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Java與XML聯合編程之SAX篇

編輯:關於JAVA
SAX概念   SAX是Simple API for XML的縮寫,它並不是由W3C官方所提出的標准,可以說是“民間”的事實標准。實際上,它是一種社區性質的討論產物。雖然如此,在XML中對SAX的應用絲毫不比DOM少,幾乎所有的XML解析器都會支持它。

與DOM比較而言,SAX是一種輕量型的方法。我們知道,在處理DOM的時候,我們需要讀入整個的XML文檔,然後在內存中創建DOM樹,生成DOM樹上的每個Node對象。當文檔比較小的時候,這不會造成什麼問題,但是一旦文檔大起來,處理DOM就會變得相當費時費力。特別是其對於內存的需求,也將是成倍的增長,以至於在某些應用中使用DOM是一件很不劃算的事(比如在applet中)。這時候,一個較好的替代解決方法就是SAX。

SAX在概念上與DOM完全不同。首先,不同於DOM的文檔驅動,它是事件驅動的,也就是說,它並不需要讀入整個文檔,而文檔的讀入過程也就是SAX的解析過程。所謂事件驅動,是指一種基於回調(callback)機制的程序運行方法。(如果你對Java新的代理事件模型比較清楚的話,就會很容易理解這種機制了)

在XMLReader接受XML文檔,在讀入XML文檔的過程中就進行解析,也就是說讀入文檔的過程和解析的過程是同時進行的,這和DOM區別很大。解析開始之前,需要向XMLReader注冊一個ContentHandler,也就是相當於一個事件監聽器,在ContentHandler中定義了很多方法,比如startDocument(),它定制了當在解析過程中,遇到文檔開始時應該處理的事情。當XMLReader讀到合適的內容,就會拋出相應的事件,並把這個事件的處理權代理給ContentHandler,調用其相應的方法進行響應。

這樣泛泛的說來或許有些不容易理解,別急,後面的例子會讓你明白SAX的解析過程。看看這個簡單XML文件:

<POEM>

<AUTHOR>Ogden Nash</AUTHOR>

<TITLE>Fleas</TITLE>

<LINE>Adam</LINE>

</POEM>

當XMLReader讀到<POEM>標簽時,就會調用ContentHandler.startElement()方法,並把標簽名POEM作為參數傳遞過去。在你實現的startElement()方法中需要做相應的動作,以處理當<POEM>出現時應該做的事情。各個事件隨著解析的過程(也就是文檔讀入的過程)一個個順序的被拋出,相應的方法也會被順序的調用,最後,當解析完成,方法都被調用後,對文檔的處理也就完成了。下面的這個表,列出了在解析上面的那個XML文件的時候,順序被調用的方法:

遇到的項目    方法回調

{文檔開始}    startDocument()

<POEM>        startElement(null,"POEM",null,{Attributes})

"\n"          characters("<POEM>\n...", 6, 1)

<AUTHOR>      startElement(null,"AUTHOR",null,{Attributes})

"Ogden Nash"  characters("<POEM>\n...", 15, 10)

</AUTHOR>     endElement(null,"AUTHOR",null)

"\n"          characters("<POEM>\n...", 34, 1)

<TITLE>       startElement(null,"TITLE",null,{Attributes})

"Fleas"       characters("<POEM>\n...", 42, 5)

</TITLE>      endElement(null,"TITLE",null)

"\n"          characters("<POEM>\n...", 55, 1)

<LINE>        startElement(null,"LINE",null,{Attributes})

"Adam"        characters("<POEM>\n...", 62, 4)

</LINE>       endElement(null,"LINE",null)

"\n"          characters("<POEM>\n...", 67, 1)

</POEM>       endElement(null,"POEM",null)

{文檔結束}    endDocument()

ContentHandler實際上是一個接口,當處理特定的XML文件的時候,就需要為其創建一個實現了ContentHandler的類來處理特定的事件,可以說,這個實際上就是SAX處理XML文件的核心。下面我們來看看定義在其中的一些方法:

void characters(char[] ch, int start, int length):

這個方法用來處理在XML文件中讀到字符串,它的參數是一個字符數組,以及讀到的這個字符串在這個數組中的起始位置和長度,我們可以很容易的用String類的一個構造方法來獲得這個字符串的String類:String charEncontered=new String(ch,start,length)。

void startDocument():

當遇到文檔的開頭的時候,調用這個方法,可以在其中做一些預處理的工作。

void endDocument():

和上面的方法相對應,當文檔結束的時候,調用這個方法,可以在其中做一些善後的工作。

void startElement(java.lang.String namespaceURI, java.lang.String localName, Java.lang.String qName, Attributes atts)

當讀到一個開始標簽的時候,會觸發這個方法。在SAX1.0版本中並不支持名域,而在新的2.0版本中提供了對名域的支持,這兒參數中的namespaceURI就是名域,localName是標簽名,qName是標簽的修飾前綴,當沒有使用名域的時候,這兩個參數都未null。而atts是這個標簽所包含的屬性列表。通過atts,可以得到所有的屬性名和相應的值。要注意的是SAX中一個重要的特點就是它的流式處理,在遇到一個標簽的時候,它並不會紀錄下以前所碰到的標簽,也就是說,在startElement()方法中,所有你所知道的信息,就是標簽的名字和屬性,至於標簽的嵌套結構,上層標簽的名字,是否有子元屬等等其它與結構相關的信息,都是不得而知的,都需要你的程序來完成。這使得SAX在編程處理上沒有DOM來得那麼方便。

void endElement(java.lang.String namespaceURI, java.lang.String localName, Java.lang.String qName)

這個方法和上面的方法相對應,在遇到結束標簽的時候,調用這個方法。

因為ContentHandler是一個接口,在使用的時候可能會有些不方便,因而,SAX中還為其制定了一個Helper類:DefaultHandler,它實現了這個接口,但是其所有的方法體都為空,在實現的時候,你只需要繼承這個類,然後重載相應的方法即可。

到這兒SAX的基本知識已經差不多講完了,下面我們來看看兩個具體的例子,以更好的理解SAX地用法。 SAX編程實例   我們還是沿用講DOM的時候使用的那個文檔例子,但首先,我們先看一個簡單一些的應用,我們希望能夠統計一下XML文件中各個標簽出現的次數。這個例子很簡單,但是足以闡述SAX編程的基本思路了。

一開始當然還是import語句了:

import org.XML.sax.helpers.DefaultHandler;

import Javax.XML.parsers.*;

import org.XML.sax.*;

import org.XML.sax.helpers.*;

import Java.util.*;

import Java.io.*;

然後,我們創建一個繼承於DefaultHandler的類,具體的程序邏輯在這兒可以暫且放在一邊,要注意的是程序的結構:

public class SAXCounter extends DefaultHandler {

private Hashtable tags; //這個Hashtable用來記錄tag出現的次數

// 處理文檔前的工作

public void startDocument() throws SAXException {

tags = new Hashtable();//初始化Hashtable

}

//對每一個開始元屬進行處理

public void startElement(String namespaceURI, String localName,

String rawName, Attributes atts)

throws SAXException

{

String key = localName;

Object value = tags.get(key);

if (value == null) {

// 如果是新碰到的標簽,這在Hastable中添加一條記錄

tags.put(key, new Integer(1));

} else {

// 如果以前碰到過,得到其計數值,並加1

int count = ((Integer)value).intValue();

count++;

tags.put(key, new Integer(count));

}

}

//解析完成後的統計工作

public void endDocument() throws SAXException {

Enumeration e = tags.keys();

while (e.hasMoreElements()) {

String tag = (String)e.nextElement();

int count = ((Integer)tags.get(tag)).intValue();

System.out.println("Tag <" + tag + "> occurs " + count

+ " times");

}

}

//程序入口,用來完成解析工作

static public void main(String[] args) {

String filename = null;

boolean validation = false;

filename="links.XML";

SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();

XMLReader XMLReader = null;

SAXParser saxParser=null;

try {

// 創建一個解析器SAXParser對象

saxParser = spf.newSAXParser();

// 得到SAXParser中封裝的SAX XMLReader

xmlReader = saxParser.getXMLReader();

} catch (Exception ex) {

System.err.println(ex);

System.exit(1);

}

try {

//使用指定的ContentHandler,解析給XML文件,這兒要注意的是,為了

//程序的簡單起見,這兒將主程序和ContentHandler放在了一起。實際上

//main方法中所作的所有事情,都與ContentHandler無關。

XMLReader.parse(new File(filename),new SAXCounter());

} catch (SAXException se) {

System.err.println(se.getMessage());

System.exit(1);

} catch (IOException ioe) {

System.err.println(ioe);

System.exit(1);

}

}

}

我們來看看這段程序作了些什麼,在main()方法中,主要做的就是創建解析器,然後解析文檔。實際上,在這兒創建SAXParser對象的時候,為了使程序代碼於具體的解析器無關,使用了同DOM中一樣的設計技巧:通過一個SAXParserFactory類來創建具體的SAXParser對象,這樣,當需要使用不同的解析器的時候,要改變的,只是一個環境變量的值,而程序的代碼可以保持不變。這就是FactoryMethod模式的思想。在這兒不再具體講了,如果還有不明白的,可以參看上面DOM中的解釋,原理是一樣的。

不過在這兒還有一點點要注意的地方,就是SAXParser類和XMLReader類之間的關系。你可能有些迷糊了吧,實際上SAXParser是JAXP中對XMLReader的一個封裝類,而XMLReader是定義在SAX2.0種的一個用來解析文檔的接口。你可以同樣的調用SAXParser或者XMLReader中的parser()方法來解析文檔,效果是完全一樣的。不過在SAXParser中的parser()方法接受更多的參數,可以對不同的XML文檔數據源進行解析,因而使用起來要比XMLReader要方便一些。

這個例子僅僅涉及了SAX的一點皮毛,而下面的這個,可就要高級一些了。下面我們要實現的功能,在DOM的例子中已經有實現了,就是從XML文檔中讀出內容並格式化輸出,雖然程序邏輯看起來還是很簡單,但是SAX可不比DOM哦,看著吧。 前面說過,當遇到一個開始標簽的時候,在startElement()方法中,我們並不能夠得到這個標簽在XML文檔中所處的位置。這在處理XML文檔的時候是個大麻煩,因為在XML中標簽的語義,有一部分是由其所處的位置所決定的。而且在一些需要驗證文檔結構的程序中,這更是一個問題。當然,沒有解決不了的問題了,我們可以使用一個棧來實現對文檔結構的紀錄。

棧的特點是先進先出,我們現在的想法是,在startElemnt()方法中用push將這個標簽的名字添加到棧中,在endElement()方法中在把它pop出來。我們知道對一個結構良好的XML而言,其嵌套結構是完備的,每一個開始標簽總會對應一個結束標簽,而且不會出現標簽嵌套之間的錯位。因而,每一次startElement()方法的調用,必然會對應一個endElement()方法的調用,這樣push和pop也是成對出現的,我們只需要分析棧的結構,就可以很容易的知道當前標簽所處在文檔結構中的位置了。

public class SAXReader extends DefaultHandler {

java.util.Stack tags=new Java.util.Stack();

//--------------XML Content-------------

String text=null;

String url=null;

String author=null;

String description=null;

String day=null;

String year=null;

String month=null;

//----------------------------------------------

public void endDocument() throws SAXException {

System.out.println("------Parse End--------");

}

public void startDocument() throws SAXException {

System.out.println("------Parse Begin--------");

}

public void startElement(String p0, String p1, String p2, Attributes p3) throws SAXException {

tags.push(p1);

}

public void endElement(String p0, String p1, String p2) throws SAXException {

tags.pop();

//一個link節點的信息收集齊了,將其格式化輸出

if (p1.equals("link")) printout();

}

public void characters(char[] p0, int p1, int p2) throws SAXException {

//從棧中得到當前節點的信息

String tag=(String) tags.peek();

if (tag.equals("text")) text=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("url")) url=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("author")) author=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("day")) day=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("month")) month=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("year")) year=new String(p0,p1,p2);

else if (tag.equals("description")) year=new String(p0,p1,p2);

}

private void printout(){

System.out.print("Content: ");

System.out.println(text);

System.out.print("URL: ");

System.out.println(url);

System.out.print("Author: ");

System.out.println(author);

System.out.print("Date: ");

System.out.println(day+"-"+month+"-"+year);

System.out.print("Description: ");

System.out.println(description);

System.out.println();

}

static public void main(String[] args) {

String filename = null;

boolean validation = false;

filename="links.XML";

SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();

SAXParser saxParser=null;

try {

saxParser = spf.newSAXParser();

} catch (Exception ex) {

System.err.println(ex);

System.exit(1);

}

try {

saxParser.parse(new File(filename),new SAXReader());

} catch (SAXException se) {

System.err.println(se.getMessage());

System.exit(1);

} catch (IOException ioe) {

System.err.println(ioe);

System.exit(1);

}

}

}

在這兒雖然沒有使用到棧的分析,但實際上棧的分析是一件很容易的事情,應為java.util.Stack繼承了Java.util.Vector類,而且Stack中的元素是按棧的結構由底至上排列的,因個,我們可以使用Vector類的size()方法來得到Stack的元素個數,還可以使用Vector的get(int)方法來得到具體的每一個元屬。實際上,如果把Stack的元素從底向上逐一排列出來,我們就得到了從XML根節點到當前節點的一條唯一的路徑,有了這條路徑的信息,文檔的結構就在清楚不過了。

小節

好了,到這兒為止,我們已經掌握了對於XML編程的兩大利器:DOM和SAX,也知道了該如何在一個Java程序中使用它們。DOM編程相對簡單,但是速度比較慢,占用內存多,而SAX編程復雜一些,但是速度快,占用內存少。所以,我們應該根據不同的環境選擇使用不同的方法。大部分的XML應用基本都可以用它們來解決。需要特別說明的是,DOM和SAX其實都是語言無關的,並非Java所獨有,也就是說,只要有相應的語言實現,DOM和SAX可以應用在任何面向對象的語言中。
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