将 XML 和 Python 结合起来

在许多情况下,Python 是使用 XML 文档的理想语言。

Python 的 XML 特殊兴趣组 (XML-SIG)

XML-SIG 的成员执行了许多 – 或大部分 – 维护 Python 一部分 XML 工具的任务。与其它 Python SIG 一样,XML-SIG 要维护邮件发送列表、列表档案、有用的参考大权、文档、标准包和其它资源。阅读了本文中的概述后,最好从 XML-SIG Web 页面入手。

根据本文中讲述的特定重点,XML-SIG 维护了 PyXML 发行版。这个包包含了许多本文中讨论的模块,一些“入门”文档,一些演示代码和其它一些 XML-SIG 决定放入该发行版的东西。给定的包也许不会总是包含每个独立模块或工具的最新版本,但下载 PyXML 发行版是个好主意。以后,可以随时添加任何未包含的模块,或者已包含模块的新版本(以及许多 PyXML 发行版提供的服务所未包含的模块)。

模块:XMLLIB 模块(标准)

“不包括在标准发行版中”,Python 1.5.* 带有模块 [xmllib]。Python 1.6 也许结合了更多 XML-SIG 的成就,但它仍是测试版。[xmllib] 是一个非验证的低级语法分析器。[xmllib] 的工作方式是用应用程序覆盖 XMLParser 类,并提供处理文档元素(如特定或类属标记,或字符实体)的方法。

作为正在使用的 [xmllib] 示例,PyXML 发行版包括一个叫做 ‘quotations.dtd’ 的 DTD,以及这个 DTD 的文档 ‘sample.xml’。以下的代码显示了 ‘sample.xml’ 中每段引言的前几行,并生成了非常简单的未知标记和实体的 ASCII 指示符。经过分析的文本作为连续流来处理,所使用的任何累加器都由程序员负责(如标记中的字符串 (#PCDATA),或所遇到的标记的列表/词典)。

尝试 xmllib 的代码

#-------------------- try_xmllib.py --------------------#
  import xmllib,string

  class QuotationParser(xmllib.XMLParser):
      """Crude xmllib extractor for quotations.dtd document"""

      def __init__(self):
          xmllib.XMLParser.__init__(self)
          self.thisquote = ''             # quotation accumulator

      def handle_data(self,data):
          self.thisquote = self.thisquote + data

      def syntax_error(self,message): pass

      def start_quotations(self,attrs):  # top level tag
          print '--- Begin Document ---'

      def start_quotation(self,attrs):
              print 'QUOTATION:'

      def end_quotation(self):
              print string.join(string.split(self.thisquote[:230]))+'...',print '('+str(len(self.thisquote))+' bytes)'
              self.thisquote = ''

      def unknown_starttag(self,tag,attrs):
              self.thisquote = self.thisquote + '{'

      def unknown_endtag(self,tag):
              self.thisquote = self.thisquote + '}'

      def unknown_charref(self,ref):
          self.thisquote = self.thisquote + '?'

      def unknown_entityref(self,ref):
          self.thisquote = self.thisquote + '#'

  if __name__ == '__main__':
      parser = QuotationParser()
      for c in open("sample.xml").read():
          parser.feed(c)
      parser.close()

其它语法分析模块

PyXML 发行版包含了几个具有各种功能的附加语法分析模块。提供这些模块是为了对基本 [xmllib] 模块做一些改进。

[pyexpat] 是 GPL 方式的 XML 语法分析器工具箱 ‘expat’ 的封装程序。’expat’ 是用 C 语言写的库,这就意味着任何想要利用它的语言都可以使用它。’expat’ 是非验证型,因此它比原来的 Python 语法分析器快很多。[sgmlop] 的目的与 [pyexpat] 相同。它也是非验证型,而且也用 C 语言编写。[pyexpat] 可以作为 MacOS 二进制使用,[sgmlop] 可以当作 Win32 二进制使用;但如果您需要使用不同的平台,那么就要用 C 编译器为您自己的平台构建模块。

[xmlproc] 是 python 原有的语法分析器,它执行几乎完整的验证。如果需要验证型语法分析器, [xmlproc] 是 Python 当前唯一的选择。同样,[xmlproc] 提供其它语法分析器所不具备的各种高级和测试接口。

如果决定使用 XML 的简单 API (SAX) – 它应该用于复杂的事物,因为其它大部分工具都构建在它之上 – 将为您完成许多语法分析器的分类工作。在 PyXML 发行版中,[xml.sax.drivers] 包含许多语法分析器的瘦封装程序,包括所有那些已讨论过的、名称形式为 ‘drv_*.py’ 的语法分析器。但是,一般使用高级 SAX 设施访问驱动器,该设施自动选择系统上“最佳”的可用语法分析器:

选择语法分析器

#————- selecting the best parser —————#
from xml.sax.saxext import *
parser = XMLParserFactory.make_parser()
包:SAX

以上,我们已提到 SAX 会自动选择要使用的语法分析器;但 SAX 是什么?一个较好的答案是:

“SAX(XML 的简单 API)是 XML 语法分析器的公用语法分析器接口。它允许应用程序作者编写使用 XML 语法分析器的应用程序,但是它却独立于所使用的语法分析器。(将它看作 XML 的 JDBC。)”

-- Lars Marius Garshol,SAX for Python

SAX – 如同它提供的语法分析器模块的 API – 基本上是一个 XML 文档的顺序处理器。使用它的方法与 [xmllib] 示例极其相似,但更加抽象。定义语法分析器类,应用程序员将定义一个 ‘handler’ 类,该类将注册所使用的语法分析器。必须定义四个 SAX 接口(每个接口都有几个方法):DocumentHandler、DTDHandler、EntityResolver 和 ErrorHandler。已提供了所有这些接口的基类,但大多数情况下,最简单的方法是继承 ‘HandlerBase’,因为这个类继承了所有四个接口。可以不用考虑想要做什么。某些代码将帮助解释这一点;该样本执行与 [xmllib] 示例相同的任务。

尝试 SAX 的样本代码

#--------------------- try_sax.py ----------------------#
  import string
  from xml.sax import saxlib,saxexts

  class QuotationHandler(saxlib.HandlerBase):
      """Crude sax extractor for quotations.dtd document"""

      def __init__(self):
              self.in_quote = 0
              self.thisquote = ''

      def startDocument(self):
          print '--- Begin Document ---'

      def startElement(self,name,attrs):
          if name == 'quotation':
              print 'QUOTATION:'
              self.in_quote = 1
          else:
              self.thisquote = self.thisquote + '{'

      def endElement(self,name):
          if name == 'quotation':
              print string.join(string.split(self.thisquote[:230]))+'...',print '('+str(len(self.thisquote))+' bytes)'
              self.thisquote = ''
              self.in_quote = 0
          else:
              self.thisquote = self.thisquote + '}'

      def characters(self,ch,start,length):
          if self.in_quote:
              self.thisquote = self.thisquote + ch[start:start+length]

  if __name__ == '__main__':
      parser  = saxexts.XMLParserFactory.make_parser()
      handler = QuotationHandler()
      parser.setDocumentHandler(handler)
      parser.parseFile(open("sample.xml"))
      parser.close()

与 [xmllib] 相比,关于示例要注意两件小事:’parseFile()’/’parse()’ 方法处理整个流/字符串,所以不必为语法分析器创建循环;向 ‘characters()’ 提供了大量数据,自变量会指出数据的大小和位置以及传递的字符串。不要假设变量 ‘ch’ 将以什么形式传送给 ‘characters()’。

包:DOM

DOM 是一种 XML 文档的高级树型表示。该模型并非特定于 Python,而是一种普通 XML 模型。Python 的 DOM 包是针对 SAX 构建的,并且包括在 PyXML 发行版中。由于篇幅关系,没有将代码样本加到本文中,但在 XML-SIG 的 “Python/XML HOWTO” 中给出了一个极好的总体描述。

“文档对象模型”(DOM) 为 XML 文档指定了树型表示。顶级文档实例是树的根,它只有一个子代,即顶级元素实例;这个元素有表示内容和子元素的子节点,他们也可以有子代。定义的函数允许随意遍历结果树,访问元素和属性值,插入和删除节点,以及将树转换回 XML。

DOM 可以用于修改 XML 文档,因为可以创建一棵 DOM 树,通过添加新节点和来回移动子树来修改这棵树,然后生成一个新的 XML 文档作为输出。您也可以自己构造一棵 DOM 树,然后将它转换成 XML;用这种方法生成 XML 输出比仅将 … 写入文件的方法更灵活。

包:Pyxie

[pyxie] 模块从 XML-SIG 构建到 PyXML 发行版之上,它为 XML 文档提供了附加的高级接口。[pyxie] 将完成两项基本操作:它将 XML 文档转换成一种更易于进行语法分析的基于行的格式;并且它提供了将 XML 文档当作可操作树处理的方法。[pyxie] 所使用的基于行的 PYX 格式是独立于语言的,其工具适用于几种语言。总之,文档的 PYX 表示与其 XML 表示相比,更易于使用常见的基于行的文本处理工具进行处理,如 grep、sed、awk、bash、perl,或标准 python 模块,如 [string] 和 [re]。根据结果,从 XML 转换到 PYX 可能节省许多工作。

[pyxie] 将 XML 文档当作树处理的概念与 DOM 中的思路相似。由于 DOM 标准得到许多编程语言的广泛支持,那么如果 XML 文档的树型表示是必需的,大多数程序员会使用 DOM 标准而非 [pyxie]。

模块:XML 语法分析器

“XML 语法分析器”这个叫法太笼统,也许还不太确切,实际上它是一种比较旧的工具,用于检查 XML 文档是否符合句法以及其结构是否完好(但对于 DTD 无效)。一个附加的实用程序类在进行检查时会产生一些小麻烦,它会让 HTML 文档通过检查(即使那些文档没有 XML 必需的结束标记)。这个模块的适用范围并不能覆盖 PyXML 发行版中的所有模块。但如果只想验证一些 XML 文档,那么设置和运行 XML 语法分析器还是很容易的。如果从命令行运行,则该模块将在 STDIN 上检查 XML 文档,甚至不用将它导入程序。这是最简单的做法。

XML_OBJECTS 0.1

如同其它高级工具,xml_objects 构建在 SAX 之上。构建 xml_objects 的目的是将 XML 文档转换成一个两维网格表示,从而更易于在关系数据库中存储。

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