XML Schema

像全部XML Schema 语言同样，XSD用来描述一组规则──一个XML文件必须遵照这些规则，才能根据该schema‘合法（Valid）’。php

然而，与其余XML Schema 语言不一样，XSD意图设计为在确认一个文档的有效性时，将会产生知足特定数据类型的一个信息集合。这种后验证的XML信息集可用来开发XML文件处理软件。正则表达式

XSD名称的来源

由于有其余XML schema 语言存在，故在引用这W3C建议的语言时，使用XML Schema或W3C XML Schema，Schema永远前缀大写。编程

“XML Schema”在2001年5月成为W3C推荐标准。因为“XML Schema”做为一种W3C的推荐标准的名字与广义的XML Schema 语言存在名称上的混淆，用户社区的一部分人采用了“WXS”来称呼它，用户社区的另外一部分人采用“XSD”（XML Schema Definition首字母缩略字）来称呼它。W3C发布的1.1标准采用了“XSD”做为官方称呼。app

历史

在官方文档的参考附录里，XSD标准认可受到[文件类型描述|DTD]]和其余早期XML schema 语言的影响，如DDML、SOX、XML-Data、以及XDR。XSD从中吸取了一些特性，然而也在这些特性中有所折衷。这些早期schema 语言中的XDR与SOX在XML Schema发布后仍继续使用了一段时间。很多微软的产品支持XDR直到2006年十二月MSXML 6.0的发布（MSXML 6.0抛弃了XDR改用XSD）[1] 。Commerce One, Inc支持它本身的SOX schema 语言直到该公司于2004年底破产。2004年十二月，Novell, Inc.购买了该公司，包括那些与SOX相关的专利，据报导是尽力防止被某些不相关的、以打专利相关官司为生的公司剥削图利[2] 。ide

著名的XSD建议的内容但在XML本身的DTD中不可用的特性是名字空间感知（namespace awareness）与数据类型。spa

2012年4月， XSD 1.1成为W3C推荐标准。April 2012设计

Schema与schema文档

技术上说schema是元数据的一个抽象集合，包含一套schema component: 主要是元素与属性的声明、复杂与简单数据类型的定义。这些schema component一般是在处理一批schema document时被建立。schema文档包含着schema component的源语言定义。在平常使用中，一个schema文档常被称做一个schema。rest

Schema文档经过名字空间组织起来：全部的被命名的schema component属于一个目标名字空间；这个目标名字空间是schema文档做为总体的一个属性。schema文档能够包含进来（include）使用同一名字空间的其它schema文档，也能够导入（import）使用不一样名字空间的schema文档。code

当一个实例文档针对一个schema来验证有效性时（这一过程称为assessment），用来验证有效性的schema能够做为参数提供给验证器，也能够在实例文档中做为两种特殊属性之一直接提供：component

xsi:schemaLocation
xsi:noNamespaceSchemaLocation.这种机制要求客户启动验证以充分相信这个文档，知道文档对正确的schema是有效的。

"xsi"是名字空间"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"的传统前缀。

XML Schema Documents一般有文件扩展名".xsd". XSD尚未专门的互联网媒体类型，所以按照 RFC 3023使用"application/xml"或"text/xml" .

Schema component

主要的schema component有:

元素声明（Element declaration）, 定义了元素的性质。包括：元素名字、目标名字空间；一个很是重要的性质是元素的类型，它限制了元素包含哪些属性与子元素。在XSD 1.1标准中，能够根据属性的值来有条件定义元素类型。一个元素能够属于一个替换群（substitution group），若是元素E在元素H的替换群中，那么schema许可H出现的地方E均可以出现。元素能够有完整性（integrity）约束：惟一性（uniqueness）约束肯定特定值在该元素为根的子树中是独一无二的；引用（referential）约束肯定值必须匹配一些其它元素的标识符。元素声明能够是全局的或局部的，容许同一个名字被用于一个实例文档的不一样部分的不相关的元素。
属性声明（Attribute declaration）,定义了属性的性质。包括：属性名字、目标名字空间，属性类型限制了属性能够取哪些值，也能够指出属性的缺省值或固定值（fixed value，即属性只能取这个值）。
简单与复杂数据类型（Simple and complex type）.详见下节
模型群（model group）与属性群（attribute group）定义。这其实是宏（macro）：被命名的元素的群与属性的群，可在许多数据类型定义中被重用。
属性使用（attribute use）表示复杂数据类型与属性声明的关系，指出属性是必需的仍是可选的，在何时使用这种数据类型。
元素粒子（element particle）相似于表示复杂类型与元素的关系，指出元素在上下文中出现的最大与最小次数。相似于元素粒子，内容模型能够包括模型群粒子，在语法上至关于非终结符：定义了容许的元素序列的选择与重复的单位。此外，通配符粒子表示了一套元素或元素序列。

其它更专门的schema component包括annotations, assertions, notations, 以及包含了schema总体信息的schema component.

数据类型

简单数据类型（simple type）包含了能够出如今元素或属性的文本值。这是XSD与DTD的最大区别。

XSD提供了一套19个基本数据类型：

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

能够从这些基本数据类型经过三种机制构建三种数据类型：

restriction (减小值集的范围),
list (容许一个值的序列),
union (容许从几个数据类型中选择值).

XSD规范定义了25个导出数据类型。用户能够在schema中进一步定义本身的导出类型。

Restriction机制包括指出最大最小值、正则表达式、限制字符串的长度、限制十进制数的位数等。XSD 1.1又增长了assertions, 即经过一个[XPath 2.0]]表达式给出任意约束的能力。

复杂数据类型描述了一个元素的许可内容。包括这个元素、属性、子元素的许可内容。复杂类型定义由一套属性使用与一个内容模型组成。内容模型能够是：

只有元素的内容（element-only content）, 不容许有文本（但能够有空白符或者子元素能够有文本）;
简单内容（simple content）, 容许有文本，不容许有子元素;
空内容（empty content）, 文本与子元素都不被容许;
混合内容（mixed content）, 文本与子元素均可以有.

复杂数据类型能够从别的复杂类型导出：

restriction方法，不容许基类型容许的一些元素、属性或者值
extension方法，容许额外的属性或元素出现。

XSD 1.1又增长了assertion方法来约束复杂类型, 即经过一个[XPath 2.0]]表达式必须求值为真

Schema 既验信息集（Post-Schema-Validation Infoset）

基于 Schema 的验证完成后，能够按照 Schema 所隐含的数据模型来表达文档的结构与内容。XML Schema 数据模型包括：

词汇（元素与属性名称集）
内容模型（关联与结构）
数据类型

这些信息的集合即为 Schema 既验信息集（Post-Schema-Validation Infoset （PSVI））。对于有效的 XML，PSVI 给它赋以特定的“类型”，从而便于以对象方式来处理整个文档，并应用面向对象程序设计（OOP）范式。

XML Schema的次要用途

XML Schema的主要用途是形式描述XML文档，然而最终的schema除了简单验证文档外还有许多其余用途。

代码生成

Schema可用于生成代码，这称做{[tsl|en|XML Data Binding}}。这些代码容许XML文档的内容做为编程环境中的对象。

XML文件结构文档的生成

Schema可用于产生人可读的文档来描述一个XML文件的结构。这在做者利用了标记元素（annotation element）时很是有用。

批评

虽然XML Schema获取了普遍的成功应用，但也受到了大量严厉的批评，远超出其余W3C推荐标准。下述研究者很好地总结了这些批评：James Clark,^[1] Anders Møller与Michael Schwartzbach,^[2] Rick Jelliffe^[3]，David Webber.^[4]

通常问题:

推荐标准数百页，语句很是技术化，对于非专业的用户来讲过于复杂难读。不少人发现W3Cs XML Schema Primer更易于理解.
XSD缺乏形式化数学规范，这使得关于schema的自动推理很困难，例如证实一个修改过的schema是向后兼容的。
语言中有不少例外，如元素的限制（restriction）不一样于属性的限制。

表达能力的实践限制:

XSD对无序内容提供了极少支持
XSD不能要求提供root element (于是要求额外的信息来验证即便最简单的文档).
在描述mixed content, 没有任何方式约束字符内容(甚至没办法指定一个有效字符集).
内容与属性声明不能依赖于元素或属性上下文 (这也是DTD的一个大问题).
不是100%自描述 (上一点就是个例子), 即便有这样的初始设计需求.
默认不能被独立于声明被指定(这使其不能给出一族schema尽在默认值上不一样);元素默认只能是字符数据(不包含markup).

技术问题:

虽然从技术上听从名字空间，但看起来并不追随名字空间的精神原则。(例如 "unqualified locals").
XSD 1.0不提供机制，使得一个属性的值或者存在依赖于另外一个属性的值或存在(被称为co-occurrence constraints). XSD 1.1解决了这个问题.
XSD数据类型的范围很是随意.^[5]
验证与扩增(augmentation，增长类型信息与默认值)应该保持分离。

示范

一个Schema的简易示例，描述某个指定的国家，是这样的：

<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>

一份听从这个视图的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

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目录

XSD名称的来源

历史

Schema与schema文档

Schema component

数据类型

Schema 既验信息集（Post-Schema-Validation Infoset）

XML Schema的次要用途

代码生成

XML文件结构文档的生成

批评

示范