XML— это очень просто…

В последнее время аббревиатура «XML» все чаще встречается в статьях, книгах и разговорах профессионалов (и дилетантов). Многое уже было сказано, и многое еще будет сказано об этой универсальной технологии. Основная цель данной статьи состоит в том, чтобы ввести читателя в мир расширяемого языка разметки и показать некоторые средства, используемые для представления знаний посредством XML-технологий и последующей визуализации этих знаний. Я не собираюсь утомлять читателя пространными описаниями стандартов на документы XML, рекомендуемых консорциумом W3C (зайдите в гости к консорциуму, проживающему по адресу http://www.w3.org; здесь расположена вся официальная документация). О некоторых стандартах и их реализации мы поговорим в следующих статьях, а сейчас наша основная задача — понять, из-за чего, собственно говоря, начался весь этот шум вокруг XML.

Прежде всего, необходимо отметить, что высказывания вроде «XML позволит решить все проблемы электронной коммерции» или «XML скоро полностью вытеснит HTML» являются в корне неверными и показывают неведение их авторов относительно роли XML в электронном бизнесе и месте расширяемого языка разметки в сфере интернет-технологий. По мнению ведущих экспертов, XML можно использовать как дополнение к HTML. Вероятно, в будущем XML будет применяться для описания данных, тогда как прерогативой HTML останется форматирование и презентация этих данных.

Судя по наметившимся тенденциям, в будущем XML будет служить связующим звеном между различными платформами и приложениями. Что же касается применения XML в бизнесе, то наилучшей областью для этого специалисты считают B2B (business-to-business). Уже сейчас многие компании, специализирующиеся в электронной коммерции, активно применяют расширяемый язык разметки для улучшения взаимодействия с партнерами.

Что же такое XML? Если речь идет о формальном определении, я бы предложил следующее: XML — это универсальный, не зависящий от платформы язык разметки, который можно использовать для представления иерархических данных и унификации передаваемой информации. Сама аббревиатура расшифровывается как Extensible Markup Language, что в переводе означает «расширяемый язык разметки». Как и HTML (Hypertext Markup Language), XML является потомком SGML (Standard General Markup Language) — «дедушки» языков разметки, который в течение многих лет используется в издательском деле. Иногда говорят, что XML — это не язык, а скорее метаязык, с помощью которого можно определять другие языки. Действительно, путем создания новых тэгов и определения новых структур с помощью этих тэгов мы фактически создаем новые языки с их собственным синтаксисом и семантикой.

Предвижу давно напрашивающийся вопрос: чем же был плох HTML? Последние версии этого языка в сочетании с каскадными таблицами стилей (CSS) позволяют создавать очень красивые web-сайты и обладают практически неограниченными возможностями форматирования гипертекстовых документов. Зачем же нам морочить голову, изобретать и добавлять новые тэги, когда и стандартных элементов (плюс возможности стилевых таблиц) хватает даже для самого причудливого оформления Web-страницы? Дело в том, что XML в его «чистом» виде слабо связан с форматированием документов. Альфа и омега этого языка — возможность семантически и синтаксически корректно описывать сложные структурированные данные. Правильно же представленные данные легче обрабатывать, передавать и представлять пользователю.

Представим себе, что нам необходимо описать некоторые данные о человеке, например, его имя и возраст. Следующий фрагмент HTML-документа выполняет эту задачу:

Теперь попробуем сделать то же самое с помощью XML:

Этот тривиальный пример хорошо демонстрирует различия в представлении данных с помощью HTML и XML. Действительно, то, что относилось к тексту в HTML-представлении (слова «Name» и «Age»), относится к структуре в XML-документе (тэги <name> и <age>). Таким образом, XML позволяет лучше структурировать хранимую и передаваемую информацию. Если в традиционном HTML понятия «представление» и «визуализация» часто смешиваются, то при работе с XML мы четко разделяем эти понятия. Все, что относится к описанию предметной области, делается средствами XML, а то, что относится к визуализации, мы оставляем специальным программам и стилевым таблицам.

Синтаксис прост, но строг…

Рассмотрим следующий простой документ XML:

Первая строка:

является декларацией используемой версии языка. В данном случае это версия 1.0. Не пропускайте эту строку в ваших документах!

Вторая строка

описывает корневой элемент документа (the root element). Составитель как бы предупреждает: «этот документ содержит информацию о людях».

Элементы, представленные тэгами <person> и </person> являются дочерними узлами (child nodes) корневого узла <people>. Слово «class» представляет собой имя атрибута, значение которого равно children. Узлы <name>, <age> и <hobby> являются потомками (descendants) узла <people> и дочерними узлами для <person>. Наконец, тэги <first_name>, <second_name> и <surname> — это «дети» для <name>, «внуки» для <person> и «правнуки» для <people>.

Последняя строка

определяет конец корневого элемента.

Отметим некоторые особенности синтаксиса XML.

В отличие от HTML, все элементы XML должны иметь закрывающий тэг (closing tag). В HTML следующая запись допустима:

В XML опускать закрывающие тэги нельзя. Для данного примера представление текста в формате XML могло бы выглядеть так:

Впрочем, вместо <p> мы могли бы использовать другой тэг, например, отсутствующий в HTML тэг <prgrph>, благо XML позволяет нам изобретать наши собственные тэги. Заметим, что первая, «декларативная» строка документа не содержит закрывающего тэга. Это не ошибка. Дело в том, что декларации не являются элементами XML и не имеют закрывающих тэгов.

В отличие от HTML, тэги XML чувствительны к регистру (case sensitive). Если в HTML строки символов <IMG>, <img> и <Img> представляют собой один и тот же тэг, то в XML эти тэги не эквивалентны. Примеры:

В HTML иногда можно нарушить правила вложения тэгов без тяжелых последствий (в виде сообщения об ошибке). В XML это невозможно. Например, код

в HTML допускается. В XML такая запись ошибочна. Правильный код выглядел бы так:

В отличие от HTML, все документы XML должны иметь корневой элемент. Все остальные элементы являются «потомками» корневого. При этом строгие правила вложения не должны нарушаться.

В отличие от HTML, XML сохраняет пробелы. Строка

в HTML будет показана так:

В XML все пробелы будут сохранены.

В HTML значения атрибутов элементов часто могут не заключаться в кавычки. В XML все значения атрибутов непременно должны быть заключены в кавычки. Нарушение этого правила обязательно приведет к ошибке. Если в нашем примере третью строку изменить следующим образом:

синтаксис XML будет нарушен.

«Хорошие» и «плохие» документы

Документы XML, удовлетворяющие всем требованиям синтаксиса, называют правильными (well-formed). С этой точки зрения построенный нами документ с корневым элементом <people> является правильным. Я надеюсь, что на вашем компьютере заблаговременно был установлен Microsoft Internet Explorer 5.0. Если так, то мы можем проверить «правильность» нашего документа прямо сейчас. Сохраните текст документа в файле myFirstXML.xml и откройте этот файл в Internet Explorer. Если вы правильно скопировали текст, получится нечто вроде этого (рис. 1).

Если бы мы допустили какую-нибудь синтаксическую ошибку, например, забыли закрыть какой-нибудь тэг, программа-анализатор сообщила бы нам об этом через окно Internet Explorer.

Следует отметить, что я перечислил лишь основные правила синтаксиса XML, акцентируя внимание читателя на их отличии от правил построения документов HTML. Кроме правильных документов различают также действительные (valid) документы, которые удовлетворяют специальным определениям типа документа (Document Type Definition, DTD). Определение типа документа представляет собой описание логической структуры, в соответствии с которой строится документ. DTD определяет части документа и указывает, какие элементы и в каком порядке в них могут размещаться. Определение типа документа — это, по сути дела, набор правил, который передается специальной программе-анализатору (parser) для обработки документа и определения его соответствия правилам построения.

Детальные определения типа документа не являются обязательными (хотя рекомендуются) для построения XML-документов. В настоящее время разрабатываются новые, быть может, более эффективные средства задания структуры документа (например, так называемые схемы). Обсуждение деталей DTD выходит за рамки данной статьи. Хочу лишь отметить, что первая строка рассмотренного нами ранее документа

является частью DTD (в рассмотренном примере DTD содержит лишь одну эту строку).

Презентация документа

Я чувствую, что читатель устал от теоретических рассуждений и ждет конкретных указаний, которые помогли бы ему воочию оценить работу XML. Я уже писал, что XML прежде всего используется для представления, а не для визуализации данных. Тем не менее, существуют изящные методы визуализации документов XML. Попробуем визуализировать рассмотренный ранее документ с помощью каскадных таблиц стилей (CSS), о которых вы, вероятно, уже слышали.

Визуализация документов XML с помощью CSS по сути ничем не отличается от визуализации документов HTML. Требуется лишь связать нужный документ с нужной таблицей стилей. Что может быть проще?

Создайте файл myFirstXML.css в той же папке, что и myFirstXML.xml и занесите в него следующие определения стилей:

Здесь display: block означает, что данный элемент нужно представлять в виде отдельного блока в окне браузера, color определяет цвет переднего плана, margin-bottom: 30pt здесь означает, что от каждого элемента <person> следует отступить на 30 пунктов вниз перед показом следующего элемента. Наконец, элементы <person> со значением атрибута class, равным children, следует подсветить желтым цветом.

Не забудьте сохранить файл.

Добавьте в ранее созданный файл myFirstXML.xml строку

после строки

с целью декларировать связь документа XML со стилевой таблицей CSS.

Опять сохраните файл.

Откройте файл myFirstXML.xml в окне Internet Explorer.

Нет, не все так просто…

Таблицы CSS, позволяющие визуализировать XML-документы, все же не решают всех проблем. В настоящее время имеются гораздо более мощные средства для трансформации и презентации документов XML, позволяющие не только произвольным образом форматировать документ XML, но и изменять его структуру, осуществлять поиск и сортировку в документе и выполнять другие интересные и полезные операции. Для расширения таких возможностей был разработан специальный расширяемый язык стилей (XSL). У читателя может возникнуть вопрос: «Если я хочу связывать документ XML с различными стилевыми таблицами, должен ли я каждый раз менять строку документа, декларирующего его связь со стилевой таблицей, или это можно делать динамически, используя скрипты или языки программирования?» Конечно, можно! Впрочем, об этом в следующий раз…