3.4　定义元素

元素类型定义的全称是Elememt Type Definition，简称ETD。ETD不但会定义每个文件中可能存在的元素，给出元素的名字，而且会定义元素的具体类型。XML元素可以为空，可以为文本字符串，可以包含若干子元素，每个子元素又可包含若干子元素。DTD正是通过元素之间的父子关系，描述了整个文件的结构。ETD的语法格式如下：

元素类型描述主要有如下5种：

　任意类型：这种元素既可以是字符串，也可以包含其他子元素，还可以是空元素。

　字符串值：这种元素只能是字符串，不能包含其他子元素，也不可以是空元素。

　空元素：这种元素只能是空元素，既不可以包含子元素，也不可以包含字符串值。

　包含子元素：包含子元素的元素比较复杂，因为需要详细定义子元素之间的顺序和子元素出现的次数等。

　混合类型：指定XML元素的值只能是几个确定的类型，混合类型是比任意类型更强的约束，但又能提供和任意类型大致相当的功能。

注意

不管是哪种类型的XML元素，都可以添加任意多个属性，即使空元素也可添加一个或多个属性，只是添加属性时必须指定属性值。

3.4.1　定义任意类型的元素

如果需要定义某个元素的值可以是任意类型，可采用如下语法：

看如下XML文档：

从表面上看，上面的文档是份有效的XML文档。因为DTD定义了该XML文档的根元素是“书籍列表”，<书籍列表…/>元素的值可以是任意类型。从这一点上看，该文档的确是有效文档。但DTD中仅定义了一个<书籍列表…/>元素，这意味着该XML文档中不应该包含其他元素。而事实上，该XML文档还出现了相当多的其他元素，因此这份文档依然不是一份有效的文档。

注意

DTD必须定义XML文档中允许出现的所有元素。由此可见，虽然XML文档允许开发者自由扩展各种标签，但一旦使用DTD为其增加了语义约束，该XML文档中就只能出现在DTD中定义过的元素。

而下面的文档则是有效的：

程序清单：codes\03\3.4\any.xml

上述文档的内部DTD定义了文档的<书籍列表…/>元素的值可以是任意类型，且仅定义了一个<书籍列表…/>元素，因此该XML文档中只能包含一个<书籍列表…/>元素，其值可以是任意类型。该XML文档满足此规则，因此是有效的。

不仅如此，由于ANY规则对XML元素几乎没有任何约束，因此下面的XML文档也是有效的：

程序清单：codes\03\3.4\any2.xml

ANY允许元素是空元素。如上所见，如果将一个元素的类型定义为ANY，则对该元素几乎没有任何约束，这与DTD的目的是背离的。DTD的目的是为XML文档提供更详细的语义约束，而使用ANY则不会提供任何有用的约束，显然没有任何效果。因此，应尽量避免使用ANY元素类型定义。

注意

应尽量避免使用ANY规则来定义XML元素，因为ANY规则对XML元素几乎没有任何约束。

3.4.2　定义空元素

空元素的定义非常简单，其语法如下：

对于上面根元素为空的情形，使用如下DTD定义将更加严格而有效：

程序清单：codes\03\3.4\empty.xml

上述XML文档的内部DTD使用EMPTY将<书籍列表…/>元素定义为空元素，而XML文档中的<书籍列表…/>元素也确实是个空元素，因此该文档是个有效的XML文档。

而下面的文档则是无效的：

程序清单：codes\03\3.4\emptyError.xml

上述文档中的<书籍列表…/>元素的值是字符串，而DTD定义了该元素只能是空元素，因而该文档是格式良好但无效的XML文档，而不是有效的XML文档。为了定义某个元素的值必须是字符串，可采用定义字符串内容的ETD语法。

3.4.3　定义字符串内容的元素

定义字符串内容的元素的语法格式如下：

上面的语法定义了元素的值只能是字符串。因而将上面的XML文档改为如下形式，即为有效文档：

程序清单：codes\03\3.4\pcdata.xml

值得指出的是，一旦在DTD中使用(#PCDATA)定义了某个元素的类型，那就意味着该元素的内容只能是字符串，绝不可包含子元素。例如如下XML文档就是无效的：

程序清单：codes\03\3.4\pcdataError.xml

由于上述XML文档里的内部DTD指定了<书籍列表…/>元素的类型为(#PCDATA)，这意味着该元素只能包含字符串内容，绝不可包含任何子元素，因此上面的XML文档是无效的XML文档。

3.4.4　定义混合内容

在某些极端的情况下，某个元素既有字符串内容，又包含子元素，这种元素被称为混合内容的元素。一般说来，XML文档不推荐使用混合内容的元素，不过实际使用中还是可以使用混合内容的。DTD也为混合内容的元素提供了支持。

混合内容的ETD语法格式如下：

上面的ETD语法指定了父元素的内容既可以是普通字符串，也可以是各子元素名所指定的子元素。值得指出的是，这里的子元素1、子元素2和子元素3之间的竖线（|）并不是表示互斥，而只是表示这些子元素能无序地重复出现，出现多少次不受限制。

注意

关于上面的语法格式必须注意如下几点：① #PCDATA必须放在最前面。② #PCDATA和各子元素之间只能用竖线（|）分隔，不要试图用逗号分隔，也不要试图将多个子元素合并成组。③ 不要试图在各子元素之后添加?、*、+等表示频率的修饰符。

例如有如下的XML文档：

程序清单：codes\03\3.4\mixed.xml

上述XML文档中的<游戏…/>元素的内容比较复杂，它既可包含字符串内容，又可包含<游戏名称…/>和<游戏类型…/>两个元素，而且这两个元素的出现次数也比较随意。为了保证上面的XML文档有效，可为其定义如下DTD文档：

程序清单：codes\03\3.4\mixed.dtd

该DTD文档定义了<喜欢的游戏…/>元素的内容是混合内容，它可以包含<游戏…/>子元素和字符串内容，而<游戏…/>元素也是混合内容的元素，它可以包含<游戏名称…/>和<游戏类型…/>两个子元素，而且这两个子元素之间的顺序和出现频率没有任何限制。上面的XML文档和该DTD定义的规则完全吻合，因此上面的XML文档是有效的。

注意

前面已经指出，我们应该尽量避免使用ANY规则来定义XML元素，因为ANY规则对XML元素没有任何约束。通常情况下，需要使用ANY规则定义XML元素时，都可以考虑使用混合内容来进行定义，混合内容的语法可以完成ANY规则的定义，又可提供比ANY规则更细致的语义约束。