - ￥<xsl:value-of select="price"/></li>
</xsl:template>

最終生成：<li>Java基礎 - ￥59.8</li>

8-4、DOM / SAX：XML 文件解析方式（Java 中常見）

因為XML是一種樹形結構的文檔，它有兩種標準的解析API：

  • DOM：一次性讀取XML，并在內存中表示為樹形結構；
  • SAX：以流的形式讀取XML，使用事件回調。

1、DOM（Document Object Model）

  • 一次性讀取整棵 XML 樹結構進內存

  • 優點：操作靈活、結構清晰

  • 缺點：大文件占內存高

DOM模型就是把XML結構作為一個樹形結構處理，從根節點開始，每個節點都可以包含任意個子節點。?

示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<book id="1"><name>Java核心技術</name><author>Cay S. Horstmann</author><isbn lang="CN">1234567</isbn><tags><tag>Java</tag><tag>Network</tag></tags><pubDate/>
</book>

注意到最頂層的document代表XML文檔，它是真正的“根”，而<book>雖然是根元素，但它是document的一個子節點。?

?Java提供了DOM API來解析XML，它使用下面的對象來表示XML的內容：

  • Document：代表整個XML文檔；
  • Element：代表一個XML元素；
  • Attribute：代表一個元素的某個屬性。

使用DOM API解析一個XML文檔的代碼如下：

DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
Document doc = factory.newDocumentBuilder().parse("file.xml");
Element root = doc.getDocumentElement();

或者：

InputStream input = Main.class.getResourceAsStream("/book.xml");
DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
Document doc = db.parse(input);

DocumentBuilder.parse()用于解析一個XML，它可以接收InputStream，File或者URL，如果解析無誤，我們將獲得一個Document對象，這個對象代表了整個XML文檔的樹形結構，需要遍歷以便讀取指定元素的值：?

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.NamedNodeMap;
import org.w3c.dom.Node;import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.File;public class XmlPrinter {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1. 加載 XML 文件File file = new File("/Users/wangsi/IdeaProjects/javaSE/src/student.xml");  // 文件路徑DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();// 2. 解析為 Document 對象Document document = builder.parse(file);// 3. 獲取根節點（Element 是 Node 的子類）Node root = document.getDocumentElement();// 4. 調用你寫的遞歸打印方法printNode(root, 0);}public static void printNode(Node n, int indent) {for (int i = 0; i < indent; i++) {System.out.print(' ');}switch (n.getNodeType()) {case Node.DOCUMENT_NODE:System.out.println("Document: " + n.getNodeName());break;case Node.ELEMENT_NODE:System.out.println("Element: " + n.getNodeName());break;case Node.TEXT_NODE:// 忽略只包含空白的文本節點String text = n.getNodeValue().trim();if (!text.isEmpty()) {System.out.println("Text: " + n.getNodeName() + " = " + text);}break;case Node.ATTRIBUTE_NODE:System.out.println("Attr: " + n.getNodeName() + " = " + n.getNodeValue());break;default:System.out.println("NodeType: " + n.getNodeType() + ", NodeName: " + n.getNodeName());}// 5. 如果是元素，還要打印屬性if (n.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {NamedNodeMap attrs = n.getAttributes();for (int i = 0; i < attrs.getLength(); i++) {printNode(attrs.item(i), indent + 2);}}// 6. 遍歷子節點for (Node child = n.getFirstChild(); child != null; child = child.getNextSibling()) {printNode(child, indent + 2);}}}

?

對于DOM API解析出來的結構，我們從根節點Document出發，可以遍歷所有子節點，獲取所有元素、屬性、文本數據，還可以包括注釋，這些節點被統稱為Node，每個Node都有自己的Type，根據Type來區分一個Node到底是元素，還是屬性，還是文本，等等。

使用DOM API時，如果要讀取某個元素的文本，需要訪問它的Text類型的子節點，所以使用起來還是比較繁瑣的。

?使用DOM解析XML的優點是用起來省事，但它的主要缺點是內存占用太大。

2、SAX（Simple API for XML）

  • 事件驅動式解析，不存整個樹結構，邊讀邊處理

  • 適合大文件或只讀操作

SAX是Simple API for XML的縮寫，它是一種基于流的解析方式，邊讀取XML邊解析，并以事件回調的方式讓調用者獲取數據。因為是一邊讀一邊解析，所以無論XML有多大，占用的內存都很小。?

SAX解析會觸發一系列事件：

  • startDocument：開始讀取XML文檔；
  • startElement：讀取到了一個元素，例如<book>；
  • characters：讀取到了字符；
  • endElement：讀取到了一個結束的元素，例如</book>；
  • endDocument：讀取XML文檔結束。

?如果我們用SAX API解析XML，Java代碼如下：

InputStream input = Main.class.getResourceAsStream("/book.xml");
SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();
SAXParser saxParser = spf.newSAXParser();
saxParser.parse(input, new MyHandler());

關鍵代碼SAXParser.parse()除了需要傳入一個InputStream外，還需要傳入一個回調對象，這個對象要繼承自DefaultHandler:

class MyHandler extends DefaultHandler {public void startDocument() throws SAXException {print("start document");}public void endDocument() throws SAXException {print("end document");}public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {print("start element:", localName, qName);}public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {print("end element:", localName, qName);}public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {print("characters:", new String(ch, start, length));}public void error(SAXParseException e) throws SAXException {print("error:", e);}void print(Object... objs) {for (Object obj : objs) {System.out.print(obj);System.out.print(" ");}System.out.println();}
}

運行SAX解析代碼，可以打印出下面的結果：

start document
start element:  book
characters:start element:  name
characters: Java核心技術
end element:  name
characters:start element:  author
...

DOM 更適合增刪查改，SAX 更適合讀文件做分析。

8-5、JAXB：Java ? XML 映射工具（非常實用！）

JAXB（Java Architecture for XML Binding）可以把 XML 文件自動映射成 Java 對象，或者反過來寫入 XML。

示例：

Java Bean：

@XmlRootElement(name = "person")
public class Person {public String name;public int age;
}

讀取 XML 到對象：

JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(Person.class);
Person p = (Person) context.createUnmarshaller().unmarshal(new File("person.xml"));

類似 JSON ? Java（Gson、Jackson），但是 XML 的雙向轉換。

8-6、使用Jackson：Java ? XML 映射工具

Jackson 和 JAXB，兩者都能實現“XML ? Java 對象”的雙向轉換。

  • Jackson 更通用，支持 JSON 和 XML；
  • JAXB 是專門為 XML 設計的官方標準。
特性JAXBJackson
官方地位Java 官方標準第三方庫
XML 支持原生、強大通過擴展模塊
JSON 支持? 不支持? 支持（主打）
默認注解包javax.xml.bind.annotation.*com.fasterxml.jackson.*
是否支持 Schema? 可通過 XSD 生成 Java 類? 不擅長
Java 版本Java 8 自帶，Java 11 需要手動導包全版本支持
在 Spring 中的使用較少用? Spring Boot 默認 JSON/XML 工具

前面我們介紹了DOM和SAX兩種解析XML的標準接口。但是，無論是DOM還是SAX，使用起來都不直觀。

如果能直接從XML文檔解析成一個JavaBean，那比DOM或者SAX不知道容易到哪里去了。

一個名叫Jackson的開源的第三方庫可以輕松做到XML到JavaBean的轉換。我們要使用Jackson，先添加一個Maven的依賴。

<dependency><groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId><artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId><version>2.15.3</version> <!-- 用最新版 -->
</dependency>

?Jackson 支持兩種方式協同工作：

  1. 使用 XmlMapper

  2. 配合注解，來精細控制 XML ? JavaBean 的映射關系

1、?使用 XmlMapper

示例：

InputStream input = Main.class.getResourceAsStream("/book.xml");
JacksonXmlModule module = new JacksonXmlModule();
XmlMapper mapper = new XmlMapper(module);
Book book = mapper.readValue(input, Book.class);
System.out.println(book.id);
System.out.println(book.name);
System.out.println(book.author);
System.out.println(book.isbn);
System.out.println(book.tags);
System.out.println(book.pubDate);

注意到XmlMapper就是我們需要創建的核心對象，可以用readValue(InputStream, Class)直接讀取XML并返回一個JavaBean。運行上述代碼，就可以直接從Book對象中拿到數據。

2、配合注解，精細控制

示例：

@JacksonXmlRootElement(localName = "Person")
public class Person {@JacksonXmlProperty(localName = "name")private String name;@JacksonXmlProperty(isAttribute = true)private int age;
}
方式你告訴它例子
默認方式靠字段名自動猜XmlMapper.readValue(input, Book.class)
注解方式你明確告訴它 “name 是元素”、“age 是屬性”@JacksonXmlProperty(...)

當你要做以下事情時，注解就必須上場了：

場景用法
XML 字段名 和 Java 字段名 不一樣@JacksonXmlProperty(localName = "bookName")
要把字段轉成屬性而不是子標簽@JacksonXmlProperty(isAttribute = true)
需要根標簽重命名@JacksonXmlRootElement(localName = "Book")
嵌套結構/列表@JacksonXmlElementWrapper(useWrapping = false) 等

?

3、Spring Boot 默認集成 Jackson

Spring Boot 默認集成 Jackson，自動將 Java 對象 和 JSON 之間進行轉換，主要用于：

  • 請求參數（@RequestBody）

  • 響應數據（@ResponseBody / REST 接口）

Spring Boot 使用 Jackson 的核心場景是：

1. 控制器返回對象 → 自動轉為 JSON：

@RestController
public class BookController {@GetMapping("/book")public Book getBook() {return new Book("Java入門", "張三");}
}

?訪問 /book 時，Spring Boot 自動把 Book 對象轉為 JSON：

{"title": "Java入門","author": "張三"
}

2. 接收 JSON 請求體并自動轉為 Java 對象：

@PostMapping("/book")
public String addBook(@RequestBody Book book) {return "收到書：" + book.getTitle();
}

如果前端傳：

{"title": "Java核心","author": "李四"
}

后端會自動把它轉換為 Java 對象。

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