Java学习路线（26）——XML与设计模式

一、XML

（一）XML的概念： XML是可扩展标记语言（Extensible Markup Language），一种数据表示形式，可以描述非常复杂的数据结构，常用于传输和存储数据。

（二）XML的特点

XML的数据是纯文本形式的，默认采用UTF-8编码
可嵌套

（三）XML使用场景： XML内容经常当做消息进行网络传输，或作为配置文件用于存储系统信息。

（四）XML语法

1、文件格式： 【xxx_xxx.xml】
2、文档声明（必须在第一行）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

3、标签规则

标签是由一对闭合标签（如<src></src>）组成，其中根标签有且只有一个。
特殊标签如单闭合标签，则必须有结束标记（如<br/>）
标签可定义属性，属性和标签名用空格隔开，属性值必须用引号进行赋值。（如<student id=“1”></student>）
注释： 采用【】的格式
正文中的尖括号可能会与标签发生冲突，所以需要用特殊字符代替尖括号，特殊字符格式：【&xxxx;】

特殊字符	被代替字符
&lt	<
&gt	>
&amp	&
&apos	’
&quot	"

XML数据区CDATA：【<![CDATA[ … ]]】

（1）XML示例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--根标签只有一个-->
<student>
    <name>病态王子</name>
    <sex>男</sex>
    <hobby>傲娇</hobby>
    <info>
        <age>25</age>
        <addr>中国</addr>
    </info>
    <!-- 尖括号可能会发生冲突，所以需要用特殊字符代替尖括号 -->
    <sql>
        select id from user where age &gt; 20;
        <![CDATA[
            select * from user where age < 18;
        ]]>
    </sql>
</student>

（2）XML浏览器解析结果

<!-- 根标签只有一个 -->
<student>
<name>病态王子</name>
<sex>男</sex>
<hobby>傲娇</hobby>
<info>
<age>25</age>
<addr>中国</addr>
</info>
<!--  尖括号可能会发生冲突，所以需要用特殊字符代替尖括号  -->
<sql>
select id from user where age > 20;
<![CDATA[ select * from user where age < 18; ]]>
</sql>
</student>

（五）文档约束

**1、概念：**文档约束是用来限定xml文件中的标签以及属性的写法。

2、分类：
（1）DTD

DTD约束文档xxx.dtd

<!ELEMENT 暑假(书+)>
<!ELEMENT 书(书名,作者,售价)>
<!ELEMENT 书名(#PCDATA)>
<!ELEMENT 作者(#PCDATA)>
<!ELEMENT 售价(#PCDATA)>

编写xml导入DTD文档

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE 书架 SYSTEM "xxx.dtd"

DTD约束的优缺点

优点： 可以约束XML文件的编写
缺点： 不能约束具体数据类型

（2）schema

概念： schema是一种强约束XML，本身也受到其他约束文件的要求

使用步骤

1、编写schema约束文档，文档名为【xxx.xsd】
2、XML导入schema约束文档

text.xsd

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        targetNamespace="http://www.itcast.cn"
        elementFormDefault="qualified" >
<!--targetNamespace：声明约束文档的地址（命名空间） -->
    <element name="书架">
<!--        子元素-->
        <complexType>
            <sequence maxOccurs="unbounded">
                <element name="书">
                    <complexType>
                        <sequence>
                            <element name="书名" type="string"/>
                            <element name="作者" type="string"/>
                            <element name="售价" type="double"/>
                        </sequence>
                    </complexType>
                </element>
            </sequence>
        </complexType>
    </element>
</schema>

XML引入schema约束

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--导包itcast 与 schema对象 -> 引入约束文件 -->
<书架 xmlns="http://www.itcast.cn"  
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.itcast.cn text.xsd">
    <书>
        <书名>《红楼梦》</书名>
        <作者>曹雪芹</作者>
        <售价>20.0</售价>
    </书>
</书架>

二、XML解析

（一）概念： XML解析是使用程序读取XML中的数据。

（二）解析方式：
1、SAX解析
2、DOM解析

（1）DOM解析文档对象流程

读取文档进入内存，根节点为Document对象
XML根节点为第 2 层节点
元素标签为第 3 层节点Element对象
属性标签为第 4 层节点Attibute对象
文本内容为第 5 层节点Text对象

在这里插入图片描述

（三）常见解析工具

工具	说明
JAXP	SUN公司提供的一套XML解析API
JDOM	JDOM基于树形结构，利用纯JAVA技术对XML文档实现解析、生成、序列化以及其他多种操作
dom4j	JDOM puls，用来读写XML文件。具有性能好、功能强和易使用的特点。
jsoup	功能强大DOM方式的XML解析开发包，针对HTML解析更加方便

（四）使用Dom4j解析XML

1、使用流程

下载jar包：dom4j-2.1.1.jar
导入jar包
使用jar包

2、Dom4j解析
（1）获取Document对象

构造器/方法	说明
SAXReader()	创建Dom4j的解析器
Document read(String url)	加载XML成为Document对象

（2）获取根元素对象

方法	说明
Element getRootElement()	获取根元素对象

（3）Element元素对象API

方法	说明
List<Element> elements()	获取当前元素下所有子元素
List<Element> elements(String name)	获取当前元素下指定名字的所有子元素
Element element(String name)	获取当前元素下指定名字的第一个子元素
String getName()	获取元素名称
String attributeValue(String name)	根据属性名获取属性值
String elementText(子元素名)	获取指定名称的子元素文本
String elementTextTrim(子元素名)	获取指定名称的子元素文本并去除前后空格
String getText()	获取文本
String attributeValue(属性名)	获取属性值

    @Test
    public void parseData() throws DocumentException {
    
    
        //1、创建解析器
        SAXReader reader = new SAXReader();

        //2、XML加载
//        Document document = reader.read("D:\\JavaBase\\JavaSEpro\\src\\text.xml");
        //默认在src寻找对应文件名称的文件进行加载
        Document document = reader.read(Dom4JParseDemo.class.getResourceAsStream("/text.xml"));

        //3、获取根元素
        Element root = document.getRootElement();
        System.out.println("根元素："+root.getName());

        //4、子元素（一级）
        List<Element> elements = root.elements();
        System.out.println("===============一级子元素==============");
        for (Element e :elements) {
    
    
            System.out.println(e.getName());
        }

        //5、获取指定元素以及元素值
        System.out.println("===============指定子元素==============");
        System.out.println(root.elementText("name"));
        System.out.println(root.elementTextTrim("hobby"));

        //6、根据元素获取属性值
        Attribute idAttr = root.attribute("id");
        System.out.println(idAttr.getName() + " = " +idAttr.getValue());
    }

/*打印输出*/
根元素：student
===============一级子元素==============
name
sex
hobby
info
sql
===============指定子元素==============
病态王子
傲娇
id = 1

3、文件解析案例

（1）需求： 按照所给的XML文件，将文件数据按指定样式输出
（2）实现：

素材data.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<contactList>
    <contact id="1">
        <name>潘金莲</name>
        <gender>女</gender>
        <email>[email protected]</email>
    </contact>
    <contact id="2">
        <name>武松</name>
        <gender>男</gender>
        <email>[email protected]</email>
    </contact>
    <contact id="3">
        <name>武大郎</name>
        <gender>男</gender>
        <email>[email protected]</email>
    </contact>
</contactList>

实现代码

    @Test
    public void parseDemo() throws DocumentException {
    
    
        SAXReader reader = new SAXReader();

        Document document = reader.read(Dom4JParseDemo.class.getResourceAsStream("/data.xml"));

        Element root = document.getRootElement();
        String rootName = root.getName();

        List<Element> memberNode = root.elements();
        for (Element e :memberNode) {
    
    
            System.out.println(e.getName() + "{id=" + e.attribute("id").getValue() + ", name=" + e.elementTextTrim("gender") + ", email=" + e.elementTextTrim("email") + "}");
        }
    }

打印输出

contact{id=1, name=女, [email protected]}
contact{id=2, name=男, [email protected]}
contact{id=3, name=男, [email protected]}

二、XML文件检索

（一）使用工具：Xpath

（二）Xpath使用
1、导入jar包： dom4j和jaxen
2、通过dom4j获取Document
3、利用XPath完成解析操作

（三）相关API

方法	说明
Node selectSingleNode(“表达式”)	获取符合表达式的唯一元素
List<Node> selectNodes(“表达式”)	获取符合表达式的所有元素

（四）三种搜索方式

1、绝对路径搜索

public class XPathDemo {
    
    
    @Test
    public void parse1() throws DocumentException {
    
    
        //1、解析器
        SAXReader reader = new SAXReader();
        //2、Document对象
        Document document = reader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/data.xml"));
        //3、XPath路径搜索

        //绝对路径搜索
        List<Node> nodes = document.selectNodes("/contactList/contact/name");
        
        for (Node node:nodes) {
    
    
            Element element = (Element) node;
            System.out.println(element.getTextTrim());
        }
    }
}

/*打印输出*/
潘金莲
武松
武大郎

2、相对路径搜索

public class XPathDemo {
    
    
    @Test
    public void parse1() throws DocumentException {
    
    
        //1、解析器
        SAXReader reader = new SAXReader();
        //2、Document对象
        Document document = reader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/data.xml"));
        //3、XPath路径搜索

        //相对路径搜索
		List<Node> nodes = document.getRootElement().selectNodes("./contact/name");

        for (Node node:nodes) {
    
    
            Element element = (Element) node;
            System.out.println(element.getTextTrim());
        }
    }
}

/*打印输出*/
潘金莲
武松
武大郎

3、全文搜索

public class XPathDemo {
    
    
    @Test
    public void parse1() throws DocumentException {
    
    
        //1、解析器
        SAXReader reader = new SAXReader();
        //2、Document对象
        Document document = reader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/data.xml"));
	    //3、Xpath全文检索（只要符合该路径就会匹配）
	    //注意：// --> 代表全文搜索， / --> 代表当前路径，两者可以混合使用
	    //例如 //contect/name 代表全文搜索所有contect的一级元素为name的属性值。
		List<Node> nodes =  document.selectNodes("//name");

        for (Node node:nodes) {
    
    
            Element element = (Element) node;
            System.out.println(element.getTextTrim());
        }
    }
}

/*打印输出*/
潘金莲
武松
武大郎

4、属性查找

public class XPathDemo {
    
    
    @Test
    public void parse1() throws DocumentException {
    
    
        //1、解析器
        SAXReader reader = new SAXReader();
        //2、Document对象
        Document document = reader.read(XPathDemo.class.getResourceAsStream("/data.xml"));
        //3、XPath路径搜索

        System.out.println("===========方式1===========");
        //所有id属性
        List<Node> nodes = document.selectNodes("//@id");
        for (Node node:nodes) {
    
    
            Attribute element = (Attribute) node;
            System.out.println(element.getValue());
        }

        System.out.println("===========方式2===========");
        //name标签中中包含id属性的元素
        List<Node> nodes1 = document.selectNodes("//contact[@id]");
        for (Node node:nodes1) {
    
    
            Element element = (Element) node;
            System.out.println(element.getName());
        }

        System.out.println("===========方式3===========");
        //name标签中中包含id属性值为1的元素
        List<Node> nodes2 = document.selectNodes("//contact[@id=1]");
        for (Node node:nodes2) {
    
    
            Element element = (Element) node;
            System.out.println(element.getName());
        }
    }
}

/*打印输出*/
===========方式1===========
1
2
3
===========方式2===========
contact
contact
contact
===========方式3===========
contact

三、设计模式
（一）工厂模式

1、概念： 一种由内部创建对象的模式，对外提供获取对象的方法。

2、作用：

工厂方法可以封装对象的创建细节，例如对象初始化
可以实现类与类之间的解耦操作（核心思想）——就是不让类直接关联起来。

3、实现：

public class FactoryDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Computer c1 = FactoryPattern.getComputer("mac");
        Computer c2 = FactoryPattern.getComputer("huawei");
        c1.run();
        c2.run();
    }
}

class Computer{
    
    
    protected String name;
    protected double price;

    public Computer(){
    
    }

    public Computer(String name, double price) {
    
    
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
    
    
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }

    public double getPrice() {
    
    
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
    
    
        this.price = price;
    }

    public void run(){
    
    
        System.out.println(this.name + "正在启动。。。");
    };

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Computer{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

class Mac extends Computer{
    
    

    public Mac() {
    
    
    }

    public Mac(String mac, double price) {
    
    
        this.name = mac;
        this.price = price;
    }
}

class HuaWei extends Computer{
    
    
    public HuaWei() {
    
    
    }

    public HuaWei(String name, double price) {
    
    
        super(name, price);
    }
}

class FactoryPattern{
    
    
    public static Computer getComputer(String info){
    
    
        switch (info){
    
    
            case "mac":
                return new Mac("Mac",9999);
            case "huawei":
                return new HuaWei("HuaWei",5999);
            default:
                return null;
        }
    }
}

/*打印输出*/
Mac正在启动。。。
HuaWei正在启动。。。

（二）装饰模式

1、概念： 创建一个新类，包装原始类，增强原始类的功能。

2、作用：

不改变原类的基础上，动态扩展类的方法。——实际上是一个带有原始类的工具类。
可以实现类与类之间的解耦操作（核心思想）——就是不让类直接关联起来。

3、实现：

public class DecaratorDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        InputStream inputStream = new FileInputStream();
        System.out.println(inputStream.read());
        byte[] bytes = new byte[100];
        System.out.println(inputStream.read(bytes));
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
    }
}

abstract class InputStream{
    
    
    public abstract int read();
    public abstract int read(byte[] buffer);
}

class FileInputStream extends InputStream{
    
    

    @Override
    public int read() {
    
    
        System.out.println("读取了一个字节a");
        return 97;
    }

    @Override
    public int read(byte[] buffer) {
    
    
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
    
    
            buffer[i] = (byte) (97 + i);
        }
        System.out.println("读取了一个字节数组");
        return 26;
    }
}

/*打印输出*/
读取了一个字节a
97
读取了一个字节数组
26
[97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

Java学习路线（26）——XML与设计模式

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