XML と名前空間の基礎

1. XML への入門

今日では JSON が標準ですが、Java の世界にはレガシーコードが多く、XML に遭遇することがあります。基本を理解しておくと役に立ちます。 XML (eXtensible Markup Language) は、構造化データの保存と交換のためのテキスト形式です。設定ファイル、アプリケーション間のデータ交換、データ保存、さらにはオブジェクトのシリアライズにもよく使われます。

XML ドキュメント構造の基本要素:

タグ（要素）:
すべては < と > の間にあります。各タグには開始タグ（<tag>）と終了タグ（</tag>）があり、自己終了（<tag/>）させることもできます。

属性:
タグ内の追加パラメータ。
例: <user name="Vasya" age="25"/>

テキストノード:
タグの間にあるテキスト。
例: <greeting>こんにちは、世界！</greeting>

簡単な XML ドキュメントの例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<users>
    <user name="Vasya" age="25">こんにちは！</user>
    <user name="Katya" age="30"/>
</users>

ここでは:

• <users> はルート要素です。
• <user> は属性 name と age を持つ要素で、最初のユーザーにはテキスト内容があります。

2. 重要な概念

プロローグ:
ファイル先頭の行で XML のバージョンとエンコーディングを指定します。
例: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

要素:
XML の基本的な構成要素です。
例: <book>...</book>

属性:
開始タグ内のパラメータです。
例: <book title="Java" author="Ivanov"/>

コメント:
HTML と同様、<!-- ... --> の間に記述します。
例: <!-- これはコメントです -->

CDATA セクション:
<、& などの文字を含む、XML として解釈させたくないテキストを挿入できます。
例:

<script><![CDATA[
    if (a < b && b > 0) { ... }
]]></script>

3. なぜ XML に名前空間が必要か

問題: 名前の衝突

大きな XML ドキュメントでは、同じタグ名でも意味が異なる場合がよくあります。たとえば、HTML の一部としての <table> と、ビジネスロジック（たとえばデータベース）の一部としての <table> があるとします。どのタグが何を表すのか、どう区別すればよいでしょうか？

名前空間なし:

<root>
    <table>
        <row>...</row>
    </table>
    <table>
        <column>...</column>
    </table>
</root>

ここではどの <table> が何に対応するのか分かりません。

解決: 名前空間

名前空間（Namespace） は、要素や属性に「印」を付けて名前の衝突を避け、異なるタグの意味を明確に区別するための仕組みです。

• 各名前空間は一意の URI（見た目はリンクでも、単なる識別子）です。
• 名前空間が異なれば、同じ名前でも別の要素・属性として扱われます。

利点:

• 異なる標準やスキーマ間で名前の衝突が起きません。
• 異なるソースのデータを 1 つの文書に統合できます。
• 各タグがどの「語彙」に属するかが明確になります。

4. 名前空間の使い方: 宣言と適用

名前空間を宣言する方法

要素の開始タグに特別な属性 xmlns（XML Namespace）を書きます:

• プレフィックスなし: xmlns="URI" — 以降の入れ子になった要素に既定の名前空間を宣言します。
• プレフィックスあり: xmlns:prefix="URI" — タグで使用する短い名前（プレフィックス）つきの名前空間を宣言します。

名前空間の宣言と利用の例

<root xmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/"
      xmlns:f="http://www.w3schools.com/furniture">
    <h:table>
        <h:tr>
            <h:td>セル 1</h:td>
            <h:td>セル 2</h:td>
        </h:tr>
    </h:table>
    <f:table>
        <f:name>テーブル</f:name>
        <f:width>80</f:width>
        <f:length>120</f:length>
    </f:table>
</root>

ここでは:

• xmlns:h="..." — HTML テーブル用のプレフィックス h を宣言しています。
• xmlns:f="..." — 家具用のプレフィックス f を宣言しています。
• <h:table> と <f:table> は、名前が同じでも別の要素になります。

名前空間の使い方

• 宣言: ルート要素や任意の要素で xmlns:prefix="URI" を指定します。
• 適用: 要素名や属性名の前にプレフィックスとコロンを付けます: <prefix:element>...</prefix:element>

既定の名前空間

xmlns="URI" のように宣言すると、プレフィックスのない要素はすべてその名前空間に属します。

<books xmlns="http://example.com/books">
    <book>...</book>
</books>

5. 実践: 複数の名前空間を持つ簡単な XML ドキュメントの作成

HTML 用と家具用の 2 つの名前空間を使った XML ドキュメントの例を作成してみましょう。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<root xmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/"
      xmlns:f="http://www.w3schools.com/furniture">
    <h:table>
        <h:tr>
            <h:td>セル 1</h:td>
            <h:td>セル 2</h:td>
        </h:tr>
    </h:table>
    <f:table>
        <f:name>テーブル</f:name>
        <f:width>80</f:width>
        <f:length>120</f:length>
    </f:table>
</root>

ここで行っていること:

• ルート要素で 2 つの名前空間 h と f を宣言しています。
• h: プレフィックスの付いたすべての要素は HTML テーブルに関するものです。
• f: プレフィックスの付いたすべての要素は家具に関するものです。

6. 典型的なミス

ミス 1: プレフィックスの宣言忘れ

<root>
    <h:table>...</h:table>
</root>

結果: XML パーサーがエラーを出します: The prefix 'h' for element 'h:table' is not bound.

ミス 2: 名前空間なしで同じ名前を使用

<root>
    <table>...</table>
    <table>...</table>
</root>

結果: どの <table> が何に対応するのか区別できません。

ミス 3: プレフィックスの誤用

<root xmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/">
    <h:table>...</h:table>
    <f:table>...</f:table> <!-- エラー: プレフィックス f が宣言されていません -->
</root>

結果: パーサーエラー: The prefix 'f' for element 'f:table' is not bound.