XML Schema Tutorial

공간정보/표준

XML Schema Tutorial

하늘이푸른오늘 2017. 12. 24. 14:29

XML Schema란?

XML Schema는 XML 문서의 구조를 설명함.
XML Schema 언어는 XSD(XML Schema Definition) 이라고도 한다.

XML 스키마의 목적 : XML 문서의 합법적 기본구성요소를 정의

문서에 어떤 요소와 속성이 나타나야 하는가?
하위 요소들의 수와 순서
요소와 속성의 데이터 유형
요소와 속성의 기본값/고정값

왜 XML 스키마를 배워야 하는가?

이미 수백가지의 표준화된 XML 포맷이 사용중이다.
수많은 XML 표준은 XML Schema로 정의되어 있다.
XML Schema는 XML기반이며, DTD를 대체할 수있으며 훨씬 강력하다.

XML 스키마는 데이터유형을 지원한다.

허용되는 내용을 쉽게 설명가능
데이터의 정확성 검증가능
데이터에 대한 제한을 정의가능
데이터 패턴(포맷)을 쉽게 정의가능
다른 유형으로 쉽게 변환 가능

XML Schema는 XML 문법을 사용함. 따라서

새로운 언어를 배울 필요 없으며
XML 에디터로 스키마파일을 편집할 수 있고
XML parser로 스키마파일을 파싱할 수 있고
XML DOM으로 처리할 수 있으며
XSLT로 스키마를 변환할 수 있다.
XML Schema는 확장가능하다. 따라서

다른 스키마를 재사용가능하다.
표준 유형에서 새로운 데이터유형을 생성할 수 있다.
동일한 문서에서 여러개의 스키마를 참조할 수 있다.

XML 스키마를 사용하면 안전한 데이터 통신이 가능하다.

데이터를 보낼때, 내용에 대한 동일한 이해가 가능하다.
수신자가 이해할 수 있는 방법으로 데이터를 설명할 수 있다.
"3-11-2004" 와 같이 데이터 해석이 달라질 염려를 없앨 수 있다.

Well-Formed 문서만으로는 부족하다.

Well-Formed 된 문서도 오류가 있을 수 있다.
XML Schema를 사용하면 에러를 검증할 수 있다.

XSD 사용법

XML 문서는 XML Schema에 대한 참조를 가질 수 있다.
예제 XML 문서 : note.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<note>
<to>Tove</to>
<from>Jani</from>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

이 문서에 대한 XML Schema : note.xsd

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema
    xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
    targetNamespace="https://www.w3schools.com"
    xmlns="https://www.w3cschools.com"
    elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="note">
<xs:complexType>
      <xs:sequence>
          <xs:element name="to" type="xs:string" />
        <xs:element name="from" type="xs:string" />
    <xs:element name="body" type="xs:string" />
      </xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>

</xs:schema>

이 note.xsd를 참조하여 note.xml을 다시 작성하면

<?xml version="1.0"? encoding="utf-8">
<note
xmlns="https://www.w3schools.com"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="https://www.w3schools.com/xml/note.xsd">
<to>Tove</to>
<from>Jani</Jani>
<body>Don't forget me this weekend!</body>
</note>

XSD- <schema> 요소

<schema> 요소는 모든 XML Schema 문서의 root 요소이다.
<schema> 요소는 속성을 가질 수 있다.

xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

이 schema에 사용되는 데이터유형이 w3.org 네임스페이스에서 왔음을 의미함
이 데이터유형들을 사용할 때 xs: 를 사용해야 함

targetNamespace="https://w3schools.com"

이 스키마에서 정의되는 요소(note, to, body)는 "w3school" 네임스페이스에서 왔음

xmlns="https://www.w3schools.com"

네임스페이스 기본값이 "https://www.w3schools.com" 임

elementFormDefault="qualified"

이 스키마에서 선언되는 XML 인스턴스 문서에 사용되는 모든 요소는 네임스페이스에 한정되어야 한다(namespace qualified)

XML 문서에서 스키마를 참조할 때...

xmlns="https://www.w3schools.com"

기본 네임스페이스 선언. 이 문서에서 사용된 모든 요소들은 w3schools 네임스페이스에 선언되었음을 의미함

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

먼저 이렇게 XML schema instance 네임스페이스를 가져오면, 아래의 schemaLocation 속성을 사용할 수 있게됨.

xsi:schemaLocation="https://www.w3schools.com note.xsd"

schemaLocation 속성은 두개의 값이 들어가며, 첫번째값은 사용할 네임스페이스, 두번째는 해당 네임스페이스에서 사용하고자하는 XML 스키마의 위치임.

XSD Simple 요소

simple 요소는 텍스트만 담을 수 있는 요소.

하지만, 텍스트는 여러가지 유형이 있음. XML Schema definition에는 boolean, string, data 등의 유형이 정의되어 있고, 사용자가 정의할 수도 있다.
내용을 제한하기 위해 데이터유형에 제한(facets)를 걸 수도 있고, 특정한 패턴만 요구할 수도 있음

Simple 요소 정의방법

<xs:element name="xxx" type="yyy" />

xxx는 이름.
yyy는 다음과 같은 여러가지를 사용할 수 있음

xs:string
xs:decimal
xs:integer
xs:boolean
xs:date
xs:time

예제 xml 요소

이에 대한 simple 요소 정의

<xs:element name="lastname" type="xs:string"/>
<xs:element name="age" type="xs:integer"/>
<xs:element name="dateborn" type="xs:date"/>

기본값(default)과 고정값(fixed)

기본값

<xs:element name="color" type="xs:string" default="red">

고정값

<xs:element name="Rcolor" type="xs:string" fixed="red">

XSD 속성

속성을 정의하는 방법

<attribute name="xxx" type="yyy" />
여기서 "yyy" 데이터 유형은 element와 동일

<lastname lang="EN">Smith</lastname>을 정의하려면

<xs:element name="lastname" type="xs:string" />
<xs:attribute name="lang" type="xs:string" />

기본값과 고정값을 부여하는 방법은 요소의 경우와 동일하다.

필수/선택은 "use" attribute를 사용한다.

<xs:attribute name="lang" type="xs:string" use="required" />

XSD Restrictions

이상과 같이 type을 지정하면 들어올 수 있는 내용을 제한하게 된다.
여기에 사용자가 원하는 제한을 더 가할 수 있다. 이것을 facets라고 한다.

최대값 최소값 : 아래의 예는 값의 범위를 정하는 방법

<xs:element name="age">
<xs:simpleType>
<xs:restriction base="xs:integer">
<xs:minInclusive value="0" />
<xs:maxInclusive value="120" />
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

값 목록을 지정할 경우

<xs:element name="car">
<xs:simpleType>
      <xs:restriction base="xs:string">
      <xs:enumeration value="Audi" />
          <xs:enumeration value="BMV" />
          <xs:enumeration value="Golf" />
      </xs:restriction>
</xs:simpleType>
</xs:element>

아래는 위와 동등한 내용

이 경우, "carType"은 다른 항목에도 사용할 수 있다.
재활용이 가능하므로, 대부분 이런 형태로 정의한다.

<xs:element name="car" type="carType" />

<xs:simpleType name="carType">
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:enumeration value="Audi" />
.........
</xs:simpleType>

기타 여러가지 제한

<xs:pattern value="[a-z]" /> : 소문자로 한글자.
<xs:pattern value="[A-Z][A-Z][A-Z]" /> : 대문자로 세글자
<xs:pattern value="[a-zA-A][a-zA-A][a-zA-A]" />: 세글자
<xs:pattern value="[xyz]" /> : "x" 또는 "y" 또는 "z"
<xs:pattern value="[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]" /> : 5자리 숫자
<xs:pattern value="([a-z])*" /> : 소문자만. 글자수는 0 이상
<xs:pattern value="([a-z][A-Z])+" /> : 소문자+대문자쌍으로. 글자수는 2이상
<xs:pattern value="male|female" /> : "male" 또는 "female" 만
<xs:pattern value="[a-zA-Z0-9]{8}" /> : 영숫자 8글자
<xs:whiteSpace value="preserve" /> : 공백문자(LF, CR, Tab등)을 그대로 유지
<xs:whiteSpace value="replace" /> : 모든 종류의 공백문자들을 space로 바꿈
<xs:whiteSpace value="collapse" /> : 앞뒤, 여러개의 공백을 하나의 space로
<xs:length value="8" /> : 8글자
<xs:minLength value="5" /> <xs:maxLength value="8" /> 5글자에서 8글자까지

기타 데이터 유형에 관한 제한

enumeration : 허용되는 값의 목록을 정의함
factionDigits : 소숫점이하 자릿수 지정(0 이상)
length : 문자의 수 또는 목록의 경우 목록의 수(0 이상)
maxExclusive : 허용되는 숫자형의 상한값(미만)
maxInclusive : 허용되는 숫자형의 상한값(이하)
maxLength : 최대 문자수 또는 최대 목록수
minExclusive : 허용되는 숫자형의 하한값(초과)
minInclusive : 허용되는 숫자형의 하한값(이상)
minLength : 최소 문자수 또는 최소 목록수
pattern : 허용되는 문자열의 순서
totalDigits : 허용되는 숫자 자릿수 (0 이상)
whiteSpace : white space(LF, tab, space, CR)를 어떻게 취급할 지 지정

XSD Complex 요소

Complex 요소란 다른 요소나 속성을 포함하는 요소로 4가지 종류가 있다.

<product pid="12354" /> : empty 요소
<employee><fn>A</fn><ln>B</ln></employee> : 다른 요소만 포함하는 요소
<food type="desert">Ice cream</food> : 텍스트만 포함하는 요소
<desc>It happened on <date lang="NR">03.03.99</date></desc>
: 다른 요소와 텍스트를 포함하는 요소
단!!!! 각각의 요소는 속성을 가질 수 있다.

Complex 요소를 정의하는 방법의 예

<employee>
<firstname>Jorhn</firstname>
<lastname>Smith</lastname>
</employee>

====

<xs:element name="employee">
    <xs:complexType>
      <xs:sequence>                  sequence를 사용하면 순서대로 나타나야 함.
          <xs:element name="firstname" type="xs:string" />
          <xs:element name="lastname" type="xs:string" />
      </xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>

유형을 따로 정하면 여러번 반복하여 사용할 수 있다.

<xs:element name="employee" type="personType" />
<xs:element name="student" type="personType" />

<xs:complexType name="personType">
<xs:sequence>
<xs:element name="firstname" type="xs:string" />
<xs:element name="lastname" type="xs:string" />
</xs:sequence>
<xs:complexType>

xs:complexContent와 xs:extension을 사용하면 기본 complex 요소를 확장시킬 수 있다.

<xs:element name="employee" type="fullPersonInfo" />

<xs:complexType name="personinfo">
<xs:sequence>
<xs:element name="firstname" type="xs:string" />
<xs:element name="lastname" type="xs:string" />
</xs:sequence>
<xs:complexType>

<xs:complexType name="fullPersonInfo">
<xs:complexContent>
      <xs:extension base="personinfo">
          <xs:sequence>
              <xs:element name="address" type="xs:string">
            <xs:element name="city" type="xs:string">
            <xs:element name="country" type="xs:string">
          </xs:sequence>
      </xs:extension>
</xs:complexContent>
</xs:complexType>

XSD Empty 요소

<product prodid="1234" /> 와 같이 내용이 없는 요소를 정의하려면 아래의 방법이 가장 간단.

<xs:element name="product" type="prodType" />

<xs:complexType name="prodtype">
<xs:attribute name="prodid" type="xs:positiveInteger" />
</xs:complexType>

XSD 요소들만 들어가는 Complex 유형

====

<xs:element name="person" type="personType" />

<xs:complexType name="personType">
<xs:sequence>
<xs:element name="firstname" type="xs:string" />
<xs:element name="lastname" type="xs:string" />
</xs:sequence>
</xs:complexType>

Text만 들어가는 Complex 유형

simple 유형은 <xs:element name="xxx" type="yyy"/> 와 같이, 제한도, 속성도 못넣음
<shoesize country="france">35</shoesize> 를 정의하는 방법

complexType으로 정의하고, 내부에 simpleContent를 넣고 그 안에 extension 또는 restriction을 사용함.

<xs:element name="shoesize" type="shoeType" />

<xs:complexType name="shoeType"
<xs:simpleContent>
      <xs:extension base="xs:integer">
          <xs:attribute name="country" type="xs:string" />
      </xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexContent

XSD 문자와 요소가 혼합된 Comlex 유형

아래와 같이 문자와 요소가 섞여도 무방한 Complex 유형을 만들려면 mixed="true"를 추가하면 된다.

<letter>
Dear Mr.<name>John Smith</name>.
Your order <orderid>2043</orderid>
will be shipped on <shipdate>2001-07-13</shipdate>.
</letter>

<xs:element name="letter" type="letterType" />

<xs:complexType name="letterType" mixed="true">
<xs:sequence>                                      ----> 순서대로 나타나야 함
      <xs:element name="name" type="xs:string">
    <xs:element name="order" type="xs:positiveInteger">
    <xs:element name="shipdate" type="xs:date">
</xs:sequence>
</xs:complexType>

XSD 지시자(Indicator)

순서 지시자(Order Indicator)

sequence - 모두 한번씩. 정해진 순서대로
all - 모두 단 한번씩 등장해야 함. 순서는 없음
choice - 둘중의 하나만 등장

횟수 지시자(Occurence Indicator)

minOccurs/maxOccurs

그룹 지시자(Group Indicator)

<xs:group name="xxx">
그룹을 지정하면 다른 정의에서도 사용할 수 있음

속성 그룹(attribute Group)

<xs:attributeGroup name="xxx">
그룹을 지정하면 다른 정의에서도 사용할 수 있음

예제

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<persons xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="family.xsd">

<person>
<fullname>Min Heo</fullname>
<childname>Minho</childname>
</person>

<person>
<fullname>Tove Refsnes</fullname>
<childname>Hege</childname>
<childname>Stale</childname>
<childname>Jim</childname>
</person>

<person>
<fullname>Stale Refsnes</fullname>
</person>

</persons>

family.xsd

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
elementFormDefault="qualified">

<xs:element name="persons">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="person" maxOccurs="unbounded">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="fullname" type="xs:string"/>
<xs:element name="childname" type="xs:string"
minOccurs="0" maxOccurs="5"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>

</xs:schema>

XSD <any> 요소, <anyAttribute> 요소

<any> 요소를 사용하면 스키마에서 지정하지 않은 요소를 사용할 수 있도록 확장시킬 수 있다.
아래는 family.xsd 파일의 일부

<xs:element name="person">
<xs:complexType>
      <xs:sequence>
          <xs:element name="firstname" type="xs:string" />
          <xs:element name="lastname" type="xs:string" />
          <xs:any minOccurs="0" />
--- </xs:element>

사용법은....

XSD Substitution Group

예를 들어, 영국고객과 노르웨이고객이 있어서, 영국식/노르웨이 언어로 정의하도록
head 요소를 정의한 후, 이 head 요소를 대체할 수 있다고 명시한 또 다른 요소를 정의한다.
아래에서 head 요소는 "name", "navn"요소는 "name" 요소를 대체할 수 있음.

<xs:element name="name" type="xs:string" />
<xs:element name="navn" substitutionGroup="name" />

XML Schema

<xs:element name="name" type="xs:string" />
<xs:element name="navn" substitutionGroup="name" />

<xs:complexType name="customerType">
<xs:sequence>
<xs:element ref="name" />
<xs:sequence>
</xs:complexType>

<xs:element name="customer" type="customerType" />
<xs:element name="kunde" substitutionGroup="customer" />

이런 식으로 정의하였을 때 XML 파일에는 아래와 같이 두가지가 모두 들어갈 수 있다.

<customer>
<name>Min Heo</name>
</customer>
<kunde>
<navn>John Smith</navn>
</kunde>

대체를 금지시키고 싶으면 block을 사용하면 된다.

<xs:element name="name" type="xs:string" block= "substitution" />

SubstitutionGroup 사용방법

대체가능 요소(substitutable element)는 head요소와 동일한 type 또는 head 요소 유형에서 유도된 유형이어야 한다.
동일한 유형일 경우엔 substitution 하면서 type은 정의할 필요없지만, 유도할 경우 새로 정의
substitutionGroup의 모든 요소(head 요소 및 substitutable 요소)는 반드시 Global 요소로 선언

XSD 예제

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<shiporder orderid="8893"
xmlns:xsi="http://www.w3c.org/2001/XMLSchema-Instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocaiton="shiporder.xsd">

<orderperson>John Smith</orderperson>
<shipto>
<name>Ola Nordmann</name>
<address>Langgt 2</address>
<city>400 Stavanger</city>
<country>Norway</country>
</shipto>

<item>
<title>Empire Burlesque</title>
<note>Special Edition</note>
<quantity>1</quantity>
<price>10.90</price>
</item>

<item>
<title>Hide your Heart</title>
<quantity>1</quantity>
<price>9.90</price>
</item>
</shiporder>

root 요소 : shiporder (orderid라는 속성이 있음)
shiporder는 3개의 child 요소(orderperson, shipto, item)
xmlns:xsi="http://www.w3c.org/2001/XMLSchema-instance"- 반드시 schema에 비교해야 함을 의미
xsi:noNamespaceSchemaLocation="shiporder.xsd" - 스키마의 위치 (여기에선 동일한 폴더)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:element name="shiporder">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="orderperson" type="xs:string"/>
<xs:element name="shipto">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="name" type="xs:string"/>
<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">
<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>

XSD 분할

문서가 복잡해지면 읽기 힘들다.
모든 요소와 속성을 미리 다 정의한 후, 이들을 ref 속성을 사용하여 참조한다.

Named 유형을 사용하기

클래스/유형을 먼저 정의하고, 요소 정의를 재활용.

===

원문 : https://www.w3schools.com/xml/schema_intro.asp 에서...

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