java解析xml的方法(DOM/SAX/JDOM/DOM4J)详解
XML是一种通用的数据交换格式,它的平台无关性、语言无关性、系统无关性、给数据集成与交互带来了极大的方便。XML在不同的语言环境中解析方式都是一样的,只不过实现的语法不同而已。
XML的解析方式分为四种：1、DOM解析；2、SAX解析；3、JDOM解析；4、DOM4J解析。其中前两种属于基础方法，是官方提供的平台无关的解析方式；后两种属于扩展方法，它们是在基础的方法上扩展出来的，只适用于java平台。
一：XML基础
XML是什么:
可扩展的标记语言
XML能干什么:
描述数据、存储数据、传输（交换）数据。
XML与HTML区别：
目的不一样
XML 被设计用来描述数据，其焦点是数据的内容。
HTML 被设计用来展示数据，其焦点是数据的外观。
HTML可以不关闭标签（即标签可以不成对出现），但XML必须关闭标签（即标签必须成对出现）。
HTML中的标签标识文本如何展示，而XML中的标签标识文本是什么含义（什么类型的文本）。
XML文档节点类型
u 文档(document)
u 元素(element)
u 属性(attribute)
u 文本(PCDATA--parsed character data)
u 注释(comment)
u DOCTYPE ：主要验证文档内容的正确性
u 实体(ENTITIES)
u CDATA(character data)
XML语法
1、声明：<?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?>
2、根节点：必须有一个根节点
3、标签：标签必须有结束且区分大小写，标签必须顺序嵌套
4、属性：必须引号引起值
5、空格会被保留，HTML空格最多保留一个
6、命名规则：命名必须见名知意
a)名字可包含字母、数字以及其他的字符
b)名字不能以数字或者标点符号开始
c)名字不能以字符“xml”（或者XML、Xml）开始
7、名字不能包含空格
8、 不应在 XML 元素名称中使用 ":" ，这是由于它用于命名空间（namespaces）的保留字。
9、标签优先于属性。
10、XML 命名空间可提供避免元素命名冲突的方法。
11、CDATA：字符数据，<![CDATA[字符数据]]> ，字符数据不进行转义
12、实体：&实体;
Xml约束
XML DTD 约束
DTD（DocType Definition 文档类型定义）的作用是定义 XML 文档的合法构建模块。
它使用一系列的合法元素来定义文档结构。用于约定XML格式。
1、DTD引用方式
1、内部 <!DOCTYPE 根元素 [元素声明]>
例如：
<?xml version="1.0"encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<!DOCTYPE 书架 [
<!ELEMENT 书架 (书+)>
<!ELEMENT 书 (书名,作者,售价)>
<!ELEMENT 书名 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 作者 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 售价 (#PCDATA)>
]>
<书架>
<书>
<书名>Java就业培训教程</书名>
<作者>张孝祥</作者>
<售价>39.00元</售价>
</书>
...
</书架>
2、外部私有的 SYSTEM 一般是我们自己定义的，可能只是一个公司内部使用
<!DOCTYPE 根元素 SYSTEM "dtd文件位置">
例如：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE 书架 SYSTEM "book.dtd">
<书架>
<书>
<书名>java编程思想</书名>
<作者>Brnee</作者>
<售价>80</售价>
</书>
</书架>
3、外部公有的 PUBLIC 一般是一些标准，可能非常多的人用
<!DOCTYPE 根元素 PUBLIC "命名空间""dtd文件位置">
首先根据“命名空间”去问环境要相应的dtd文件，如果有，直接提供，如果没有再根据dtd文件位置找。
例如：<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//SunMicrosystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
2、例子：
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note [
<!ELEMENT note (to,from,heading,body)>
<!ELEMENT to (#PCDATA)>
<!ELEMENT from (#PCDATA)>
<!ELEMENT heading (#PCDATA)>
<!ELEMENT body (#PCDATA)>
]>
<note>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me this weekend</body>
</note>
3、参考文档：
点击打开链接
XML Schema 约束
XML Schema 是基于 XML 的 DTD 替代者。XML Schema 描述 XML 文档的结构。XML Schema 语言也称作 XML Schema 定义（XML Schema Definition，XSD）。
DTD不是通过XML语法定义文档结构， 不能定义数据类型和限制Schema通过XML语法定义文档结构，可以定义数据类型和限制
约定XML格式
- 定义可出现在文档中的元素
- 定义可出现在文档中的属性
- 定义哪个元素是子元素
- 定义子元素的次序
- 定义子元素的数目
- 定义元素是否为空，或者是否可包含文本
- 定义元素和属性的数据类型
- 定义元素和属性的默认值以及固定值
1、为何使用Schema
XML Schema 是 DTD 的继任者
- XML Schema 可针对未来的需求进行扩展
- XML Schema 更完善，功能更强大
- XML Schema 基于 XML 编写
- XML Schema 支持数据类型和限制
- XML Schema 支持命名空间
2、Schema引用方式
<users xmlns="命名空间"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="命名空间 Schema位置">
如何找Schema，和DTD一样，首先根据命名空间问环境要，找不到再根据Schema位置找。
3、例子：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
<!--xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 声名了w3c的名称空间，方便下面调用 -->
targetNamespace="http://www.zhong.cn"
elementFormDefault="qualified">
<!--
schema 是根元素
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
指明了在schema中使用的元素和数据种类来自http://www.w3.org/2001/XMLSchema名称空间（namespace）。
它也指定了来自"http://www.w3.org/2001/XMLSchema"名称空间（namespace）的元素和数据种类必须带前缀“xs:”
targetNamespace="http://www.zhong.cn"(将全部元素绑定给这个名称空间)
暗示了由这份schema(shiporder, orderperson, shipto, ....)定义的元素来自"http://www.zhong.com"名称空间
xmlns="http://www.w3schools.com"
指明了默认名称空间（namespace）是http://www.w3schools.com.
elementFormDefault="qualified" （“unqualified”）将根节点绑定到名称空间
将所有元素绑定到名称空间
-->
<!--xs:element 指的是element这个元素来自于xs名称空间 -->
<xs:element name="shiporder"> <!-- 定义一个元素 shiporder -->
<xs:complexType> <!-- 类型是：复合类型（里面包含元素或者属性） -->
<xs:sequence> <!-- 元素要有顺序 -->
<xs:element name="orderperson" type="xs:string"/> <!-- 定义一个元素 orderperson 类型为：字符串 -->
<xs:element name="shipto" minOccurs="1" maxOccurs="1"> <!-- 定义一个元素 shipto 最少出现1次，最多出现1次 -->
<xs:complexType> <!-- shipto元素也是复合类型 -->
<xs:sequence> <!-- 元素要有顺序 -->
<xs:element name="name" type="xs:string"/> <!-- 在shipto元素中定义一个元素 name 类型为：字符串 -->
<xs:element name="address" type="xs:string"/>
<xs:element name="city" type="xs:string"/>
<xs:element name="country" type="xs:string"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
<xs:element name="item" maxOccurs="unbounded"> <!-- 在shiporder元素中定义一个元素 item 出现次数可以无限次 -->
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="title" type="xs:string"/>
<xs:element name="note" type="xs:string" minOccurs="0"/>
<xs:element name="quantity" type="xs:positiveInteger"/>
<xs:element name="price" type="xs:decimal"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
<xs:attribute name="orderid" type="xs:string" use="required"/>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:schema>
二、Java解析XML
1. 介绍
1）DOM(JAXP Crimson解析器)
DOM是用与平台和语言无关的方式表示XML文档的官方W3C标准。DOM是以层次结构组织的节点或信息片断的集合。这个层次结构允许开发人员在树中寻找特定信息。分析该结构通常需要加载整个文档和构造层次结构，然后才能做任何工作。由于它是基于信息层次的，因而DOM被认为是基于树或基于对象的。DOM以及广义的基于树的处理具有几个优点。首先，由于树在内存中是持久的，因此可以修改它以便应用程序能对数据和结构作出更改。它还可以在任何时候在树中上下导航，而不是像SAX那样是一次性的处理。DOM使用起来也要简单得多。
DOM树所提供的随机访问方式给应用程序的开发带来了很大的灵活性，它可以任意地控制整个XML文档中的内容。然而，由于DOM分析器把整个XML文档转化成DOM树放在了内存中，因此，当文档比较大或者结构比较复杂时，对内存的需求就比较高。而且，对于结构复杂的树的遍历也是一项耗时的操作。所以，DOM分析器对机器性能的要求比较高，实现效率不十分理想。不过，由于DOM分析器所采用的树结构的思想与XML文档的结构相吻合，同时鉴于随机访问所带来的方便，因此，DOM分析器还是有很广泛的使用价值的。
优点：
1、形成了树结构，有助于更好的理解、掌握，且代码容易编写。
2、解析过程中，树结构保存在内存中，方便修改。
缺点：
1、由于文件是一次性读取，所以对内存的耗费比较大。
2、如果XML文件比较大，容易影响解析性能且可能会造成内存溢出。
2）SAX
SAX处理的优点非常类似于流媒体的优点。分析能够立即开始，而不是等待所有的数据被处理。而且，由于应用程序只是在读取数据时检查数据，因此不需要将数据存储在内存中。这对于大型文档来说是个巨大的优点。事实上，应用程序甚至不必解析整个文档；它可以在某个条件得到满足时停止解析。一般来说，SAX还比它的替代者DOM快许多。
选择DOM还是选择SAX？ 对于需要自己编写代码来处理XML文档的开发人员来说， 选择DOM还是SAX解析模型是一个非常重要的设计决策。 DOM采用建立树形结构的方式访问XML文档，而SAX采用的事件模型。
DOM解析器把XML文档转化为一个包含其内容的树，并可以对树进行遍历。用DOM解析模型的优点是编程容易，开发人员只需要调用建树的指令，然后利用navigation APIs访问所需的树节点来完成任务。可以很容易的添加和修改树中的元素。然而由于使用DOM解析器的时候需要处理整个XML文档，所以对性能和内存的要求比较高，尤其是遇到很大的XML文件的时候。由于它的遍历能力，DOM解析器常用于XML文档需要频繁的改变的服务中。
SAX解析器采用了基于事件的模型，它在解析XML文档的时候可以触发一系列的事件，当发现给定的tag的时候，它可以激活一个回调方法，告诉该方法制定的标签已经找到。SAX对内存的要求通常会比较低，因为它让开发人员自己来决定所要处理的tag。特别是当开发人员只需要处理文档中所包含的部分数据时，SAX这种扩展能力得到了更好的体现。但用SAX解析器的时候编码工作会比较困难，而且很难同时访问同一个文档中的多处不同数据。
优点：
1、采用事件驱动模式，对内存耗费比较小。
2、适用于只处理XML文件中的数据时。
缺点：
1、编码比较麻烦。
2、很难同时访问XML文件中的多处不同数据。
3）JDOM
JDOM的目的是成为Java特定文档模型，它简化与XML的交互并且比使用DOM实现更快。由于是第一个Java特定模型，JDOM一直得到大力推广和促进。正在考虑通过“Java规范请求JSR-102”将它最终用作“Java标准扩展”。从2000年初就已经开始了JDOM开发。
JDOM与DOM主要有两方面不同。首先，JDOM仅使用具体类而不使用接口。这在某些方面简化了API，但是也限制了灵活性。第二，API大量使用了Collections类，简化了那些已经熟悉这些类的Java开发者的使用。
JDOM文档声明其目的是“使用20%(或更少)的精力解决80%(或更多)Java/XML问题”(根据学习曲线假定为20%)。JDOM对于大多数Java/XML应用程序来说当然是有用的，并且大多数开发者发现API比DOM容易理解得多。JDOM还包括对程序行为的相当广泛检查以防止用户做任何在XML中无意义的事。然而，它仍需要您充分理解XML以便做一些超出基本的工作(或者甚至理解某些情况下的错误)。这也许是比学习DOM或JDOM接口都更有意义的工作。
JDOM自身不包含解析器。它通常使用SAX2解析器来解析和验证输入XML文档(尽管它还可以将以前构造的DOM表示作为输入)。它包含一些转换器以将JDOM表示输出成SAX2事件流、DOM模型或XML文本文档。JDOM是在Apache许可证变体下发布的开放源码。
特征：
1、仅使用具体类，而不使用接口。
2、API大量使用了Collections类。
4）DOM4J
虽然DOM4J代表了完全独立的开发结果，但最初，它是JDOM的一种智能分支。它合并了许多超出基本XML文档表示的功能，包括集成的XPath支持、XML Schema支持以及用于大文档或流化文档的基于事件的处理。它还提供了构建文档表示的选项，它通过DOM4J API和标准DOM接口具有并行访问功能。从2000下半年开始，它就一直处于开发之中。
为支持所有这些功能，DOM4J使用接口和抽象基本类方法。DOM4J大量使用了API中的Collections类，但是在许多情况下，它还提供一些替代方法以允许更好的性能或更直接的编码方法。直接好处是，虽然DOM4J付出了更复杂的API的代价，但是它提供了比JDOM大得多的灵活性。
在添加灵活性、XPath集成和对大文档处理的目标时，DOM4J的目标与JDOM是一样的：针对Java开发者的易用性和直观操作。它还致力于成为比JDOM更完整的解决方案，实现在本质上处理所有Java/XML问题的目标。在完成该目标时，它比JDOM更少强调防止不正确的应用程序行为。
DOM4J是一个非常非常优秀的Java XML API，具有性能优异、功能强大和极端易用使用的特点，同时它也是一个开放源代码的软件。如今你可以看到越来越多的Java软件都在使用DOM4J来读写XML，特别值得一提的是连Sun的JAXM也在用DOM4J。
特征：
1、JDOM的一种智能分支，它合并了许多超出基本XML文档表示的功能。
2、它使用接口和抽象基本类方法。
3、具有性能优异、灵活性好、功能强大和极端易用的特点。
4、是一个开放源码的文件
2.. 比较
1）DOM4J性能最好，连Sun的JAXM也在用DOM4J。目前许多开源项目中大量采用DOM4J，例如大名鼎鼎的Hibernate也用DOM4J来读取XML配置文件。如果不考虑可移植性，那就采用DOM4J.
2）JDOM和DOM在性能测试时表现不佳，在测试10M文档时内存溢出。在小文档情况下还值得考虑使用DOM和JDOM。虽然JDOM的开发者已经说明他们期望在正式发行版前专注性能问题，但是从性能观点来看，它确实没有值得推荐之处。另外，DOM仍是一个非常好的选择。DOM实现广泛应用于多种编程语言。它还是许多其它与XML相关的标准的基础，因为它正式获得W3C推荐(与基于非标准的Java模型相对)，所以在某些类型的项目中可能也需要它(如在JavaScript中使用DOM)。
3）SAX表现较好，这要依赖于它特定的解析方式－事件驱动。一个SAX检测即将到来的XML流，但并没有载入到内存(当然当XML流被读入时，会有部分文档暂时隐藏在内存中)。
3. 四种xml操作方式的基本使用方法
xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<Result>
<VALUE>
<NO DATE="2005">A1</NO>
<ADDR>GZ</ADDR>
</VALUE>
<VALUE>
<NO DATE="2004">A2</NO>
<ADDR>XG</ADDR>
</VALUE>
</Result>
1）DOM
import java.io.*;
import java.util.*;
import org.w3c.dom.*;
import javax.xml.parsers.*;
public class MyXMLReader{
public static void main(String arge[]){
long lasting =System.currentTimeMillis();
try{
File f=new File("data_10k.xml");
DocumentBuilderFactory factory=DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder=factory.newDocumentBuilder();
Document doc = builder.parse(f);
NodeList nl = doc.getElementsByTagName("VALUE");
for (int i=0;i＜nl.getLength();i++){
System.out.print("车牌号码:" + doc.getElementsByTagName("NO").item(i).getFirstChild().getNodeValue());
System.out.println("车主地址:" + doc.getElementsByTagName("ADDR").item(i).getFirstChild().getNodeValue());
}
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
2）SAX
import org.xml.sax.*;
import org.xml.sax.helpers.*;
import javax.xml.parsers.*;
public class MyXMLReader extends DefaultHandler {
java.util.Stack tags = new java.util.Stack();
public MyXMLReader() {
super();
}
public static void main(String args[]) {
long lasting = System.currentTimeMillis();
try {
SAXParserFactory sf = SAXParserFactory.newInstance();
SAXParser sp = sf.newSAXParser();
MyXMLReader reader = new MyXMLReader();
sp.parse(new InputSource("data_10k.xml"), reader);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("运行时间：" + (System.currentTimeMillis() - lasting) + "毫秒");}
public void characters(char ch[], int start, int length) throws SAXException {
String tag = (String) tags.peek();
if (tag.equals("NO")) {
System.out.print("车牌号码：" + new String(ch, start, length));
}
if (tag.equals("ADDR")) {
System.out.println("地址:" + new String(ch, start, length));
}
}
public void startElement(String uri,String localName,String qName,Attributes attrs) {
tags.push(qName);}
}
3） JDOM
import java.io.*;
import java.util.*;
import org.jdom.*;
import org.jdom.input.*;
public class MyXMLReader {
public static void main(String arge[]) {
long lasting = System.currentTimeMillis();
try {
SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
Document doc = builder.build(new File("data_10k.xml"));
Element foo = doc.getRootElement();
List allChildren = foo.getChildren();
for(int i=0;i＜allChildren.size();i++) {
System.out.print("车牌号码:" + ((Element)allChildren.get(i)).getChild("NO").getText());
System.out.println("车主地址:" + ((Element)allChildren.get(i)).getChild("ADDR").getText());
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
4）DOM4J
import java.io.*;
import java.util.*;
import org.dom4j.*;
import org.dom4j.io.*;
public class MyXMLReader {
public static void main(String arge[]) {
long lasting = System.currentTimeMillis();
try {
File f = new File("data_10k.xml");
SAXReader reader = new SAXReader();
Document doc = reader.read(f);
Element root = doc.getRootElement();
Element foo;
for (Iterator i = root.elementIterator("VALUE"); i.hasNext();) {
foo = (Element) i.next();
System.out.print("车牌号码:" + foo.elementText("NO"));
System.out.println("车主地址:" + foo.elementText("ADDR"));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
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