XML Schema

像全部XML Schema 語言同樣，XSD用來描述一組規則──一個XML文件必須遵照這些規則，才能根據該schema‘合法（Valid）’。php

然而，與其餘XML Schema 語言不一樣，XSD意圖設計爲在確認一個文檔的有效性時，將會產生知足特定數據類型的一個信息集合。這種後驗證的XML信息集可用來開發XML文件處理軟件。正則表達式

XSD名稱的來源

由於有其餘XML schema 語言存在，故在引用這W3C建議的語言時，使用XML Schema或W3C XML Schema，Schema永遠前綴大寫。編程

「XML Schema」在2001年5月成爲W3C推薦標準。因爲「XML Schema」做爲一種W3C的推薦標準的名字與廣義的XML Schema 語言存在名稱上的混淆，用戶社區的一部分人採用了「WXS」來稱呼它，用戶社區的另外一部分人採用「XSD」（XML Schema Definition首字母縮略字）來稱呼它。W3C發佈的1.1標準採用了「XSD」做爲官方稱呼。app

歷史

在官方文檔的參考附錄裏，XSD標準認可受到[文件類型描述|DTD]]和其餘早期XML schema 語言的影響，如DDML、SOX、XML-Data、以及XDR。XSD從中吸取了一些特性，然而也在這些特性中有所折衷。這些早期schema 語言中的XDR與SOX在XML Schema發佈後仍繼續使用了一段時間。很多微軟的產品支持XDR直到2006年十二月MSXML 6.0的發佈（MSXML 6.0拋棄了XDR改用XSD）[1] 。Commerce One, Inc支持它本身的SOX schema 語言直到該公司於2004年底破產。2004年十二月，Novell, Inc.購買了該公司，包括那些與SOX相關的專利，據報導是盡力防止被某些不相關的、以打專利相關官司爲生的公司剝削圖利[2] 。ide

著名的XSD建議的內容但在XML本身的DTD中不可用的特性是名字空間感知（namespace awareness）與數據類型。spa

2012年4月， XSD 1.1成爲W3C推薦標準。April 2012設計

Schema與schema文檔

技術上說schema是元數據的一個抽象集合，包含一套schema component: 主要是元素與屬性的聲明、複雜與簡單數據類型的定義。這些schema component一般是在處理一批schema document時被建立。schema文檔包含着schema component的源語言定義。在平常使用中，一個schema文檔常被稱做一個schema。rest

Schema文檔經過名字空間組織起來：全部的被命名的schema component屬於一個目標名字空間；這個目標名字空間是schema文檔做爲總體的一個屬性。schema文檔能夠包含進來（include）使用同一名字空間的其它schema文檔，也能夠導入（import）使用不一樣名字空間的schema文檔。code

當一個實例文檔針對一個schema來驗證有效性時（這一過程稱爲assessment），用來驗證有效性的schema能夠做爲參數提供給驗證器，也能夠在實例文檔中做爲兩種特殊屬性之一直接提供：component

xsi:schemaLocation
xsi:noNamespaceSchemaLocation.這種機制要求客戶啓動驗證以充分相信這個文檔，知道文檔對正確的schema是有效的。

"xsi"是名字空間"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"的傳統前綴。

XML Schema Documents一般有文件擴展名".xsd". XSD尚未專門的互聯網媒體類型，所以按照 RFC 3023使用"application/xml"或"text/xml" .

Schema component

主要的schema component有:

元素聲明（Element declaration）, 定義了元素的性質。包括：元素名字、目標名字空間；一個很是重要的性質是元素的類型，它限制了元素包含哪些屬性與子元素。在XSD 1.1標準中，能夠根據屬性的值來有條件定義元素類型。一個元素能夠屬於一個替換羣（substitution group），若是元素E在元素H的替換羣中，那麼schema許可H出現的地方E均可以出現。元素能夠有完整性（integrity）約束：惟一性（uniqueness）約束肯定特定值在該元素爲根的子樹中是獨一無二的；引用（referential）約束肯定值必須匹配一些其它元素的標識符。元素聲明能夠是全局的或局部的，容許同一個名字被用於一個實例文檔的不一樣部分的不相關的元素。
屬性聲明（Attribute declaration）,定義了屬性的性質。包括：屬性名字、目標名字空間，屬性類型限制了屬性能夠取哪些值，也能夠指出屬性的缺省值或固定值（fixed value，即屬性只能取這個值）。
簡單與複雜數據類型（Simple and complex type）.詳見下節
模型羣（model group）與屬性羣（attribute group）定義。這其實是宏（macro）：被命名的元素的羣與屬性的羣，可在許多數據類型定義中被重用。
屬性使用（attribute use）表示複雜數據類型與屬性聲明的關係，指出屬性是必需的仍是可選的，在何時使用這種數據類型。
元素粒子（element particle）相似於表示複雜類型與元素的關係，指出元素在上下文中出現的最大與最小次數。相似於元素粒子，內容模型能夠包括模型羣粒子，在語法上至關於非終結符：定義了容許的元素序列的選擇與重複的單位。此外，通配符粒子表示了一套元素或元素序列。

其它更專門的schema component包括annotations, assertions, notations, 以及包含了schema總體信息的schema component.

數據類型

簡單數據類型（simple type）包含了能夠出如今元素或屬性的文本值。這是XSD與DTD的最大區別。

XSD提供了一套19個基本數據類型：

anyURI
base64Binary
boolean
date
dateTime
decimal
double
duration
float
hexBinary
gDay
gMonth
gMonthDay
gYear
gYearMonth
NOTATION
QName
string
time).

能夠從這些基本數據類型經過三種機制構建三種數據類型：

restriction (減小值集的範圍),
list (容許一個值的序列),
union (容許從幾個數據類型中選擇值).

XSD規範定義了25個導出數據類型。用戶能夠在schema中進一步定義本身的導出類型。

Restriction機制包括指出最大最小值、正則表達式、限制字符串的長度、限制十進制數的位數等。XSD 1.1又增長了assertions, 即經過一個[XPath 2.0]]表達式給出任意約束的能力。

複雜數據類型描述了一個元素的許可內容。包括這個元素、屬性、子元素的許可內容。複雜類型定義由一套屬性使用與一個內容模型組成。內容模型能夠是：

只有元素的內容（element-only content）, 不容許有文本（但能夠有空白符或者子元素能夠有文本）;
簡單內容（simple content）, 容許有文本，不容許有子元素;
空內容（empty content）, 文本與子元素都不被容許;
混合內容（mixed content）, 文本與子元素均可以有.

複雜數據類型能夠從別的複雜類型導出：

restriction方法，不容許基類型容許的一些元素、屬性或者值
extension方法，容許額外的屬性或元素出現。

XSD 1.1又增長了assertion方法來約束複雜類型, 即經過一個[XPath 2.0]]表達式必須求值爲真

Schema 既驗信息集（Post-Schema-Validation Infoset）

基於 Schema 的驗證完成後，能夠按照 Schema 所隱含的數據模型來表達文檔的結構與內容。XML Schema 數據模型包括：

詞彙（元素與屬性名稱集）
內容模型（關聯與結構）
數據類型

這些信息的集合即爲 Schema 既驗信息集（Post-Schema-Validation Infoset （PSVI））。對於有效的 XML，PSVI 給它賦以特定的「類型」，從而便於以對象方式來處理整個文檔，並應用面向對象程序設計（OOP）範式。

XML Schema的次要用途

XML Schema的主要用途是形式描述XML文檔，然而最終的schema除了簡單驗證文檔外還有許多其餘用途。

代碼生成

Schema可用於生成代碼，這稱做{[tsl|en|XML Data Binding}}。這些代碼容許XML文檔的內容做爲編程環境中的對象。

XML文件結構文檔的生成

Schema可用於產生人可讀的文檔來描述一個XML文件的結構。這在做者利用了標記元素（annotation element）時很是有用。

批評

雖然XML Schema獲取了普遍的成功應用，但也受到了大量嚴厲的批評，遠超出其餘W3C推薦標準。下述研究者很好地總結了這些批評：James Clark,^[1] Anders Møller與Michael Schwartzbach,^[2] Rick Jelliffe^[3]，David Webber.^[4]

通常問題:

推薦標準數百頁，語句很是技術化，對於非專業的用戶來講過於複雜難讀。不少人發現W3Cs XML Schema Primer更易於理解.
XSD缺乏形式化數學規範，這使得關於schema的自動推理很困難，例如證實一個修改過的schema是向後兼容的。
語言中有不少例外，如元素的限制（restriction）不一樣於屬性的限制。

表達能力的實踐限制:

XSD對無序內容提供了極少支持
XSD不能要求提供root element (於是要求額外的信息來驗證即便最簡單的文檔).
在描述mixed content, 沒有任何方式約束字符內容(甚至沒辦法指定一個有效字符集).
內容與屬性聲明不能依賴於元素或屬性上下文 (這也是DTD的一個大問題).
不是100%自描述 (上一點就是個例子), 即便有這樣的初始設計需求.
默認不能被獨立於聲明被指定(這使其不能給出一族schema盡在默認值上不一樣);元素默認只能是字符數據(不包含markup).

技術問題:

雖然從技術上聽從名字空間，但看起來並不追隨名字空間的精神原則。(例如 "unqualified locals").
XSD 1.0不提供機制，使得一個屬性的值或者存在依賴於另外一個屬性的值或存在(被稱爲co-occurrence constraints). XSD 1.1解決了這個問題.
XSD數據類型的範圍很是隨意.^[5]
驗證與擴增(augmentation，增長類型信息與默認值)應該保持分離。

示範

一個Schema的簡易示例，描述某個指定的國家，是這樣的：

<xs:schema
 xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
   <xs:element name="country" type="Country">
     <xs:complexType name="Country">
      <xs:sequence>
       <xs:element name="name" type="xs:string"/>
       <xs:element name="population" type="xs:decimal"/>
      </xs:sequence>
     </xs:complexType>
   </xs:element>
</xs:schema>

一份聽從這個視圖的XML文件：

<country
 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 xsi:noNamespaceSchemaLocation="country.xsd">
  <name>France</name>
  <population>59.7</population>
</country>

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

XML Schema

XML Schema

目錄

XSD名稱的來源

歷史

Schema與schema文檔

Schema component

數據類型

Schema 既驗信息集（Post-Schema-Validation Infoset）

XML Schema的次要用途

代碼生成

XML文件結構文檔的生成

批評

示範