Java - Day23 - XML、XML解析、设计模式

最后更新时间：2022年06月10日

Java - Day23 - XML、XML解析、设计模式

XML

XML概述

  • XML是可扩展标记语言（eXtensible Markup Language)的缩写，它是是一种数据表示格式，可以描述非常复杂的数据结构，常用于传输和存储数据。

XML的几个特点和使用场景

  • 一是纯文本，默认使用UTF-8编码；二是可嵌套。
  • 如果把XML内容存为文件，那么它就是一个XML文件。
  • XML的使用场景：XML内容经常被当成消息进行网络传输，或者作为配置文件用于存储系统的信息。

XML的创建、语法规则

XML的创建

  • 就是创建一个XML类型的文件，要求文件的后缀必须使用xml，如hello_world.xml。

IDEA创建XML文件的操作步骤

XML的语法规则

  • XML文件的后缀名为: xml
  • 文档声明必须是第一行

XML的标签(元素)规则

  • 标签由一对尖括号和合法标识符组成：<name></name>，必须存在一个根标签，有且只能有一个。
  • 标签必须成对出现，有开始，有结束：<name></name>
  • 特殊的标签可以不成对，但是必须有结束标记，如：<br/>
  • 标签中可以定义属性，属性和标签名空格隔开，属性值必须用引号引起来<student id = “1” ></name>
  • 标签需要正确的嵌套

XML的其他组成

  • XML文件中可以定义注释信息：<!-注释内容-->
  • XML文件中可以存在以下特殊字符

实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!-- 注释：根标签有且仅能有一个 -->
<student>
    <name>女儿国王</name>
    <sex>女</sex>
    <hobby>唐僧，追唐僧</hobby>
    <info>
        <age>30</age>
        <addr>女儿国</addr>
    </info>
    <sql>
        select * from user where age &lt; 18;     <!--  &lt; = 小于号（<）-->
        select * from user where age &lt; 18 &amp;&amp; age > 10   <!--  &amp; = &&-->
        <!--CDATA区，这样可以直接写特殊字符，不用转义-->
        <![CDATA[
                select * from user where age < 18
        ]]>
    </sql>
</student>

XML文档约束方式一：DTD约束（了解）

  • 由于XML文件可以自定义标签，导致XML文件可以随意定义，程序在解析的时候可能出现问题。

什么是文档约束？

  • 文档约束：是用来限定xml文件中的标签以及属性应该怎么写。
  • 以此强制约束程序员必须按照文档约束的规定来编写xml文件。

文档约束的分类

  • DTD
  • schema

XML文档约束-DTD的使用（了解）

XML的文档约束-DTD的作用和问题？

  • 可以约束XML文件的编写。
  • 不能约束具体的数据类型。

实例

<!ELEMENT 书架 (书+)>
        <!ELEMENT 书 (书名,作者,售价)>
        <!ELEMENT 书名 (#PCDATA)>
        <!ELEMENT 作者 (#PCDATA)>
        <!ELEMENT 售价 (#PCDATA)>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE 书架 SYSTEM "data.dtd">
<书架>
    <书>
        <书名>精通JavaSE加强</书名>
        <作者>dlei</作者>
        <售价>很贵</售价>
    </书>
    <书>
        <书名></书名>
        <作者></作者>
        <售价></售价>
    </书>
    <书>
        <书名></书名>
        <作者></作者>
        <售价></售价>
    </书>
</书架>

XML文档约束方式二：schema约束（了解）

文档约束-schema

  • schema可以约束具体的数据类型，约束能力上更强大。
  • schema本身也是一个xml文件，本身也受到其他约束文件的要求，所以编写的更加严谨

XML文档约束-schema的使用（了解）

XML的文档约束-schema的优点？

  • 可以约束XML文件的标签内容格式，以及具体的数据类型。

实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        targetNamespace="http://www.itcast.cn"
        elementFormDefault="qualified" >
    <!-- targetNamespace:申明约束文档的地址（命名空间）-->
    <element name='书架'>
        <!-- 写子元素 -->
        <complexType>
            <!-- maxOccurs='unbounded': 书架下的子元素可以有任意多个！-->
            <sequence maxOccurs='unbounded'>
                <element name='书'>
                    <!-- 写子元素 -->
                    <complexType>
                        <sequence>
                            <element name='书名' type='string'/>
                            <element name='作者' type='string'/>
                            <element name='售价' type='double'/>
                        </sequence>
                    </complexType>
                </element>
            </sequence>
        </complexType>
    </element>
</schema>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<书架 xmlns="http://www.itcast.cn"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn data.xsd">
    <!-- xmlns="http://www.itcast.cn"  基本位置
         xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn books02.xsd" 具体的位置 -->
    <书>
        <书名>神雕侠侣</书名>
        <作者>金庸</作者>
        <售价>399.9</售价>
    </书>
    <书>
        <书名>神雕侠侣</书名>
        <作者>金庸</作者>
        <售价>19.5</售价>
    </书>

</书架>

XML解析技术

XML解析技术概述

什么是XML解析

  • 使用程序读取XML中的数据

两种解析方式

  • SAX解析
  • DOM解析

Dom常见的解析工具

DOM解析解析文档对象模型

Dom解析的文档对象模型是怎么样的？

  • Document对象：整个xml文档
  • Element对象：标签
  • Attribute对象：属性
  • Text对象：文本内容

Dom解析常用技术框架

  • Dom4j

Dom4j解析XML文件

Dom4j解析XML-得到Document对象

Dom4j解析XML文件中的各种节点

Dom4j解析XML的元素、属性、文本

Dom4j的解析思想？

  • 得到文档对象Document，从中获取元素对象和内容。

实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<contactList>
    <contact id="1" vip="true">
        <name>   潘金莲  </name>
        <gender>女</gender>
        <email>panpan@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="2" vip="false">
        <name>武松</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wusong@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="3" vip="false">
        <name>武大狼</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wuda@itcast.cn</email>
    </contact>
    <user>
    </user>
</contactList>

package d1;

import org.dom4j.Attribute;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.List;

/**
 目标：学会使用dom4j解析XML文件中的数据。
 1、导入dom4j框架。
 2、准备一个XML文件。
 */
public class Dom4JHelloWorldDemo1 {
    @Test
    public void parseXMLData() throws Exception {
        // 1、创建一个Dom4j的解析器对象，代表了整个dom4j框架
        SAXReader saxReader = new SAXReader();

        // 2、把XML文件加载到内存中成为一个Document文档对象
        // Document document = saxReader.read(new File("xml-app\\src\\Contacts.xml")); // 需要通过模块名去定位
        // Document document = saxReader.read(new FileInputStream("xml-app\\src\\Contacts.xml"));

        // 注意: getResourceAsStream中的/是直接去src下寻找的文件
        InputStream is = Dom4JHelloWorldDemo1.class.getResourceAsStream("/Contacts.xml");
        Document document = saxReader.read(is);

        // 3、获取根元素对象
        Element root = document.getRootElement();
        System.out.println(root.getName());

        // 4、拿根元素下的全部子元素对象(一级)
        // List<Element> sonEles =  root.elements();
        List<Element> sonEles =  root.elements("contact");
        for (Element sonEle : sonEles) {
            System.out.println(sonEle.getName());
        }

        // 拿某个子元素
        Element userEle = root.element("user");
        System.out.println(userEle.getName());

        // 默认提取第一个子元素对象 (Java语言。)
        Element contact = root.element("contact");
        // 获取子元素文本
        System.out.println(contact.elementText("name"));
        // 去掉前后空格
        System.out.println(contact.elementTextTrim("name"));
        // 获取当前元素下的子元素对象
        Element email = contact.element("email");
        System.out.println(email.getText());
        // 去掉前后空格
        System.out.println(email.getTextTrim());

        // 根据元素获取属性值
        Attribute idAttr = contact.attribute("id");
        System.out.println(idAttr.getName() + "-->" + idAttr.getValue());
        // 直接提取属性值
        System.out.println(contact.attributeValue("id"));
        System.out.println(contact.attributeValue("vip"));




    }
}

Dom4j解析XML文件-案例实战

实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<contactList>
    <contact id="1" vip="true">
        <name>   潘金莲  </name>
        <gender>女</gender>
        <email>panpan@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="2" vip="false">
        <name>武松</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wusong@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="3" vip="false">
        <name>武大狼</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wuda@itcast.cn</email>
    </contact>
    <user>
    </user>
</contactList>

package d1;
/**
 <contact id="1" vip="true">
 <name>   潘金莲  </name>
 <gender>女</gender>
 <email>panpan@itcast.cn</email>
 </contact>
 */
public class Contact {
    private String name;
    private int id;
    private boolean vip;
    private char gender;
    private String email;

    public Contact() {
    }

    public Contact(String name, int id, boolean vip, char gendar, String email) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.vip = vip;
        this.gender = gendar;
        this.email = email;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public boolean isVip() {
        return vip;
    }

    public void setVip(boolean vip) {
        this.vip = vip;
    }

    public char getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(char gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Contact{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                ", vip=" + vip +
                ", gendar=" + gender +
                ", email='" + email + '\'' +
                '}';
    }
}

package d1;

import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Dom4JTest2 {
    @Test
    public void parseToList() throws Exception {
        // 需求：解析XML中的数据成为一个List集合对象。
        // 1、导入框架（做过）
        // 2、创建SaxReader对象
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        // 3、加载XML文件成为文档对象Document对象。
        Document document =
                saxReader.read(Dom4JTest2.class.getResourceAsStream("/Contacts.xml"));
        // 4、先拿根元素
        Element root = document.getRootElement();
        // 5、提取contact子元素
        List<Element> contactEles = root.elements("contact");
        // 6、准备一个ArrayList集合封装联系人信息
        List<Contact> contacts = new ArrayList<>();
        // 7、遍历Contact子元素
        for (Element contactEle : contactEles) {
            // 8、每个子元素都是一个联系人对象
            Contact contact = new Contact();
            contact.setId(Integer.valueOf(contactEle.attributeValue("id")));
            contact.setVip(Boolean.valueOf(contactEle.attributeValue("vip")));
            contact.setName(contactEle.elementTextTrim("name"));
            contact.setGender(contactEle.elementTextTrim("gender").charAt(0));
            contact.setEmail(contactEle.elementText("email"));
            // 9、把联系人对象数据加入到List集合
            contacts.add(contact);
        }
        // 10、遍历List集合
        for (Contact contact : contacts) {
            System.out.println(contact);
        }
    }
}

XML检索技术：Xpath

如果需要从XML文件中检索需要的某个信息（如name）怎么解决？

  • Dom4j需要进行文件的全部解析，然后再寻找数据。
  • Xpath技术更加适合做信息检索。

XPath介绍

  • XPath在解析XML文档方面提供了一独树一帜的路径思想，更加优雅，高效。
  • XPath使用路径表达式来定位XML文档中的元素节点或属性节点。

示例

  • /元素/子元素/孙元素

使用Xpath检索出XML文件

Xpath的四大检索方案

  • 绝对路径
  • 相对路径
  • 全文检索
  • 属性查找

XPath：绝对路径

Xpath作用，四大类

实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<contactList>
    <contact id="1" vip="true">
        <name>   潘金莲  </name>
        <gender>女</gender>
        <email>panpan@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="2" vip="false">
        <name>武松</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wusong@itcast.cn</email>
    </contact>
    <contact id="3" vip="false">
        <name>武大狼</name>
        <gender>男</gender>
        <email>wuda@itcast.cn</email>
    </contact>
    <user>
        <contact>
            <info>
                <name id="888">我是西门庆</name>
            </info>
        </contact>
    </user>
</contactList>

package d2;
import org.dom4j.Attribute;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.Node;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import org.junit.Test;

import java.util.List;

public class XPathDemo {
    /**
     1.绝对路径: /根元素/子元素/子元素。
     */
    @Test
    public void parse01() throws Exception {
        // a、创建解析器对象
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        // b、把XML加载成Document文档对象
        Document document =
                saxReader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/Contacts2.xml"));
        // c、检索全部的名称
        List<Node> nameNodes = document.selectNodes("/contactList/contact/name");
        for (Node nameNode : nameNodes) {
            Element  nameEle = (Element) nameNode;
            System.out.println(nameEle.getTextTrim());
        }
    }

    /**
     2.相对路径： ./子元素/子元素。 (.代表了当前元素)
     */
    @Test
    public void parse02() throws Exception {
        // a、创建解析器对象
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        // b、把XML加载成Document文档对象
        Document document =
                saxReader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/Contacts2.xml"));
        Element root = document.getRootElement();
        // c、检索全部的名称
        List<Node> nameNodes = root.selectNodes("./contact/name");
        for (Node nameNode : nameNodes) {
            Element  nameEle = (Element) nameNode;
            System.out.println(nameEle.getTextTrim());
        }
    }

    /**
     3.全文搜索：
     //元素  在全文找这个元素
     //元素1/元素2  在全文找元素1下面的一级元素2
     //元素1//元素2  在全文找元素1下面的全部元素2
     */
    @Test
    public void parse03() throws Exception {
        // a、创建解析器对象
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        // b、把XML加载成Document文档对象
        Document document =
                saxReader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/Contacts2.xml"));
        // c、检索数据
        //List<Node> nameNodes = document.selectNodes("//name");
        // List<Node> nameNodes = document.selectNodes("//contact/name");
        List<Node> nameNodes = document.selectNodes("//contact//name");
        for (Node nameNode : nameNodes) {
            Element  nameEle = (Element) nameNode;
            System.out.println(nameEle.getTextTrim());
        }
    }

    /**
     4.属性查找。
     //@属性名称  在全文检索属性对象。
     //元素[@属性名称]  在全文检索包含该属性的元素对象。
     //元素[@属性名称=值]  在全文检索包含该属性的元素且属性值为该值的元素对象。
     */
    @Test
    public void parse04() throws Exception {
        // a、创建解析器对象
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        // b、把XML加载成Document文档对象
        Document document =
                saxReader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/Contacts2.xml"));
        // c、检索数据
        List<Node> nodes = document.selectNodes("//@id");
        for (Node node : nodes) {
            Attribute attr = (Attribute) node;
            System.out.println(attr.getName() + "===>" + attr.getValue());
        }

        // 查询name元素（包含id属性的）
//      Node node = document.selectSingleNode("//name[@id]");
        Node node = document.selectSingleNode("//name[@id=888]");
        Element ele = (Element) node;
        System.out.println(ele.getTextTrim());
    }
}

设计模式：工厂模式

什么是工厂设计模式？

  • 之前我们创建类对象时，都是使用new对象的形式创建，在很多业务场景下也提供了不直接new的方式。
  • 工厂模式（Factory Pattern）是Java中最常用的设计模式之一，这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种获取对象的方式。

工厂设计模式的作用

  • 工厂的方法可以封装对象的创建细节，比如：为该对象进行加工和数据注入。
  • 可以实现类与类之间的解耦操作(核心思想)。

设计模式：装饰模式

什么是装饰设计模式？

  • 创建一个新类，包装原始类，从而在新类中提升原来类的功能。

装饰设计模式的作用

  • 作用：装饰模式指的是在不改变原类的基础上，动态地扩展一个类的功能。
  • ① 定义父类。
  • ② 定义原始类，继承父类，定义功能。
  • ③ 定义装饰类，继承父类，包装原始类，增强功能!!

接下来需要学习什么？

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