Validació XML amb DTD

Introducció

• Validació de documents:

Què és el DTD?

El DTD (Document Type Definitions) és una forma de definir l'estructura i les etiquetes vàlides en un document XML.

• És la forma de definició d'esquemes que va sortir primer.
  • Va sorgir en el temps del SGML

L'objectiu principal dels DTD és permetre validar les estructures dels documents XML.

• El document XML es comprovarà amb l'esquema DTD.

Hi poden haver documents ben formats que no siguin vàlids.

El DTD pot ser compartit entre organitzacions o, fins i tot, definir-lo com a estàndard públic.

• Això permetrà conèixer les especificacions que defineixen un vocabulari concret.

Limitacions del DTD

• El DTD no és un llenguatge XML: Això obliga a aprendre dos llenguatges en comptes d'un!

• Pot ser que no puguem fer-hi tot el que ens faci falta:

  • DTD no pot fer comprovacions del contingut de dades:

  <data>.</data>
  

  • No pot comprovar que és una data correcte.

• Podria fer falta definir restriccions en el document però amb DTD no es pot:
  • Per exemple una data entre 1970 i 2032.

Encara hi ha molts documents XML que es validen amb DTD (tot i que té les seves limitacions).

Validació

Amb xmllint ho podem fer amb valid:

$ xmllint --noout --valid exercici.xml

També es pot fer amb el programa XML Copy Editor, etc...

O amb validadors online:

• XML Validator Online: https://www.xmlvalidation.com/
• XML Validator: http://xmlvalidator.new-studio.org/

El llenguatge DTD

Definició del DTD

Definició de DTD Interna

Es poden incorporar DTD dins dels documents XML:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE process [
<!ELEMENT adress (#PCDATA)>
<!ELEMENT process (adress)>
]>
<process>
    <adress>http://www.boscdelacoma.cat</adress>
</process>

• Tot i que es pot fer és millor fer-los externs.
• Definir-los externament permet compartir-los més fàcilment i a més:

Separa les dades de la estructura.

Definició de DTD Externa

Per definir un DTD extern que s'utilitza fent servir l'etiqueta DOCTYPE dins del document XML:

• Es poden definir DOCTYPES d'Internet:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE alumnes SYSTEM "http://www.boscdelacoma.cat/alumnes.dtd">
<alumnes>
    <persona>
        <nom>Pere</nom>
        <cognom>Pi</cognom>
    </persona>
</alumnes>

• O en fitxers locals:

<!DOCTYPE alumnes SYSTEM "alumnes.dtd">

I després només hem de crear el DTD extern en el lloc adequat:

<!ELEMENT nom (#PCDATA)>
<!ELEMENT cognom (#PCDATA)>
<!ELEMENT persona (nom,cognom)>

Elements

S'han de definir tots els elements que formen el document:

<!ELEMENT nom (contingut) >

En el contingut és on definirem completament l'estructura del document XML:

• Si hi ha dades
• Si conté altres etiquetes
• Etc.

Elements genèrics

Si tenim elements que poden tenir qualsevol cosa a dins els podem definir amb ANY

Aquests elements podràn contenir altres etiquetes o bé dades.

Per exemple:

<persona>Pere Pi</persona>
<persona>
     <nom>Marta</nom>
     <cognom>Mata</cognom>
</persona>

Podem definir <persona>:

<!ELEMENT persona ANY>

Entrada de text: #PCDATA

Un #PCDATA indica que l'element que estem definint només pot tenir dades a dins.

Per exemple:

<nom>Pere</nom>
<cognom>Pi</cognom>

Es definiria el DTD amb:

<!ELEMENT nom (#PCDATA)>
<!ELEMENT cognom (#PCDATA)>

Elements sense dades

Si tenim elements que no tenen contingut els podem definir amb EMPTY.

Per exemple:

XML

<persona>
    <nom>Pere</nom>
    <cognom>Pi</cognom>
    <real />
</persona>

<persona>
    <nom>Marta</nom>
    <cognom>Mata</cognom>
</persona>

DTD

<!ELEMENT real EMPTY>

Elements fills

El més normal és que una etiqueta en contingui d'altres.

Els elements que contenen altres etiquetes es defineixen amb el nom dels elements fills dins de parèntesis ().

<persona>
    <nom>Pere</nom>
    <cognom>Pi</cognom>
</persona>

Els definim posant les etiquetes que pot contenir:

DTD

<!ELEMENT nom (#PCDATA)>
<!ELEMENT cognom (#PCDATA)>
<!ELEMENT persona (nom,cognom)>

ATENCIÓ: Els elements fills han d'aparèixer en el XML en la mateixa seqüència (ordre) que en el DTD.

Es poden definir elements recursius:

<!ELEMENT node (fulla | node, node)>

• Però s'ha d'anar amb compte perquè podem generar un problema molt més gran.
• Definir elements que no s'acabin mai i que per tant no puguin ser validats.

<!ELEMENT node (node, node)>

• O sigui que es poden fer però sempre s'han de tractar amb cura

Modificadors dels elements fills

Podem especificar quantes instàncies dels elements fills hi poden haver en un element.

• ?: Indica que l'element hi pot ser o no.
• *: Indica que l'element hi pot ser un número indeterminat de vegades o no ser-hi.
• +: Indica que l'element hi ha de ser una vegada o més.

Per exemple:

DTD

<!ELEMENT persona (nom, cognom+)>

XML

<persona>
    <nom>Pere</nom>
    <cognom>Pi</cognom>
    <cognom>Pujol</cognom>
</persona>
<persona>
    <nom>Marta</nom>
    <cognom>Mata</cognom>
</persona>

Operador d'elecció

També tenim un operador que ens permet posar alternatives |

<!ELEMENT titol (president|treballador)>

Ens permetria fer:

<titol>
    <president>Pere Pi</president>
</titol>

O bé:

<titol>
     <treballador>Pere Pi</treballador>
</titol>

Parèntesis

Evidentment podem fer tantes agrupacions de parèntesi com ens facin falta.

Exemples:

<!ELEMENT cercle (centre, (radi | diametre))>

• Centre i radi o bé centre i diàmetre

<!ELEMENT comic (cognom | ( nom,(inicials, cognom) | cognom ))>

• cognom o nom+inicials+cognom o nom+cognom

<!ELEMENT paragraf (#PCDATA | nom | professio | marca | data )* >

Limitacions

No es poden posar etiquetes i #PCDATA que no siguin "contingut barrejat".

Això és erroni:

<!ELEMENT exercici (#PCDATA, apartat*)>

Tampoc podem duplicar definicions:

<!ELEMENT exercici (#PCDATA)  >
<!ELEMENT exercici (apartat*) >

O sigui que hem de fer això (tot i que pot no ser el que volem)

<!ELEMENT exercici (#PCDATA, apartat)*>

Expressions deterministes

Una altra de les limitacions és que obliga a que les expressions han de ser deterministes.

Això vol dir que no es pot fer això:

<!ELEMENT terrestre((persona,home)|(persona,dona))>

Això és perquè el processador al rebre 'persona' no pot saber quina és l'expressió que estem fent.

Ho hem d'escriure:

<!ELEMENT terrestre(persona,(home|dona))>

El mateix ens passarà si fem servir modificadors:

Per exemple perquè surti en l'ordre que vulguem autor i títol:

<!ELEMENT llibre((autor?,titol?)|(titol?,autor?))>

Després de rebre autor en quina expressió estem? I si rebem títol? Ho hauríem d'escriure d'aquesta forma:

<!ELEMENT llibre((autor,titol?)|(titol,autor?)|EMPTY)>

Ara no queda cap dubte de on som al rebre una etiqueta

Atributs

• Ens pot interessar limitar quins atributs pot contenir una etiqueta.
• No es poden fer atributs genèrics s'han de definir en cada element.
• Els atributs es defineixen amb ATTLIST

Atributs dels atributs

Un aspecte curiós és que els atributs tenen atributs que permeten definir com s'usaran.

• IMPLIED: L'atribut és opcional. Cada instància de l'element pot o no pot donar-li valor.
• REQUIRED: L'atribut és obligatori. Ha d'existir!
• FIXED: L'atribut és constant i inmutable. S'ha d'especificar per força ja que és permanent.
• DEFAULT: L'atribut ja té un valor per defecte. Si no se n'hi posa cap un programa ha d'assumir aquest valor.

Per exemple:

<!ATTLIST equip posicio ID #REQUIRED>
<!ATTLIST nom dni NMTOKEN #IMPLIED>
<!ATTLIST document versio CDATA #FIXED "1.0">

• L'etiqueta equip ha de tenir l'atribut "posicio" obligatòriament
• El dni associat al nom és opcional
• La versió del document és "1.0" i no es pot canviar

Tipus de dades atributs

Existeixen diferents tipus de dades que es poden fer servir com a tipus d'atributs.

CDATA i enumeracions

Els atributs de tipus CDATA permeten la entrada de text de qualsevol tipus.

<!ATTLIST empresa nom CDATA #REQUIRED>

Ens permetria definir coses com:

<empresa nom="Microsoft Corporation">
<empresa nom="6tema desastre, SA">

Un cas especial serien les enumeracions:

<!ATTLIST curs inici (setembre|octubre) #IMPLIED>

• Que permetran que el valor de l'atribut sigui o "setembre" o "octubre" i cap més.

ID

ID serveix per quan els atributs es poden utilitzar com identificadors d'un element dins del document.

• Els valors no es poden repetir.
• Els valors han de començar per una lletra o pel caràcter de subratllat.

DTD

<!ATTLIST equip posicio ID #REQUIRED>

XML

<equip posicio="primer">F.C.Barcelona</equip>
<equip posicio="tretzè">Real Madrid C.F.</equip>

IDREF o IDREFS

Es fan servir quan el valor ha de ser una referència a un identificador.

<!ATTLIST recepta id ID #REQUIRED>
<!ATTLIST ingredient ref IDREF #IMPLIED>

<llibrecuina>
    <recepta id="recepta1">Patates fregides</recepta>
    <recepta id="recepta2">Patates bullides</recepta>
    <ingredient ref="recepta1">oli</ingredient>
</llibrecuina>

IDREFS ens permet fer una llista d'ID separades per espais.

<!ATTLIST ingredient refs IDREFS #IMPLIED>

<ingredient refs="recepta1 recepta2">patates</ingredient>

NMTOKEN i NMTOKENS

Els tipus NMTOKEN permeten que especifiquem qualsevol caràcter acceptat per XML.

• Això implica text sense espais.
• Com la majoria de vegades el NMTOKENS ens en permet especificar diversos separats per espais

<!ATTLIST home naixement NMTOKEN #IMPLIED>
<!ATTLIST home fills NMTOKENS #IMPLIED>

• O sigui

<home naixement="1975">Carles Punxatí</home>
<home fills="Maria Pere Albert">Filomenu Pi</home>

NOTATION

Aquest atribut permet associar una aplicació a un tipus d'informació.

<!NOTATION jpg PUBLIC “JPEG">
<!ATTLIST persona foto NOTATION jpg #IMPLIED>

Es pot canviar PUBLIC per SYSTEM per poder definir una aplicació en particular.

Per exemple un tipus MIME

<!NOTATION jpg SYSTEM "image/jpeg">

ENTITY / ENTITIES

Les entitats permeten definir les constants pel document

• Els atributs poden fer referència a constants

<!ATTLIST A a ENTITY #IMPLIED>
<!ATTLIST A b ENTITIES #IMPLIED>

Podem definir les nostres entitats:

<!ENTITY nom "valor">

I després utilitzar-les en el document

&nom;

Entitats predefinides i externes

Tenim entitats que ens permeten escriure caràcters amb el seu valor hexadecimal:

)

• I les ja conegudes

< > & '