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第4章数据建模与XML使用101 下载
特殊的规定。非正式地讲，它表示文档必须符合D T D中的规则。我们对于D T D不能表示的许多
约束感兴趣，其中有些约束是X M L模式也无法表达的—例如，一条消息开始处的序号必须比
前一条消息的序号大一。本章后续部分出现的“有效”一词与X M L中的“有效”含义不同，它
是面向用户的：如果文档能够满足信息模型定义的所有约束，就认为它是有效的。
1. 为什么需要模式
以下论述摘自W3C XML模式建议的草案：
模式的目的是定义和描述一类X M L文档，它使用[ m a r k u p ]结构约束和说明各个组成部分
的含义、用法和关系，这些组成部分包括：数据类型、元素及其内容、属性及其内容、
实体及其内容，以及表示法。模式结构还能够提供附加信息的规范，例如：缺省值。模
式试图通过通用的文档词汇表说明自身的含义、用法和功能。因此， X M L模式结构能够
为各类XML文档定义、描述和归类XML词汇表。
我们认为以上论述说明了模式的功能，但并未说明原因。通过这段话，我们总结出模式有
以下两个作用：约束和解释。
2. 模式的约束功能
模式的作用之一是定义有效文档与无效文档之间的差别。规则的表述应该尽可能使软件能
够判断一个文档是否有效；但是在实际应用中，有些规则可以是只有人类才能够解释的。例如，
科学杂志的一条规则规定作者的地址必须只能包括城市和国家，或者摘要必须是法语的。
之所以需要这些约束，有以下两点原因：格式上的原因（每个出版物都要维护自己的品牌
图像、样式和设计的完整性）和处理的原因。处理的原因定义了处理过程的下一阶段（即：处
理文档）对信息的需求，无论这个过程是个商业过程（如：处理职位申请表）、印刷过程，还是
内部系统过程（如：更新数据库）。在这两种情况下，约束都可以看作是一种品质控制。
当然，约束并不总是好的。这是一种巨大的诱惑，你可能毫无顾忌地利用规则的约束能力对系
统进行过度严格的限制。信息系统常常不够灵活，我们的目标应该是明智地使用约束，使得处理活
动中的人能够最大限度地发挥他的聪明才智。如果使用过度，约束本身会对信息的质量产生负作用：
我过去不得不给电子商务系统提供错误的数据，因为这个We b页面坚持我的地址必须位于美国。
另外，我们的确能够定义明确的规则，并用软件进行检查，但是这并不意味着在可以想象
得到的每个处理阶段都利用规则验证文档的有效性。例如，当你从We b服务器向外传送文档时对
它进行检查就是多余的：当它被放到We b服务器上时应该检查有效性。另外，有些人盲目地毫无
顾忌地使用验证有效性的解析器。类似地，当X M L文档从一个软件系统发送到同一组织机构中
的另一个软件系统时，在测试阶段有必要验证其有效性，但是当一切正常运转之后，就不必重
复地验证有效性，因为软件之间应该相互信任。
3. 模式的解释功能
模式的第二个作用是解释—记录结构的说明和用法，使得发送方和接收方能够对消息有
相同的理解。
在文档和数据库领域，模式的这个作用都是次要的，虽然它实质上可能更加重要。部分原
因在于模式总是不能提供给需要它的人，即：在屏幕上输入数据的人。这就是为何许多系统都
102使用XML 高级编程
下载
受到一种称为语义漂移的现象的困扰，随着时间的推移，用户有改变系统使用方式和更改数据
字段含义的倾向，即使软件结构并未发生变化。在我遇到的一个例子中，用户故意输入会遭系
统拒绝的数据，因为有待纠正的记录文件能够方便地记录明天要打的电话。在另一个系统中，
我发现通讯社以发送虚假的新闻文章为幌子向客户发送发票。
你不能阻止这些事情的发生，正如建筑师不能阻止居住者在厨房里看电视。你所能做的是
尽量解释你所提供的结构的用途，并为用户提供灵活的空间，使得他们在不违背你的设计的前
提下达到自己的目的，而且使你的结构尽可能地直观和自然，以免用户产生被强迫走另一条路
的感觉。
端用户不必直接了解模式，这也意味着模式应该是应用程序可读的：例如，应用程序应该
能够提取数据字段的解释，并将这些解释作为提示文本显示在输入数据的屏幕上。七、八十年
代，模式的这种观念非常流行，它出现在数据字典中：数据字典强调模式在定义系统词汇中名
称的含义方面的作用，虽然软件公司对数据字典的滥用（他们将数据字典做成内部系统目录）
导致它最终被淘汰。
4.3.2 将DTD作为模式
如果模式的作用是约束和解释，那么XML DTD的局限性就显而易见了。它主要体现在以下
几方面：
(1) DTD能够表示哪些约束
作为一种约束语言， D T D是非常有限的。它能够控制元素的相互嵌套，却对元素中包含的
内容无能为力。它对属性的控制略微强一些，但即使如此也是非常有限的，例如： D T D无法规
定某个属性值必须是数字。这必然意味着许多实际的有效性验证工作必须由应用程序来完成；
事实上，我常常发现D T D的验证功能基本上没什么价值，不值得使用。
(2) 你能够依赖D T D的有效性验证吗
即使在D T D能够定义的有限的规则中， X M L文档仍然可以设置自己的议程：是否引用D T D，
引用哪个D T D，以及是否用私有的内部子集中的声明覆盖D T D中的声明，这些都是由文档本身
决定的。即使应用程序知道将使用验证有效性的解析器，文档乐于接受哪些约束也是由文档本
身来决定的，应用程序不能将自己的意愿强加给它。
假设你为旅游路线定义了D T D—i t i n e r a r y. d t d。为了将旅游路线邮寄给客户，你的应用程
序要负责打印旅游路线。如果应用程序不希望由自己来验证有效性，它需要确保输入的文档符
合名为i t i n e r a r y. d t d的D T D。为此，它要保证：
• 它所使用的解析器是能够验证有效性的。（这一条是不言而喻的，但是你的应用程序是使
用S A X、D O M还是X S LT，就很难判断了。）
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XML高级编程上(44)
