Java解析XML文件的方式

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[白话解析] 深入浅出支持向量机(SVM)之核函数

    在项目里,我们往往会把一些配置信息放到xml文件里,或者各部门间会通过xml文件来交换业务数据,所以有时候我们会遇到“解析xml文件”的需求。一般来讲,有基于DOM树和SAX的两种解析xml文件的方式,在这部分里,将分别给大家演示通过这两种方式解析xml文件的一般步骤。

1 XML的文件格式

    XML是可扩展标记语言(Extensible Markup Language)的缩写,在其中,开始标签和结束标签必须配套地出现,我们来看下book.xml这个例子。   

1	<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
2	<books>
3	    <book id="01">
4	        <name>Java</name>
5	        <price>15</price>
6	        <memo>good book</memo>
7	    </book>
8	    <book id="02">
9	       <name>FrameWork</name>
10	       <price>20</price>
11	       <memo>new book</memo>
12	    </book>
13	</books>

    整个xml文件是一个文档(document),其中第1行表示文件头,在第2和第13行里,我们能看到配套出现的books标签,从标签头到标签尾的部分那我们称之为元素(element)。

    所以我们可以这样说,在books元素里,我们分别于第3到第7行和第8到第12行定义了2个book元素,在每个book元素,比如从第4到第6行,又包含着3个元素,比如第一本书的name元素是<name>Java</name>,它的name元素值是Java。

    在第3行里,我们还能看到元素里的属性(attribute),比如这个book元素具有id这个属性,具体id的属性值是01。

2 基于DOM树的解析方式

    DOM是Document Object Model(文档对象模型)的缩写,在基于DOM树的解析方式里,解析代码会先把xml文档读到内存里,并整理成DOM树的形式,随后再读取。根据之前部分里给出的book.xml文档,我们可以绘制出如下形式的DOM树。

    Java解析XML文件的方式

 

     其中,books属于根(root)结点,也叫根元素,由于它包含着两个book元素,所以第二层是两个book结点,每个book元素包含着3个元素,所以第三层是6个元素。在下面的ParserXmlByDom.java的代码里,我们来看下通过DOM树方式解析book.xml文档的详细步骤。

1	//省略import相关类库的代码
2	public class ParserXmlByDom {
3		public static void main(String[] args) {
4	        //创建DOM工厂
5			DocumentBuilderFactory domFactory=DocumentBuilderFactory.newInstance();
6			InputStream input = null;
7	        try {
8	            //通过DOM工厂获得DOM解析器
9	            DocumentBuilder domBuilder=domFactory.newDocumentBuilder();
10	            //把XML文档转化为输入流
11	            input=new FileInputStream("src/book.xml");            
12	            //解析XML文档的输入流,得到一个Document
13	            Document doc=domBuilder.parse(input);

    从第5行到第13行,我们完成了用DOM树解析XML文件的准备工作,具体包括,在第5行里创建了DOM工厂,在第9行通过DOM工厂创建了解析xml文件DocumentBuilder类型对象,在第11行把待解析的xml文件放入到一个InputStream类型的对象里,在第13行通过parse方法把xml文档解析成一个基于DOM树结构的Document类型对象。    

14	            //得到XML文档的根节点,只有根节点是Element类型
15	            Element root=doc.getDocumentElement();
16	            // 得到子节点
17	            NodeList books = root.getChildNodes();

    整个XML文件包含在第13行定义的doc对象里,在第15行里,我们通过getDocumentElement方法得到了根节点(也就是books节点),在第17行,通过getChildNoes方法得到该books节点下的所有子节点,随后开始解析整个xml文档。

    需要说明的是,在解析前,我们会通过观察xml文档来了解其中的元素名和属性名,所以在后继的代码里,我们会针对元素名和属性名进行编程。    

18	            if(books!=null){
19	                for(int i=0;i<books.getLength();i++){
20	                    Node book=books.item(i);
21	                    //获取id属性                      
22	                    if(book.getNodeType()==Node.ELEMENT_NODE){
23	                        String id=book.getAttributes().getNamedItem("id").getNodeValue();
24	                        System.out.println("id is:" + id);
25	                        //遍历book下的子节点
26	                        for(Node node=book.getFirstChild(); node!=null;node=node.getNextSibling()){
27	if(node.getNodeType()==Node.ELEMENT_NODE){
28	    //依次读取book里的name,price和memo三个子元素
29	    if(node.getNodeName().equals("name")){
30	        String name=node.getFirstChild().getNodeValue();
31	        System.out.println("name is:" + name);                                    
32	    }
33	    if(node.getNodeName().equals("price")){
34	        String price=node.getFirstChild().getNodeValue();
35	        System.out.println("price is:" + price);
36	    }
37	    if(node.getNodeName().equals("memo")){
38	          String memo=node.getFirstChild().getNodeValue();
39	          System.out.println("memo is:" + memo);
40	     }
41	   }
42	 }
43	}
44	}
45	}

    第19行的for循环里,我们是遍历book元素通过观察xml文件,我们发现book元素出现了2次,所有这个循环会运行两次,而且,book元素有1个id属性,所有我们需要通过第23行的代码,得到id属性的值。

    在文档里,book元素有3个子节点,分别是name,price和memo,所以在代码的26行里,再次使用for循环遍历其中的子节点。在遍历时,我们通过29到32行的代码获取到了book元素里name的值,通过类似的代码后继的33到40行代码里得到了price和memo这两个元素的值。    

46	        } catch (ParserConfigurationException e) {
47	            e.printStackTrace();
48	        } catch (FileNotFoundException e) {
49	            e.printStackTrace();
50	        } catch (IOException e) {
51	            e.printStackTrace();
52	        } catch (SAXException e) {			
53				e.printStackTrace();
54			} catch (Exception e) {			
55				e.printStackTrace();
56			}
57	        //在finally里关闭io流 
58	        finally{
59	        	try {
60					input.close();
61				} catch (IOException e) {
62					e.printStackTrace();
63				}
64	        }
65		}
66	}

    同样地,在解析完成后,在finally从句里,我们关闭了之前用到的IO流(input对象)。

3 基于事件的解析方式

    SAX是Simple API for XML的缩写,不同于DOM的文档驱动,它是事件驱动的,也就是说,它是一种基于回调(callback)函数的解析方式,比如开始解析xml文档时,会调用我们自己定义的startDocument函数,从下表里,我们能看到基于SAX方式里的各种回调函数以及它们被调用的时间点。

函数名

调用时间点

startDocument

开始解析xml文档时(解析xml文档第一个字符时)会被调用

endDocument

当解析完xml文档时(解析到xml文档最后一个字符时)会被调用

Spring Boot 入门

startElement

当解析到开始标签时会被调用,比如在解析“<name>FrameWork</name>”这个element时,当读到开始标签“<name>”时,会被调用

endElement

当解析到结束标签时会被调用,比如在解析“<name>FrameWork</name>”这个element时,当读到结束标签“</name>”时,会被调用

characters

1行开始后,遇到开始或结束标签之前存在字符,则会调用

2两个标签之间,存在字符,则会调用,比如在解析“<name>FrameWork</name>”时,发现存在FrameWork,则会被调用

3标签和行结束符之前存在字符,则会调用

    从上表里我们能看到characters方法会在多个场合被回调,但我们最期望的调用场景是第2种,这就要求我们最好在解析xml文档前整理下它的格式,尽量避免第1和第3种情况。在ParserXmlBySAX.java这个案例中,我们通过了编写上述的回调函数,实现了SAX方式解析xml文档的功能。    

1	//省略import的代码
2	//基于SAX的解析代码需要继承DefaultHandler类
3	public class ParserXmlBySAX extends DefaultHandler{
4		// 记录当前解析到的节点名
5		private String tagName; 
6		//主方法
7		public static void main(String[] argv) {
8			String uri = "src/book.xml";
9			try {
10				SAXParserFactory parserFactory = SAXParserFactory.newInstance();
11				ParserXmlBySAX myParser = new ParserXmlBySAX();
12				SAXParser parser = parserFactory.newSAXParser();
13				parser.parse(uri, myParser);
14			} catch (IOException ex) {
15				ex.printStackTrace();
16			} catch (SAXException ex) {
17				ex.printStackTrace();
18			} catch (ParserConfigurationException ex) {
19				ex.printStackTrace();
20			} catch (FactoryConfigurationError ex) {
21				ex.printStackTrace();
22			}		
23		}

    在main方法的第8行里,我们指定了待解析xml文档的路径和文件名,在第10行里,我们创建了SAXParserFactory这个类型的SAX解析工厂对象。在第12行,我们通过SAX解析工厂对象,创建了SAXParser这个类型的解析类。在第13行,通过了parse方法启动了解析。

    在上文里我们就已经知道,在SAX的方式里,是通过调用各种回调函数来完成解析的,所以在代码里,我们还得自定义各个回调函数,代码如下。    

// 处理到文档结尾时,直接输出,不做任何动作
25		public void endDocument() throws SAXException {
26			System.out.println("endDocument");
27		}
28		// 处理到结束标签时,把记录当前标签名的tagName设置成null
29		public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {
30			tagName = null;
31		}
32		// 开始处理文档时,直接输出,不做任何动作
33		public void startDocument() throws SAXException {
34			System.out.println("startDocument");		
35		}
36		// 处理开始标签
37		public void startElement(String uri, String localName, String name,Attributes attributes) throws SAXException {	
38			if ("book".equals(name)) { //解析book标签的属性 
39	            for (int i = 0; i < attributes.getLength(); i++) {
40	                System.out.println("attribute name is:" + attributes.getLocalName(i)  + "  attribute value:" + attributes.getValue(i)); 
41	            }            
42	        }
43	        //把当前标签的名字记录到tagName这个变量里  
44			tagName = name; 
45		}
46	    //通过这个方法解析book的三个子元素的值
47		public void characters(char[] ch, int start, int length)  
48	            throws SAXException {  
49	        if(this.tagName!=null){  
50	            String val=new String(ch,start,length);            
51	            //如果是name,price或memo,则输出它们的值
52	            if("name".equals(tagName))
53	            { System.out.println("name is:" + val);  }
54	            if("price".equals(tagName))
55	            { System.out.println("price is:" + val); }
56	            if("memo".equals(tagName))
57	            { System.out.println("memo is:" + val);  }
58	        }  
59	    }
60	}

    我们用tagName来保存当前的标签名,是为了解析book元素的name,price和memo这三个子元素。

    <name>FrameWork</name>

    比如当解析到name这个开始标签时,在第44行里,startElement会把tagname值设置成name,当解析到FramWork时,由于它包含在两个标签之间,所以会被触发第47行的characters方法,在其中的第52行的if判断里,由于得知当前的标签名是name,所以会输出FrameWork这个name元素的值,当解析到</name>这个结束标签时,会触发第29行的endElement方法,在其中的30行里,会把tagName值清空。

    这段代码的输出结果如下,其中第1行和第10行分别是在开始解析和完成解析时输出的。

    第2行针对id属性的输出是在startElement方法的第40行里被打印的,第3到第5行针对3个book子元素的输出是在characters方法里被打印的。

    第2到第5行是针对第一个book元素的输出,而第6到第9行是针对第2个book。    

1	startDocument
2	attribute name is:id  attribute value:01
3	name is:Java
4	price is:15
5	memo is:good book
6	attribute name is:id  attribute value:02
7	name is:FrameWork
8	price is:20
9	memo is:new book
10	endDocument

  

4 DOM和SAX两种解析方式的应用场景

    在基于DOM的方式里,由于我们会把整个xml文档以DOM树的方式装载到内存里,所以可以边解析边修改,而且还能再次解析已经被解析过的内容。

    而在SAX的方式里,由于我们是以基于回调函数的方式来解析,所以并不需要把整个文档载入到内存,这样能节省内存资源。

    所以说,选择 DOM 还是 SAX,这取决于如下三个个因素。

    第一,如果我们在解析时还打算更新xml里的数据,那么建议使用DOM方式。

    第二,如果待解析的文件过大,把它全部装载到内存时可能会影响到内存性能,那么建议使用SAX的方式。

    第三,如果我们对解析的速度有一定的要求,那么建议使用SAX方式,因为它比DOM方式要快些。

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原文地址:《Java解析XML文件的方式》 发布于2020-01-30

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