、XML是什么？

XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言)是普遍用于数据交换和数据存储的一种多用途文本文件格式。XML首先是由万维网协会（World Wide Web Consortium，W3C）作为SGML的一个替代品来开发的。它的语法规则与HTML相似，不过XML是一种用于语言分析的语言，它并没有要求专门的标记符,属性或者条目。HTML的XML兼容版称为XHTML。

对于比较流行的SVG（可标量化矢量图形）XML格式，QtSvg模块提供了可用于载入并呈现SVG图像的类。对于使用MathML（数学标记语言）XML格式的绘制文档，可以使用Qt Solutions中的QtMmLWidget。

对于一般的XML数据处理，Qt提供了QtXml模块，这是本文的主题。

二、XML的读取方式

QtXml模块提供了三种截然不同的应用程序编程接口用来读取XML文件:

• （1）QXmlStreamReader是一个用于读取格式良好的XML文档的快速解析器。
• （2）DOM（文档对象模型）把XML文档转换为应用程序可以遍历的树形结构。
• （3）SAX（XML简单应用程序编程接口）通过虚拟函数直接向应用程序报告“解析事件”。

QXmlStreamReader类最快且最容易使用，它同时还提供了与其他Qt兼容的应用程序编程接口。它很适用于编写单通解析器。DOM的主要优点是它能以任意顺序遍历XML文档的树形表示，同时可以实现多通解析算法。有一些应用程序甚至使用DOM树作为它们的基本数据结构。SAX则因为一些历史原因而被得以沿用至今，使用QXmlStreamReader通常会有更加简单高效的编码。

使用QXmlStreamReader是在Qt中读取XML文档的最快且最简单的方式。因为解析器的工作能力是逐渐递增的，所以它尤其适用于诸如查找XML文档中一个给定的标记符号出现的次数、读取内存容纳不了的特大文件、组装定制的数据结构以反映XML文档的内容等。

QXmlStreamReader解析器根据下图中所列出的记号工作。每次只要调用readNext()函数，下一个记号就会被读取并变成当前的记号。当前记号的属性取决于记号的类型，可以使用表格中列出的getter函数读取当前记号。

考虑如下的XML文档：

<doc>
<quote>Einmal ist keinmal</quote>
</doc>

如果解析这个文档，则readNext()每调用一次都将生成一个新记号，若使用getter函数还会获得额外的信息；

StartDocument
StartElement (name()=="doc")
StartElement (name()=="quote")
Characters (text()==" Einmal ist keinmal")
EndElement (name()=="quote")
EndElement (name()=="doc")
EndDocument

每次调用readNext()后，都可以使用isStartElement(),isCharacters()及类似的函数或者仅仅用state()来测试当前记号的类型。

三、QXmlStreamReader读取XML实例

下面将查看一个实例，它告诉我们如何使用QXmlStreamReader解析一个专门的XML文件格式（图1的bookindex.xml）并在QTreeWidget中显示其内容。所解析的是那种具有书刊索引目录且包含索引条目和子条目的文档格式。下图是在QTreeWidget中显示的书刊索引文件。

1、QtXml库

在这个应用程序中使用的QXmlStreamReader类是QtXml库中的一部分。必须在.pro文件中加入如下一行命令：

QT +=xml

在代码中添加头文件：

#include <QXmlStreamReader>

2、主程序代码

首先查看应用程序中XML阅读器在上下文中是如何使用的。

Widget::Widget(QWidget *parent)
: QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
  ui->setupUi(this);
  ui->treeWidget->setColumnCount(2);
  QStringList header;
  header<<"Terms"<<"Pages";
  ui->treeWidget->setHeaderLabels(header);
  XmlStreamReader reader(ui->treeWidget);
  reader.readFile("bookindex.xml");
}

在图中显示的应用程序界面中创建一个QTreeWidget。之后，这个应用程序创建一个XmlStreamReader，并将树形窗口部件值传递给该XmlStreamReader，并要求它解析所指定的一个文件。

3、XmlStreamReader类的定义

然后，我们将查看阅读器的实现代码。

class XmlStreamReader
{
public:
  XmlStreamReader(QTreeWidget *tree);
  bool readFile(const QString &fileName);
private:
  void readBookindexElement();
  void readEntryElement(QTreeWidgetItem *parent);
  void readPageElement(QTreeWidgetItem *parent);
  void skipUnknownElement();
  QTreeWidget *treeWidget;
  QXmlStreamReader reader;
};

XmlStreamReader类提供了两个公共函数:构造函数和readFile()函数。这个类使用QXmlStreamReader解析XML文件，并配合QTreeWidget窗口以反映其读入的XML数据。通过使用向下递归的方法来实现这一解析过程。

• readBookindexElement()解析一个含有0或0个以上<entry>元素的<bookindex>…</bookindex>元素。
• readEntryElemen()解析一个含有0或0个以上<page>元素的<entry>…</entry>元素，以及嵌套任意层次的含有0或0个以上<entry>元素。
• readPageElement()解析一个<page> …</page>元素。
• skipUnknownElement()跳过不能识别的元素。

4、XmlStreamReader类的实现

现在看看XmlStreamReader类的实现，由构造函数开始。

XmlStreamReader::XmlStreamReader(QTreeWidget *tree)
{
	treeWidget=tree;
}

构造函数只是用来建立阅读器将使用的那个QTreeWidget。所有的操作都将在readFile()函数中完成（由main()函数调用）。

bool XmlStreamReader::readFile(const QString &fileName)
{
  QFile file(fileName);
  if(!file.open(QFile::ReadOnly | QFile::Text)){ // (a)
    std::cerr<<"Error: Cannot read file "<<qPrintable(fileName)
    	<<": "<<qPrintable(file.errorString())<<std::endl;
    return false;
  }
  reader.setDevice(&file);
  reader.readNext(); // (b)
  while (!reader.atEnd()) {
    if(reader.isStartElement()){
      if(reader.name()=="bookindex"){ // (c)
        readBookindexElement();
      }else{
        reader.raiseError(QObject::tr("Not a bookindex file"));
      }
    }else{
      reader.readNext();
    }
  }
  file.close();
  if(reader.hasError()){ // (d)
    std::cerr<<"Error: Failed to parse file"
      <<qPrintable(fileName)<<": "
      <<qPrintable(reader.errorString())<<std::endl;
    return false;
  }else if(file.error()!=QFile::NoError){
    std::cerr<<"Error: Cannot read file "<<qPrintable(fileName)
    	<<": "<<qPrintable(file.errorString())<<std::endl;
    return false;
  }
  return true;
}

其中：

• （a）：readFile()函数首先会尝试打开文件。如果失败，则会输出一条出错信息并返回false值；如果成功，则它将被设置为QXmlStreamReader的输人设备。
• （b）：QXmlStreamReader的readNext()函数从输人流中读取下一个记号。如果成功而且还没有到达XML文件的结尾，函数将进人循环。由于索引文件的结构，我们知道在该循环内部只有三种可能性发生：<bookindex>开始标签正好被读入;另一个开始标签正好被读入(在这种情况下，读取的文件不是一个书刊索引）；读入的是其他种类的记号。
• （c）：如果有正确的开始标签，就调用readBookindexElement()继续完成处理。否则，就调用QXmlStreamReader::raiseError()并给出出错信息。下一次（在while循环条件下）调用atEnd()时，它将返还true值。这就确保了解析过程可以在遇到错误时能尽快停止。通过对QFile调用error()和errorString()，就可以在稍后查询这些出错信息。当在书刊索引文件中检测到有错误时，也会立即返回一个类似的出错信息。其实，使用raiseError()通常会更加方便，因为它对低级的XML解析错误和与应用程序相关的错误使用了相同的错误报告机制，而这些低级的XML解析错误会在QXmlStreamReader运行到无效的XML时就自动出现。
• （d）：一旦处理完成，就会关闭文件，如果存在解析器错误或者文件错误，该函数就输出一个出错信息并返回false值;否则，返回true值并报告解析成功。

void XmlStreamReader::readBookindexElement()
{
  reader.readNext();
  while(!reader.atEnd()){
    if(reader.isEndElement()){
      reader.readNext();
      break;
    }
    if(reader.isStartElement()){
      if(reader.name()=="entry"){
        readEntryElement(treeWidget->invisibleRootItem());
      }else{
        skipUnknownElement();
      }
    }else{
      reader.readNext();
    }
  }
}

readBookindexElement()的作用就是读取文件的主体部分。它首先跳过当前的记号（此处只可能是<bookindex>开始标签）,然后遍历读取整个输人文件。

如果读取到了关闭标签，那么它只可能是</bookindex>标签，否则QXmlStreamReader早就已经报告出错。如果是那样的话，就跳过这个标签并跳出循环。否则将应该有一个顶级索引<entry>开始标签。如果情况确实如此，调用readEntryElement()来处理条目数据;不然，就调用skipUnknownElement()。使用skipUnknownElement()而不调用raiseError()，意味着如果要在将来扩展书刊索引格式以包含新的标签的话这个阅读器将继续存效，因为它仅忽略了不能识别的标签。

readEntryElement()具有一个确认父对象条目的QTreeWidgetItem *参数。我们将QTreeWidget::invisibleRootItem()作为父对象项传递，以使新的项以其为根基。在readEntryElement()中，用一个不同的父对象项循环调用readEntryElement()。

void XmlStreamReader::readEntryElement(QTreeWidgetItem *parent)
{
  QTreeWidgetItem *item=new QTreeWidgetItem(parent);
  item->setText(0,reader.attributes().value("term").toString());
  reader.readNext();
  while(!reader.atEnd()) {
    if (reader.isEndElement()) {
      reader.readNext();
      break;
    }
    if (reader.isStartElement()) {
      if (reader.name()=="entry") {
        readEntryElement(item);
      } else if (reader.name()=="page") {
        readPageElement(item);
      } else {
        skipUnknownElement();
      }
    } else {
      reader.readNext();
    }
  }
}

每当遇到一个<entry>开始标签时，就会调用readEntryElement()函数。我们希望为每一个索引条目创建一个树形的窗口部件项，因此创建一个新的QTreeWidgetltem，并将其第一列的文本值设置为条目的项属性文本。

一旦条目被添加到树中，就开始读取下一个记号。如果这是一个关闭标签，就跳过该标签并跳出循环。如果遇到的是开始标签，那么它可能是<entry>标签(表示一个子条目），<page>标签 (该条目项的页码数）,或者是一个未知的标签。如果开始标签是一个子条，就递归调用readEntryElement()。如果该标签是<page>标签，就调用readPageElement()。

void XmlStreamReader::readPageElement(QTreeWidgetItem *parent)
{
  QString page=reader.readElementText();
  if (reader.isEndElement())
  	reader.readNext();
  QString allPages=parent->text(1);
  if (! allPages.isEmpty())
  	allPages +=", ";
  allPages +=page;
  parent->setText(1, allPages);
}

只要读取的是<page>标签，就调用readPageElement()函数。被传递的正是符合页码文本所属条目的树项。我们从读取<page>和</page>标签之间的文本开始。成功读取完以后，readElementText()函数将让解析器停留在必须跳过的</page>标签上。

这些页被存储在树形窗口部件项的第二列。我们首先提取那里已有的文本。如果文本不为空值，就在其后添加一个逗号，为新页的文本做好淮备。然后，添加新的文本并相应地更新该列的文本。

void XmlStreamReader::skipUnknownElement()
{
  reader.readNext();
  while (!reader.atEnd()) {
    if (reader.isEndElement()) {
      reader.readNext();
      break;
    }
    if (reader.isStartElement()) {
      skipUnknownElement();
    } else {
      reader.readNext();
    }
  }
}

最后，当遇到未知的标签时，将继续读取，直到读取到也将跳过的未知元素的关闭标签为止。这意味着我们将跳过那些具有良好形式但却无法识別的元素，并从XML文件中读取尽可能多的可识別的数据。

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对于本文实例完整代码有需要的朋友，可关注并在评论区留言！

件项目实训及课程设计指导——如何应用XML+XSLT技术分离Web表示层数据和样式

1、"XML+XSLT"技术在J2EE技术平台中的应用

Java语言及相关的应用技术的产生解决了跨平台的软件应用系统的开发，但没有解决如何实现跨平台的数据交换问题。在传统的软件应用系统中，为了能够实现在不同的系统平台之间交换数据、同时还要保证数据的完整性，是相对比较麻烦的一件事情。

基于此应用的目的和要求，诞生了XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）技术。应用XML语言可以实现软件应用系统中的"内容"与"表现"相互分离，并且XML还是一种可扩展的标签语言。

如下示例图中的代码为一个定义学生信息的XML格式文档示例，读者从此示例中可以了解到XML格式文档只定义数据内容（或者应用系统处理的最终结果），而这些数据或者结果最终在什么终端设备显示、以及以什么风格显示都没有定义。

基于XML语言及应用技术的XSLT（Extensible Stylesheet Language Transformations，扩展样式表转换语言）的主要作用是将XML由一种格式转换为另一种格式（当然，也可以为其它格式，如HTML网页，纯文字等），而在J2EE Web应用系统的开发实现中，应用XSLT技术能够实现将XML格式的源文档通过转换引擎并按照XSL（eXtensible Stylesheet Lanaguage，扩展样式表语言）模板的格式最终转换输出目标HTML格式的文档。

如下示例图中的代码为某个XSLT文档文件的内容，其中包含有<xsl:stylesheet>、<xsl:template>等标签，同时在<xsl:template></xsl:template>标签内包含有一个完整的HTML文件所应该具有的标签。这些标签都起什么作用？源XML文档最终在浏览器中的显示结果如何？

由于XSLT文档文件本身也是一个 XML格式的文档，因此它也总是由如下的XML声明语句起始：<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>

但由于本文章的篇幅有限，读者如果需要详细了解和学习XML、XSLT和XHTML等相关的语法、技术和应用等，可以参考作者的《J2EE Web核心技术——XHTML与XML应用开发》一书中相关章节内容。

读者也许还会有许多的疑问，比如为什么要多此一举？请读者保持耐心，继续往下阅读。

2、XSL技术概述及在J2EE系统平台中的应用

（1）XSL是什么

XSL就是可扩展样式表语言（eXtensible Stylesheet Lanaguage），XSL是参考SGML（Standard Generalized Markup Language，标准通用标记语言）中的DSSSL（Document Style Semanticsand Specification Language,文档样式语义和规范语言，它主要是用来设置SGML的表现样式）而设计的。

（2）为什么要提供XSL技术

尽管"CSS+Div"能够为Web应用系统的页面开发人员分离Web页面中的结构和风格，从而实现分离Web页面中的数据和表现。但如果其中的数据是采用XML格式表示，此时如果再继续采用CSS层叠样式表技术来为该XML格式文档数据设置表现样式，由于CSS层叠样式表采用的是与XML完全不同的一套语法规则定义，无法使用相同的XML解析器进行处理和解析，这为软件应用系统项目开发带来了许多额外的负担。

最初设计XSL的主要目的就是希望采用XML格式的语法规则提供一种为XML文档设置表现样式的新方法。而CSS的主要问题是由于没有逻辑控制的能力——CSS不能重新排序文档中的元素、也不能判断和控制哪个元素被显示、哪个不被显示、当然也不能统计计算元素中的数据等功能要求。

因此CSS层叠样式表技术一般只适合用于输出固定内容的最终Web页面文档，但CSS层叠样式表技术的主要优点是简洁、消耗系统资源少；而XSLT虽然功能强大，但因为要重新索引XML结构树，所以消耗系统内存量比较多。

在企业级的软件应用系统开发中，一般常常将CSS和XSLT两者相互结合使用。比如在Web服务器端用XSLT处理相关的文档，而在客户端则用CSS层叠样式表技术来控制数据在浏览器端的最终显示风格，这样的设计方案能够大大地减少响应时间。

3、XSL技术主要包括两个组成部分

XSL技术主要包括两个组成部分：XSLT（eXtensible Stylesheet Language Transformation）和XSL-FO（XSL Formatting Object）。

其中的XSLT主要是实现转换XML格式的文档，而XSL-FO主要是格式化XML文档。其中XSL-FO的作用就类似CSS层叠样式表技术在HTML页面中的作用，但作者在本文中重点为读者介绍XSLT相关的技术及应用。

因此，XSL从本质上可以看着为是一种可以将XML转化成其它类型语言的语言、一种可以过滤和选择XML数据的语言、一种能够格式化XML数据的语言。

4、XSLT主要是面向转换类型的应用

XSLT的主要作用是将XML文档数据内容由一种格式转换为另一种格式——比如，将XML格式的文档转换为HTML/XHTML（或者WML）等格式的文档是目前XSLT应用最为广泛的应用领域。

为什么要应用XSLT及相关的技术？因为XML格式的数据文档能够便于交换但不便于人类的阅读和理解、特别是机器自动化地阅读。因此如何能够按照人类的要求显示XML格式文档中的数据？如何实现将同一个XML格式文档中的数据在不同的显示平台中显示输出？

5、XSLT数据格式转换的基本实现原理

数据格式转换的重要思想是要把XML格式文档视为一种树形结构，转换的过程其实就是从源XML格式文档树生成结果树的过程。其中的XSL样式单定义了源XML格式文档树和结果树中对应部分的转换规则，在每条规则中包含了一个模板，并对应着一种模式——模板定义了转换的结果和转换的基本规则，而模式则规定了需要进行转换的元素或属性对象。

6、XSLT数据格式转换的实现过程

首先，将XML格式文档转换为DOM（Document Object Model，文档对象模型）树结构，这主要是利用XSLT来实现——XSLT处理器首先要做的是通过XML解析器（比如DOM或SAX）技术读取XML格式文档中的各个标签和数据，并将XML树状结构重新整理和组合产生出一个临时的树状结构，这个树状结构称为XML文档结果树。

其次，再对转换后的DOM树进行格式化并转换为其它的目标形式，这主要是利用XSL-FO来实现。XSL处理程序将这些数据转换（也就是格式化过程）为另一种格式良好的XML文件（如：WML、HTML、VoiceXML等）。

目前在微软IE浏览器中已经内嵌有实现这个转换过程的XML处理器程序。欢迎读者继续阅读作者的另一篇文章《软件项目实训及课程设计指导--应用XML+XSLT技术分离Web表示层数据和样式示例》可以详细学习和了解如何在软件应用系统开发中应用XML+XSLT技术。

7、应用XSLT实现对XML格式文档中的数据转换和合并的应用示例

为了能够让读者对"XML+XSLT"技术在企业级软件应用系统开发中的应用有感性的认识，作者在下文中给出一个典型示例加以说明。

在下面示例中的XML格式文档中的"学生信息"节点中有多个"班级"节点，可以通过XSLT中的<xsl:for-each>标签把这些节点数据在一个表格单元格中显示出来，从而产生出合并数据的应用效果。当然，也可以实现其它的应用效果，读者可以自行实现。

（1）示例中所对应的XML格式文档

该XML文档文件名称为student.xml，其中在<?xml-stylesheet?>标签中通过href属性指定对应的XSLT文件，该文件名称为student.xsl。

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" standalone="yes" ?>
<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="student.xsl" ?>
<软件学院学生信息>
      <学生信息 性别="男">
            <姓名>张三</姓名>
            <出生日期>1987/10/18</出生日期>
            <专业>软件工程</专业>
            <班级 方向="J2EE软件开发">软件1班</班级>
            <班级>9教东201</班级>
      </学生信息>
      <学生信息 性别="女">
            <姓名>李四</姓名>
            <出生日期>1988/2/18</出生日期>
            <专业>软件工程</专业>
            <班级 方向="数字媒体方向">软件2班</班级>
            <班级>9教东202</班级>
      </学生信息>
</软件学院学生信息>

（2）示例中的XML文档所对应的XSLT文档（student.xsl） 文件

在student.xsl 文件中应用了XSL语言中的一些标签，而XSLT文件中的标签语法大致可分为如下的三种类型：

1）选择模式，如<xsl:for-each>、<xsl:value-of>和 <xsl:apply-templates>等标签，这些选择模式的标签语句将数据从XML文档中提取出来，是一种简单获得数据的方法。在这些标签中都有一个select属性，选取XML文档中特定的节点名的数据。

2）测试（识别）模式，如<xsl:if> 和<xsl:when>等标签，类似于编程语言中的条件语句，主要是用于条件判断和识别等用途。

3）匹配模式，如<xsl:template>标签，它用于构建和定义一个模板。该标签中的match 属性主要是用于关联 XML文档中的标签元素和转换模板，但match 属性的值是 XPath （XML Path Language，XML路径语言）表达式（比如match="/" 则是定义整个XML格式文档）；位于<xsl:template> 标签元素内部的内容则定义了写到输出结果的 HTML标签代码。

<?xml version="1.0" encoding="gb2312" ?>
<xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/TR/WD-xsl">
    <xsl:template match="/">
          <html>
          <head>
          <title>XX交通大学软件学院学生信息</title>
          </head>
          <body>
          <xsl:apply-templates/>
          </body>
          </html>
    </xsl:template>
    <xsl:template match="软件学院学生信息">
          <h3>下面为XX交通大学软件学院学生信息表</h3>
          <table border="1">
          <th>姓名</th>
          <th>性别</th>
          <th>出生日期</th>
          <th>专业</th>
          <th>班级</th>
          <th>专业方向</th>
          <xsl:apply-templates/>
          </table>
    </xsl:template>
    <xsl:template match="学生信息">
          <tr>
          <td><xsl:value-of select="姓名"/></td>
          <td><xsl:value-of select="@性别"/></td>
          <td><xsl:value-of select="出生日期"/></td>
          <td><xsl:value-of select="专业"/></td>
          <td>
          <xsl:for-each select="班级">
          <xsl:value-of />
          </xsl:for-each>
          </td>
          <xsl:apply-templates/>
          </tr>
    </xsl:template>
    <xsl:template match="班级">
          <td><xsl:value-of select="@方向"/></td>
    </xsl:template>
</xsl:stylesheet>

在student.xsl 文件中应用了<xsl:apply-templates> 标签元素产生模板嵌套的应用效果，因为<xsl:apply-templates> 标签元素可把一个模板应用于当前的标签元素或者当前标签元素的子节点中。

如果向 <xsl:apply-templates> 标签元素添加一个 select 属性，则此标签元素就会仅仅处理与由其select 属性所定义的XML标签中属性值相匹配的XML标签元素，从而可以过滤XML标签。

（3）本示例在Web浏览器中最终执行的结果

如何应用CSS+Div分离Web表示层数据处理逻辑和展现逻辑

如何应用策略设计模式分离JDBC数据库连接中的外部环境信息

如何应用策略设计模式的思想设计通用的数据库连接类

如何正确地创建和销毁软件应用系统中JDBC数据库连接对象实例

如何应用观察者设计模式重构系统中日志处理功能实现的程序代码