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第4章數據建模與XML使用101 下載
特殊的規定。非正式地講，它表示文檔必須符合D T D中的規則。我們對于D T D不能表示的許多
約束感興趣，其中有些約束是X M L模式也無法表達的—例如，一條消息開始處的序號必須比
前一條消息的序號大一。本章后續部分出現的“有效”一詞與X M L中的“有效”含義不同，它
是面向用戶的：如果文檔能夠滿足信息模型定義的所有約束，就認為它是有效的。
1. 為什么需要模式
以下論述摘自W3C XML模式建議的草案：
模式的目的是定義和描述一類X M L文檔，它使用[ m a r k u p ]結構約束和說明各個組成部分
的含義、用法和關系，這些組成部分包括：數據類型、元素及其內容、屬性及其內容、
實體及其內容，以及表示法。模式結構還能夠提供附加信息的規范，例如：缺省值。模
式試圖通過通用的文檔詞匯表說明自身的含義、用法和功能。因此， X M L模式結構能夠
為各類XML文檔定義、描述和歸類XML詞匯表。
我們認為以上論述說明了模式的功能，但并未說明原因。通過這段話，我們總結出模式有
以下兩個作用：約束和解釋。
2. 模式的約束功能
模式的作用之一是定義有效文檔與無效文檔之間的差別。規則的表述應該盡可能使軟件能
夠判斷一個文檔是否有效；但是在實際應用中，有些規則可以是只有人類才能夠解釋的。例如，
科學雜志的一條規則規定作者的地址必須只能包括城市和國家，或者摘要必須是法語的。
之所以需要這些約束，有以下兩點原因：格式上的原因（每個出版物都要維護自己的品牌
圖像、樣式和設計的完整性）和處理的原因。處理的原因定義了處理過程的下一階段（即：處
理文檔）對信息的需求，無論這個過程是個商業過程（如：處理職位申請表）、印刷過程，還是
內部系統過程（如：更新數據庫）。在這兩種情況下，約束都可以看作是一種品質控制。
當然，約束并不總是好的。這是一種巨大的誘惑，你可能毫無顧忌地利用規則的約束能力對系
統進行過度嚴格的限制。信息系統常常不夠靈活，我們的目標應該是明智地使用約束，使得處理活
動中的人能夠最大限度地發揮他的聰明才智。如果使用過度，約束本身會對信息的質量產生負作用：
我過去不得不給電子商務系統提供錯誤的數據，因為這個We b頁面堅持我的地址必須位于美國。
另外，我們的確能夠定義明確的規則，并用軟件進行檢查，但是這并不意味著在可以想象
得到的每個處理階段都利用規則驗證文檔的有效性。例如，當你從We b服務器向外傳送文檔時對
它進行檢查就是多余的：當它被放到We b服務器上時應該檢查有效性。另外，有些人盲目地毫無
顧忌地使用驗證有效性的解析器。類似地，當X M L文檔從一個軟件系統發送到同一組織機構中
的另一個軟件系統時，在測試階段有必要驗證其有效性，但是當一切正常運轉之后，就不必重
復地驗證有效性，因為軟件之間應該相互信任。
3. 模式的解釋功能
模式的第二個作用是解釋—記錄結構的說明和用法，使得發送方和接收方能夠對消息有
相同的理解。
在文檔和數據庫領域，模式的這個作用都是次要的，雖然它實質上可能更加重要。部分原
因在于模式總是不能提供給需要它的人，即：在屏幕上輸入數據的人。這就是為何許多系統都
102使用XML 高級編程
下載
受到一種稱為語義漂移的現象的困擾，隨著時間的推移，用戶有改變系統使用方式和更改數據
字段含義的傾向，即使軟件結構并未發生變化。在我遇到的一個例子中，用戶故意輸入會遭系
統拒絕的數據，因為有待糾正的記錄文件能夠方便地記錄明天要打的電話。在另一個系統中，
我發現通訊社以發送虛假的新聞文章為幌子向客戶發送發票。
你不能阻止這些事情的發生，正如建筑師不能阻止居住者在廚房里看電視。你所能做的是
盡量解釋你所提供的結構的用途，并為用戶提供靈活的空間，使得他們在不違背你的設計的前
提下達到自己的目的，而且使你的結構盡可能地直觀和自然，以免用戶產生被強迫走另一條路
的感覺。
端用戶不必直接了解模式，這也意味著模式應該是應用程序可讀的：例如，應用程序應該
能夠提取數據字段的解釋，并將這些解釋作為提示文本顯示在輸入數據的屏幕上。七、八十年
代，模式的這種觀念非常流行，它出現在數據字典中：數據字典強調模式在定義系統詞匯中名
稱的含義方面的作用，雖然軟件公司對數據字典的濫用（他們將數據字典做成內部系統目錄）
導致它最終被淘汰。
4.3.2 將DTD作為模式
如果模式的作用是約束和解釋，那么XML DTD的局限性就顯而易見了。它主要體現在以下
幾方面：
(1) DTD能夠表示哪些約束
作為一種約束語言， D T D是非常有限的。它能夠控制元素的相互嵌套，卻對元素中包含的
內容無能為力。它對屬性的控制略微強一些，但即使如此也是非常有限的，例如： D T D無法規
定某個屬性值必須是數字。這必然意味著許多實際的有效性驗證工作必須由應用程序來完成；
事實上，我常常發現D T D的驗證功能基本上沒什么價值，不值得使用。
(2) 你能夠依賴D T D的有效性驗證嗎
即使在D T D能夠定義的有限的規則中， X M L文檔仍然可以設置自己的議程：是否引用D T D，
引用哪個D T D，以及是否用私有的內部子集中的聲明覆蓋D T D中的聲明，這些都是由文檔本身
決定的。即使應用程序知道將使用驗證有效性的解析器，文檔樂于接受哪些約束也是由文檔本
身來決定的，應用程序不能將自己的意愿強加給它。
假設你為旅游路線定義了D T D—i t i n e r a r y. d t d。為了將旅游路線郵寄給客戶，你的應用程
序要負責打印旅游路線。如果應用程序不希望由自己來驗證有效性，它需要確保輸入的文檔符
合名為i t i n e r a r y. d t d的D T D。為此，它要保證：
• 它所使用的解析器是能夠驗證有效性的。（這一條是不言而喻的，但是你的應用程序是使
用S A X、D O M還是X S LT，就很難判斷了。）
　
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