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XML 與命名空間基礎

JAVA 25 SELF

等級 47 , 課堂 0

開放

1. 認識 XML

雖然今天 JSON 已成為標準，但在 Java 生態中仍有大量的舊有程式碼，因此你有時仍會遇到 XML。了解它是有幫助的。 XML（eXtensible Markup Language）是用來儲存與交換結構化資料的文字格式。它常被用於設定檔、系統間交換、資料儲存，甚至物件序列化。

XML 文件結構的基本要素：

標籤（元素）：
位於 < 和 > 之間的一切。每個標籤都有開頭（<tag>）與結尾（</tag>），或採用自我結束寫法（<tag/>）。

屬性：
元素標籤中的額外參數。
範例： <user name="Vasya" age="25"/>

文字節點：
標籤之間的文字。
範例： <greeting>你好，世界！</greeting>

簡單的 XML 文件範例

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

說明:

<users> — 根元素。
<user> — 具有屬性 name 和 age 的元素；第一個使用者還有文字內容。

2. 關鍵概念

Prolog（XML 宣告）：
檔案開頭的一行，用來指定 XML 版本與編碼。
範例： <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

元素：
XML 的基本構成單位。
範例： <book>...</book>

屬性：
出現在開始標籤中的參數。
範例： <book title="Java" author="Ivanov"/>

註解：
與 HTML 類似，寫在  之間。
範例：

CDATA 區段：
允許插入不會被當成 XML 解析的文字（例如包含 <、& 等符號）。
範例：

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

3. 為什麼 XML 需要命名空間（namespaces）

問題：名稱衝突

在大型 XML 文件中，常會出現名稱相同但語意不同的標籤。例如，你可能同時有作為 HTML 一部分的 <table>，以及屬於商業邏輯（例如資料庫）的一個 <table>。該如何分辨每個標籤的含義？

沒有命名空間：

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

在這裡無法判斷每個 <table> 的所屬與意義。

解法：命名空間

Namespace（命名空間）是一種用來「標記」元素與屬性的方式，以避免名稱衝突並清楚區分不同標籤的語意。

每個命名空間是一個唯一的 URI（看起來像網址，但只是識別子）。
屬於不同命名空間的元素與屬性被視為不同，即使名稱相同。

優點：

不同標準與綱要之間不會發生命名衝突。
可以在同一文件中合併來自不同來源的資料。
可以清楚看出每個標籤屬於哪個「詞彙」。

4. 使用命名空間：宣告與套用

如何宣告命名空間

在元素的開始標籤上寫入特殊屬性 xmlns（XML Namespace）：

無前綴： xmlns="URI" — 為所有內部元素宣告預設命名空間。
具前綴： xmlns:prefix="URI" — 宣告一個帶有短名稱（前綴）的命名空間，供標籤使用。

宣告與使用命名空間的範例

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

說明:

xmlns:h="..." — 為 HTML 表格宣告前綴 h。
xmlns:f="..." — 為家具宣告前綴 f。
<h:table> 與 <f:table> — 現在為不同元素，即使名稱相同。

如何使用命名空間

宣告：在根元素或任何其他元素上：xmlns:prefix="URI"
使用：在元素或屬性的名稱前加上前綴與冒號：<prefix:element>...</prefix:element>

預設命名空間

若只宣告 xmlns="URI"，所有沒有前綴的元素都會屬於此命名空間。

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

5. 實作：建立一個含多個命名空間的簡單 XML 文件

我們來建立一個範例 XML 文件，使用兩個命名空間：一個給 HTML，一個給家具。

<?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>儲存格 1</h:td>
            <h:td>儲存格 2</h:td>
        </h:tr>
    </h:table>
    <f:table>
        <f:name>桌子</f:name>
        <f:width>80</f:width>
        <f:length>120</f:length>
    </f:table>
</root>

這裡發生了什麼：

在根元素上宣告了兩個命名空間：h 與 f。
所有帶有前綴 h: 的元素屬於 HTML 表格。
所有帶有前綴 f: 的元素屬於家具。

6. 常見錯誤

錯誤 1：忘記宣告前綴

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

結果： XML 解析器會報錯: The prefix 'h' for element 'h:table' is not bound.

錯誤 2：沒有命名空間且名稱相同

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

結果：無法區分每個 <table> 分別代表什麼.

錯誤 3：前綴使用不正確

<root xmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/">
    <h:table>...</h:table>
    <f:table>...</f:table> <!-- 錯誤：未宣告前綴 f -->
</root>