如何保证XML正确性

XML是个盒子，什么都能装，但是装进去的东西正确与否恐怕无法得知。往往我们都人工审核、双人复核保证，但是次数多了难免会出错。那么我们如何保证和避免这种问题出现呢？
那就是XSD,当然还有XMLSpy等付费解决方案不在考虑范围内。

JSON也是有Schema的有兴趣可以自行了解下~

DTD & XSD

DTD

DTD（Document Type Definition）是一种用于定义XML文档结构的技术。它是一种基于文本的声明，用于定义XML文档的元素、元素的层次结构、属性和实体等规则，从而约束XML文档的合法性。

DTD主要用于描述XML文档的结构和约束条件，包括：

1. 元素声明：定义了XML文档中可能包含的元素，以及元素之间的层次结构和顺序。元素声明指定了元素名称和其内容模型（如子元素的数量和顺序）。

2. 属性声明：DTD允许定义元素可能包含的属性及其数据类型。属性声明指定了属性名称和其数据类型，以及可能的默认值。

3. 实体声明：DTD允许定义实体（entity），用于定义文本片段的缩写或替换。实体可以包含特殊字符、实体引用或外部实体的引用。

4. CDATA定义：通过CDATA定义，DTD可以指定一段文本内容不进行解析，而直接原样输出。

DTD本身也是一个XML文档，但其语法比XML简单，通常使用文本格式进行定义。DTD定义文件通常以DTD或.ent为扩展名。

DTD是一种被广泛使用的XML文档约束技术，在早期XML发展阶段使用非常广泛。它对于简单的XML文档结构定义和验证非常有效，但也存在一些局限性。

XSD

XSD（XML Schema Definition）是一种用于定义XML文档结构和内容约束的技术。它是一种基于XML的语言，用于描述XML文档的合法结构和数据类型。XSD定义了XML文档应该包含哪些元素、元素的层次结构、数据类型、默认值等规则，从而允许验证和验证XML文档的有效性。

XSD可以用于以下几个方面：

文档结构定义：XSD定义了XML文档的元素、元素的层次结构和顺序，以及元素之间的关系。通过XSD，可以确保XML文档按照指定的结构进行组织和嵌套。

数据类型定义：XSD定义了XML文档中元素和属性的数据类型，例如字符串、整数、日期等。这样可以确保文档中的数据类型符合规定，避免了无效或不一致的数据。

数据约束和验证：XSD可以定义元素和属性的取值范围、长度、枚举值等约束条件。通过这些约束，可以验证XML文档是否符合规定，从而确保数据的有效性和一致性。

文档注释和文档说明：XSD支持添加注释和文档说明，使得XML文档结构和含义更易于理解和维护。

XSD本身也是一个XML文档，使用特定的元素和属性来定义XML文档结构和约束条件。常见的XSD定义元素包括xs:schema、xs:element、xs:complexType、xs:simpleType等。

优劣取舍

XSD的使用对于数据交换、数据存储和Web服务等场景非常重要。通过使用XSD，可以定义明确的XML文档结构，帮助开发人员和系统正确解析、生成和验证XML数据。同时，XSD还可以作为文档规范的一部分，促进不同系统之间的数据交换和集成。

DTD（Document Type Definition）和XSD（XML Schema Definition）都是用于定义XML文档结构和约束条件的技术，但它们之间存在一些重要的区别：

1. 语法：

   • DTD使用一种简单的文本格式来定义XML文档结构和约束条件，其语法相对简单直观，但不够灵活。
   • XSD则是一个基于XML的语言，本身也是一个XML文档，它使用XML的元素和属性来定义XML文档的结构和约束条件，因此语法更加复杂，但也更加灵活和强大。

2. 功能：

   • DTD的功能相对有限，主要用于描述XML文档的基本结构、元素、属性和实体，它不支持命名空间和数据类型的精确定义。
   • XSD功能更加丰富，它支持命名空间，可以更精确地定义数据类型和数据约束，支持复杂类型的定义，以及更复杂的模式验证和数据处理。

3. 灵活性：

   • DTD的约束较为简单，不支持复杂数据类型和结构定义，因此其灵活性相对较低。
   • XSD支持更多的数据类型定义、结构定义和约束条件，使得它具有更高的灵活性和扩展性。

4. 兼容性：

   • DTD是XML早期定义技术，由于其简单性和广泛应用，它仍然被许多遗留系统和早期XML文档所使用，具有一定的兼容性优势。
   • XSD是XML Schema的标准规范，它在功能上更为强大和灵活，但可能不被一些早期的XML处理程序所支持。

总体而言，如果需要简单的XML文档结构定义和验证，或者对于兼容性要求较高的情况，可以选择使用DTD。而如果需要更复杂和精确的XML文档约束，以及更好的灵活性和扩展性，XSD则是更好的选择。随着XML技术的发展，XSD逐渐成为主流的XML文档约束技术，并取代了DTD在许多场景的应用。

XSD.exe

XML 架构定义工具 (XSD.exe) 通常可在以下路径中找到：
C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\{version}\bin\NETFX {version} Tools\

以GrayControlConfig配置文件举例

<GrayControlConfig XMLns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" XMLns:XSD="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
    <GrayControls>
        <GrayControlConfigItem Name="ProfileConsumerByOpenApp" EnableGrayControl="1" EnableAllowTenantIds="true" EnableAllowAllTenant="false">
            <AllowTenantIds>
                <AllowTenantId>100001</AllowTenantId>
            </AllowTenantIds>
        </GrayControlConfigItem>
        <GrayControlConfigItem Name="StaffAndOrgSubPath" EnableGrayControl="false" EnableAllowTenantIds="true" EnableBlockTenantIds="false" EnableAllowTenantIdStartNum="false" EnableAllowAllTenant="false" EnableGrayMultiWrite="true">
            <AllowTenantIds>
                <AllowTenantId>-1</AllowTenantId>
            </AllowTenantIds>
        </GrayControlConfigItem>
    </GrayControls>
</GrayControlConfig>

下面的命令从GrayControlConfig.xml生成一个XSD架构文件

**********************************************************************
** Visual Studio 2017 Developer Command Prompt v15.9.50
** Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
**********************************************************************

D:\>XSD.exe GrayControlConfig.xml
Microsoft (R) XML Schemas/DataTypes support utility
[Microsoft (R) .NET Framework, Version 4.8.3928.0]
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
Writing file 'D:\GrayControlConfig.XSD'.

可以看到生成的XSD文件如下，但是AllowTenantId我们预期是数字类型，我们可以手动改一下。

<?XML version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema id="GrayControlConfig" XMLns="" XMLns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" XMLns:msdata="urn:schemas-microsoft-com:XML-msdata">
  <xs:element name="GrayControlConfig" msdata:IsDataSet="true" msdata:Locale="en-US">
    <xs:complexType>
      <xs:choice minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
        <xs:element name="GrayControls">
          <xs:complexType>
            <xs:sequence>
              <xs:element name="GrayControlConfigItem" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
                <xs:complexType>
                  <xs:sequence>
                    <xs:element name="AllowTenantIds" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
                      <xs:complexType>
                        <xs:sequence>
                          <xs:element name="AllowTenantId" type="xs:string 改成 XSD:unsignedInt" minOccurs="0" />
                        </xs:sequence>
                      </xs:complexType>
                    </xs:element>
                  </xs:sequence>
                  <xs:attribute name="Name" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableGrayControl" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableAllowTenantIds" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableAllowAllTenant" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableBlockTenantIds" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableAllowTenantIdStartNum" type="xs:string" />
                  <xs:attribute name="EnableGrayMultiWrite" type="xs:string" />
                </xs:complexType>
              </xs:element>
            </xs:sequence>
          </xs:complexType>
        </xs:element>
      </xs:choice>
    </xs:complexType>
  </xs:element>
</xs:schema>

Visual Studio 外部工具

使用VS的外部工具，工具 -> 外部工具 -> 添加
标题：XSD（任意即可）
命令：C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\bin\XSD.exe
参数：$(ItemFileName).xml
初始目录：$(ItemDir)
使用输出窗口：是（方便调试）

在解决方案中选中一个XML文件，然后选择工具->XSD，就会生成一个XSD文件，他会生成在选中文件同目录中。此时选择显示所有文件然后包含在内即可。

Microsoft(R) xml 架构/数据类型支持实用工具
[Microsoft (R) .NET Framework, Version 2.0.50727.3038]
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
正在写入文件“D:\Source\Beisen\Configuration\Configuration\Configuration\Account_Common\GrayControlConfig.xsd”。

验证XML

Visual Studio XML工具

在解决方案中打开一个XML文件，然后选择XML->创建架构，就会生成一个XSD文件，他会生成XSD文件，文件会在C:\Users\XXX\AppData\Local\Temp\XX.xsd中。可以手工将其复制到项目中。
选择XML菜单点击架构选项，点击添加选择我们刚才生成的xsd文件，
文件VS会自动去验证XSD文件，如果XSD文件有错误，会在XML文件中显示错误信息。

自定义类型验证

xml

<SystemManageMapping majorVersion="1" minorVersion="141">
  <Applications>
    <Application AppId="2EC95F56-8331-4CA9-9423-1FABCE30D653" AppName="APP1" AppType="6" ProductId="CCBAAACA-B8F7-404E-B626-C02006EEEF40" ProductName="APP1" Chinese="应用1"/>
    <Application AppId="15E6E58A-5965-459E-BF55" AppName="APP2" AppType="4" ProductId="" ProductName="APP2" Chinese="应用2"/>
  </Applications>
</SystemManageMapping>

xsd

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema attributeFormDefault="unqualified" elementFormDefault="qualified" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/xmlSchema">
	<xs:element name="SystemManageMapping">
		<xs:complexType>
			<xs:sequence>
				<xs:element name="Applications">
					<xs:complexType>
						<xs:sequence>
							<xs:element maxOccurs="unbounded" name="Application">
								<xs:complexType>
									<xs:attribute name="AppId" type="GUID" use="required" />
								</xs:complexType>
							</xs:element>
						</xs:sequence>
					</xs:complexType>
				</xs:element>
			</xs:sequence>
		</xs:complexType>
	</xs:element>
	<xs:simpleType name="GUID">
		<xs:restriction base="xs:string">
			<xs:pattern value="([0-9a-fA-F]{8}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{12})|(\{[0-9a-fA-F]{8}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{4}-[0-9a-fA-F]{12}\})"/>
		</xs:restriction>
	</xs:simpleType>
</xs:schema>

使用代码验证

Linq to XML

XmlSchemaSet schemas = new XmlSchemaSet();
schemas.Add("", "GrayControlConfig.xsd");

Console.WriteLine("Attempting to validate");
XDocument custOrdDoc = XDocument.Load("GrayControlConfig.xml");
bool errors = false;
custOrdDoc.Validate(schemas, (o, e) =>
{
    Console.WriteLine("{0}", e.Message);
    errors = true;
});

输出

Attempting to validate
“AllowTenantId”元素无效 - 根据数据类型“http://www.w3.org/2001/XMLSchema:int”，值“events”无效 - 字符串“events”不是有效的 Int32 值。

参考

Working with XML Schemas
XML Schema Definition Tool (Xsd.exe)
Manage external tools

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