XML e dados semi

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XML API: DOM e SAX
Prof. Dr. Cláudio Baptista
[email protected]
http://www.lsi.dsc.ufcg.edu.br
1
Processamento de docs XML

Um arquivo XML é um arquivo de texto


Portanto, a manipulação de XML pode ser
feita através da leitura deste texto
Entretanto, existem APIs que facilitam
este acesso a um doc XML
2
Parser XML

O parser tem a função de verificar se
um doc XML está



sintaticamente correto;
ou bem-formado
O parser deve parar o processamento
caso o documento não esteja bemformado (uma exceção é lançada)
3
Parser XML




Lê o doc XML
Verifica se é bem-formado
Opcionalmente, Valida com um DTD ou
XMLSchema
Fornece uma API que facilita a
manipulação do doc XML via aplicação
4
Processadores XML

Três tipos de API para XML parsing:



SAX (Simple API to XML): baseada em
eventos
DOM (Document Object Model):
objetos/árvore
JDOM (Java Documet Object Model):
Objetos/árvores
5
Processadores XML




Há parsers para várias plataformas e
ambientes de software
Parsers baseados em SAX são mais rápidos
Parsers baseados em DOM são mais
versáteis, pois criam uma versão em memória
do documento inteiro
Validação tende a ser mais lenta do que
verificação
6
DOM





W3C standard recommendation
Constrói árvore na memória para documentos XML
Um DOM Document é uma coleção de nodes organizada
numa hierarquia
DOM provê uma API que permite o programador adicionar,
editar, mover, ou remover nodes em qualquer ponto da
árvore
DOM-based parsers fazem o “parsing” destas estruturas.
Existe em várias linguagens (Java, C, C++, Python, Perl,
etc.)


www.w3.org/DOM/
java.sun.com/webservices/docs/1.0/tutorial/doc/JAXPDOM.html
7
DOM

Manipulação XML com Java

Java XML Pack


java.sun.com/xml/downloads/javaxmlpack.html
Xerces – Apache XML Parser


Antigo IBM/XML4J
Suporta além de Java 1 e 2, C++, Perl dentre
outros.
8
DOM Roadmap
Um Parser analiza um arquivo XML
para criar um DOM document
que é composto de nodes
que podem ser elementos, atributos, textos,ou outros tipos de node
que fazem parte de um (ou mais) Namespace(s)
que podem ser acessados via métodos
da DOM API
9
Evolução do DOM




Level 0 - Foi a primeira recomendação que
permitia Web browsers identificar e
manipular elementos numa página
Level 1- inclui suporte a XML e HTML
Level 2- permite o uso de Namespaces, provê
API mais sofisticada com eventos e CSS
Level 3- suporte avançado a Namespaces,
eventos de User interface, DTD, XML Schema,
Xpath, XSLT
10
Exemplo
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ORDERS SYSTEM "orders.dtd">
<orders>
<order>
<customerid limit="1000">12341</customerid>
<status>pending</status>
<item instock="Y" itemid="SA15">
<name>Silver Show Saddle, 16 inch</name>
<price>825.00</price>
<qty>1</qty>
</item>
<item instock="N" itemid="C49">
<name>Premium Cinch</name>
<price>49.00</price>
<qty>1</qty>
</item>
</order>
<order>
<customerid limit="150">251222</customerid>
<status>pending</status>
<item instock="Y" itemid="WB78">
<name>Winter Blanket (78 inch)</name>
<price>20</price>
<qty>10</qty>
</item>
</order>
</orders>
11
Exemplo (cont)
12
DOMParser


DOMParser estende XMLParser
Métodos importantes

void parse(InputSource source)


void parse(java.lang.String systemId)


Executa o parsing em source
Executa o parsing sobre o arquivo identificado
por systemId
Document getDocument()

Retorna o documento
13
Interface Node


Corresponde a um nó na árvore DOM
Node pode ser usado para referenciar:








Elementos
Atributos
Texto
Comentários
Seções CDATA
Entidades
Documentos inteiros
PI
14
Tipos básicos de nodes




Document
Element
Attribute
Text
15
DOM Introdução
DOM tree
Cada node representa um elemento, atributo, etc.
<?xml version = "1.0"?>
<message from = ”Ana" to = ”Marta">
<body>Oi Marta!</body>
</message>
Node criado para elemento message
Elemento message tem element child node:
elemento body
Elemento body tem text child node: “Oi
Marta!"
Atributos from e to também têm nodes na
árvore
16
Implementações de DOM
DOM-based parsers
Microsoft msxml
Sun Microsystem JAXP
Parser
Descrição
JAXP
Sun Microsystem Java API para XML
Parsing (JAXP) é livremente disponível
em java.sun.com/xml.
XML4J
IBM XML Parser for Java (XML4J) é
livremente disponível em
www.alphaworks.ibm.com/tech/xml4j.
Xerces
Apache Xerces Java Parser é livremente
disponível em xml.apache.org/xerces.
msxml
Microsoft XML parser (msxml) version
2.0 é embutido no Internet Explorer
5.5. Version 3.0 está livremente
disponível em msdn.microsoft.com/xml.
4DOM
4DOM é um parser para linguagem Python,
disponível livremente em
fourthought.com/4Suite/4DOM.
XML::DOM
XML::DOM é um módulo Perl que permite
manipular documentos XML usando Perl.
Visite
www4.ibm.com/software/developer/library/xm
l-perl2.
17
DOM: classes e interfaces.
Class/Interface
Descrição
Document interface
Representa o top-level node do documento XML, que provê acesso a
todos os demais nodes—incluindo o elemento root.
Representa um XML document node.
Representa uma lista de Node objects.
Representa um elemento node. Deriva de Node.
Representa um atributo node. Deriva de Node.
Representa character data. Deriva de Node.
Node interface
NodeList interface
Element interface
Attr interface
CharacterData
interface
Text interface
Comment interface
Representa um text node. Deriva de CharacterData.
Representa um node comentário. Deriva de CharacterData.
ProcessingInstruction Representa um processing instruction node. Deriva de Node.
interface
CDATASection interface Representa um CDATA section. Deriva de Text.
18
Alguns métodos de Document
Método
Descrição
createElement
createAttribute
createTextNode
createComment
createProcessingInstruction
createCDATASection
getDocumentElement
appendChild
getChildNodes
Cria um element node.
Crira um attribute node.
Cria um text node.
Cria um comment node.
Cria um processing instruction node.
Cria um CDATA section node.
Retorna to elemento root
Concatena um child node.
Retorna os child nodes.
19
Métodos Node
Método
Descrição
appendChild
cloneNode
getAttributes
getChildNodes
getNodeName
getNodeType
Concatena um child node.
Duplica o node.
Retorna os atributos do node
Retorna os nodes filhos do node.
Retorna o nome do node
Retorna o tipo do node (ex.. elemento, atributo, text,
etc.).
getNodeValue
Retorna o valor do node.
getParentNode Retorna o pai do node
hasChildNodes Retorna true se o node tem nodes filhos
removeChild
Remova um node filho do node.
replaceChild
Troca um node filho com outro node.
setNodeValue
Coloca o valor do node
insertBefore
Concatena um node filho na frente de um node filho..
20
Navegação de um Node
21
Manipulação de um Node
22
Alguns tipos de node
Tipo de Node
Descrição
Node.ELEMENT_NODE
Representa um element node.
Node.ATTRIBUTE_NODE
Representa um attribute node.
Node.TEXT_NODE
Representa um text node.
Node.COMMENT_NODE
Representa um comment node.
Node.PROCESSING_INSTRUCTION_ Representa um processing instruction
NODE
node.
Node.CDATA_SECTION_NODE
Representa um CDATA section node.
23
Métodos de Element
Método
Descrição
getAttribute
getTagName
removeAttribute
setAttribute
Retorna um valor de atributo.
Retorna um nome de elemento
Remove um atributo de um elemento
Coloca um valor de atributo
24
Parsing um arquivo XML num
documento

Processo em 3 passos



1. Criar o DocumentBuilderFactory. Este
objeto criará o DocumentBuilder.
2. Criar o DocumentBuilder. O
DocumentBuilder fará o atual parsing
criar o objeto Document.
3. Fazer o parsing do arquivo para criar o
objeto Document.
25
Exemplo de aplicação básica
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.File;
import org.w3c.dom.Document;
public class OrderProcessor {
public static void main (String args[]) {
File docFile = new File("orders.xml");
Document doc = null;
try {
DocumentBuilderFactory dbf =
DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
doc = db.parse(docFile);
} catch (Exception e) {
System.out.print("Problem parsing the file.");
}
}
26
Ex de aplicação básica
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.File;
import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Element;
public class OrderProcessor {
...
System.exit(1);
}
//Passo 1: obtém o elemento raiz (root)
Element root = doc.getDocumentElement();
System.out.println("The root element is " + root.getNodeName());
}
}
27
Ex de aplicação básica Obtendo um node filho
...
import org.w3c.dom.NodeList;
...
//PASSO 1: obtém o elemento raiz(root)
Element root = doc.getDocumentElement();
System.out.println("The root element is "+root.getNodeName());
//PASSO 2: obtém os filhos (children)
NodeList children = root.getChildNodes();
System.out.println("There are "+children.getLength()+" nodes in this document.");
}
}
28
Usando getFirstChild() e getNextSibling()
...
import org.w3c.dom.Node;
...
//PASSO 3: processando os filhos (children)
for (Node child = root.getFirstChild(); child != null; child = child.getNextSibling())
{
System.out.println(child.getNodeName()+" = "+child.getNodeValue());
}
}
}
...
29
Múltiplos filhos
...
public class OrderProcessor {
private static void stepThrough (Node start)
{
System.out.println(start.getNodeName()+" = "+start.getNodeValue());
for (Node child = start.getFirstChild(); child != null;child =
child.getNextSibling())
{
stepThrough(child);
}
}
public static void main (String args[]) {
File docFile = new File("orders.xml");
...
System.out.println("There are "+children.getLength()
+" nodes in this document.");
//PASSO 4: fazendo recursividade
stepThrough(root);
}
30
Resultado:
31
Manipulando Atributos
...
import org.w3c.dom.NamedNodeMap;
...
private static void stepThroughAll (Node start)
{
System.out.println(start.getNodeName()+" = "+start.getNodeValue());
if (start.getNodeType() == start.ELEMENT_NODE)
{
NamedNodeMap startAttr = start.getAttributes();
for (int i = 0; i < startAttr.getLength(); i++) {
Node attr = startAttr.item(i);
System.out.println(" Attribute: "+ attr.getNodeName()
+" = "+attr.getNodeValue());
}
}
for (Node child = start.getFirstChild(); child != null; child = child.getNextSibling())
{
stepThroughAll(child);
}
}
32
Manipulando Atributos
33
Edição de documentos XML

Existem métodos para

adicionar nodes,
remover nodes,
mudar valores de nodes

Consulte a API!


34
SAX




Simple API for XML
Outro método para acessar o conteúdo de
documentos XML.
Desenvolvido por membros da XML-DEV
mailing-list (não é da W3C)
Usa um modelo baseado em eventos

Notificações (eventos) ocorrem à medida em
que o documento é analizado (“parsed”)
35
SAX-based Parsers
SAX-based parsers
Disponíveis em várias LPs:
e.g., Java, Python, C++, etc.
Produto
Descrição
Sun JAXP é disponível em java.sun.com/xml.
JAXP suporta SAX e DOM.
Apache Xerces parser é disponível em
Xerces
www.apache.org. Xerces suporta SAX e DOM.
MSXML 3.0 Microsoft msxml parser disponível em
msdn.microsoft.com/xml e suporta SAX e
DOM.
JAXP
36
Eventos
SAX parser
Invoca certos métodos quando eventos ocorrem
Programadores devem fazer overriding destes
métodos para processar os dados
37
Métodos invocados pelo SAX parser
Método
Descrição
setDocumentLocator
startDocument
Invocado no início do parsing.
Invocado quando o parser encontra o início
de um documento XML
endDocument
Invocado quando o parser encontra o fim de
um documento XML
startElement
Invocado quando a tag de inicio de um elemento é encontrada
endElement
Invocado quando a tag de fim de um elemento é encontrada.
characters
Invocado quando text characters são encontrados.
ignorableWhitespace
Invocado quando whitespace que pode ser ignorado é
encontrado.
processingInstruction Invocado quando um PI é encontrada.
38
Como SAX funciona?
Dado o documento XML abaixo:
<?xml version="1.0"?>
<samples>
<server>UNIX</server>
<monitor>color</monitor>
</samples>
SAX gera os seguintes EVENTOS:
Start document
Start element (samples)
Characters (white space)
Start element (server)
Characters (UNIX)
End element (server)
Characters (white space)
Start element (monitor)
Characters (color)
End element (monitor)
Characters (white space)
39
End element (samples)
Como SAX funciona?
Processamento em SAX envolve os seguintes passos
1. Criar um event handler
2. Criar o SAX parser
3. Associar o event handler ao parser criado
4. Fazer o parsing do documento, enviando cada evento ao
event handler.
40
Exemplo: Uma
pesquisa de
opinião
<?xml version="1.0"?>
<surveys>
<response username="bob">
<question subject="appearance">A</question>
<question subject="communication">B</question>
<question subject="ship">A</question>
<question subject="inside">D</question>
<question subject="implant">B</question>
</response>
<response username="sue">
<question subject="appearance">C</question>
<question subject="communication">A</question>
<question subject="ship">A</question>
<question subject="inside">D</question>
<question subject="implant">A</question>
</response>
<response username="carol">
<question subject="appearance">A</question>
<question subject="communication">C</question>
<question subject="ship">A</question>
<question subject="inside">D</question>
<question subject="implant">C</question>
</response>
41
</surveys>
Criando um event handler
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;
public class SurveyReader extends DefaultHandler
{
public SurveyReader() {
System.out.println("Object Created.");
}
public void showEvent(String name) {
System.out.println("Hello, "+name+"!");
}
public static void main (String args[]) {
SurveyReader reader = new SurveyReader();
reader.showEvent(”Nick");
}
42
}
// Exemplo usando JAXP
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;
import javax.xml.parsers.SAXParser;
import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;
import org.xml.sax.XMLReader;
Criando o
SAX
parser
public class SurveyReader extends DefaultHandler
{
public SurveyReader() {
}
public static void main (String args[]) {
XMLReader xmlReader = null;
try {
SAXParserFactory spfactory =
SAXParserFactory.newInstance();
SAXParser saxParser = spfactory.newSAXParser();
xmlReader = saxParser.getXMLReader();
} catch (Exception e) {
System.err.println(e);
System.exit(1);
}
}
}
43
Associando o event handler ao
parser
...
xmlReader = saxParser.getXMLReader();
xmlReader.setContentHandler(new SurveyReader());
} catch (Exception e) {
...
44
Parsing os dados
...
import org.xml.sax.InputSource;
...
xmlReader = saxParser.getXMLReader();
xmlReader.setContentHandler(new SurveyReader());
InputSource source = new InputSource("surveys.xml");
xmlReader.parse(source);
} catch (Exception e) {
...
Pronto! Falta apenas definir os eventos ...
45
Criando um ErrorHandler
...
import org.xml.sax.SAXParseException;
public class SurveyReader
extends DefaultHandler
{
public SurveyReader() {
}
public void error (SAXParseException e) {
System.out.println("Error parsing the file: "+e.getMessage());
}
public void warning (SAXParseException e) {
System.out.println("Problem parsing the file: "+e.getMessage());
}
public void fatalError (SAXParseException e) {
System.out.println("Error parsing the file: "+e.getMessage());
System.out.println("Cannot continue.");
System.exit(1);
}
public static void main (String args[]) { ...
46
Associando o ErrorHandler
...
xmlReader.setContentHandler(new SurveyReader());
xmlReader.setErrorHandler(new SurveyReader());
InputSource source = new InputSource("surveys.xml");
...
47
Eventos: startDocument()
...
import org.xml.sax.SAXException;
public class SurveyReader
extends DefaultHandler
{
...
public void fatalError (SAXParseException e) {
System.out.println("Error parsing " +
"the file: "+e.getMessage());
System.out.println("Cannot continue.");
System.exit(1);
}
public void startDocument() throws SAXException {
System.out.println("Tallying survey results...");
}
public static void main (String args[]) {
...
48
Eventos: startElement()
...
import org.xml.sax.Attributes;
public class SurveyReader extends DefaultHandler
{
...
public void startDocument()
throws SAXException {
System.out.println("Tallying survey results...");
}
public void startElement( String
namespaceURI,
String localName, String qName, Attributes
atts)
throws SAXException {
System.out.print("Start element: ");
System.out.println(localName);
}
public static void main (String args[]) {
…
}
49
startElement(): pegando
atributos
...
public void startElement(
String namespaceURI,
String localName,
String qName,
Attributes atts)
throws SAXException {
System.out.print("Start element: ");
System.out.println(localName);
for (int att = 0; att < atts.getLength();
att++) {
String attName = atts.getLocalName(att);
System.out.println(" "
+ attName + ": "
+ atts.getValue(attName));
}
}
...
50
Obtendo Dados: characters()
…
// ch inclui o documento inteiro
public void characters(char[] ch,
int start,
int length)
throws SAXException {
if (thisElement == "question") {
printIndent(4);
System.out.print(thisQuestion + ": ");
System.out.println(new String(ch, start, length));
}
}
...
51
Obtendo Dados: characters()
52
Obtendo Dados: characters()
(completo)
public void endElement(
String namespaceURI,
public void printIndent(int indentSize) {
String localName,
for (int s = 0; s < indentSize; s++) {
String qName)
System.out.print(" ");
throws SAXException {
}
thisQuestion = "";
}
thisElement = "";
String thisQuestion = "";
}
String thisElement = "";
public void characters(char[] ch,
public void startElement(
int start,
String namespaceURI,
int length)
String localName,
throws SAXException {
String qName,
if (thisElement == "question") {
Attributes atts)
printIndent(4);
throws SAXException {
System.out.print(thisQuestion + ": ");
if (localName == "response") {
System.out.println(new String(ch,
System.out.println("User: "
start, length));
+ atts.getValue("username"));
}
} else if (localName == "question") {
}
thisQuestion = atts.getValue("subject");
...
}
thisElement = localName;
53
}
...
SAX versus DOM
DOM
Modelo baseado em árvore
armazena o documento inteiro numa hierarquia de
document nodes
Dados são acessados rapidamente
Provê facilidades para adicionar e remover nodes
SAX
Invoca métodos quando markup (tag) é encontrada
Maior performance do que DOM
Menos overhead de memória do que DOM
Tipicamente usado para ler documentos (não para
modificá-los)
54
JDOM – Java DOM



http://www.jdom.org
Interface OO específica para Java baseada
em DOM
Vantagens:



As mesmas de DOM
Interface OO muito mais rica que DOM
Desvantagens


Mesmas do DOM
Limitado à Java
55
Toolkits XML

Java




JAXP (java.sun.com/xml/jaxp/faq.html)
Dom4j (www.dom4j.org)
.NET (parte do .NET framework)
XML Spy

www.xmlspy.com
56
XSL - eXtensible Stylesheet
Language
57
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