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8-格式化檔案儲存-XML

結構化檔案儲存

  • xml, json,
  • 為了解決不同裝置之間資訊交換
  • xml,
  • json

    XML檔案

  • 參考資料
  • XML(eXtensibleMarkupLanguage), 可擴充套件標記語言
    • 標記語言: 語言中使用尖括號括起來的文字字串標記
    • 可擴充套件:使用者可以自己定義需要的標記
    • 例如:

        <Teacher> 
            自定義標記Teacher
            在兩個標記之間任何內容都應該跟Teacher相關
        </Teacher>
    • 是w3c組織制定的一個標準
    • XML描述的是資料本身,即資料的結構和語義
    • HTML側重於如何顯示web頁面中的資料

  • XML文件的構成
    • 處理指令(可以認為一個檔案內只有一個處理指令)
      • 最多隻有一行
      • 且必須在第一行
      • 內容是與xml本身處理起相關的一些宣告或者指令
      • 以xml關鍵字開頭
      • 一般用於宣告XML的版本和採用的編碼
        • version屬性是必須的
        • encoding屬性用來支出xml直譯器使用的編碼
    • 根元素(一個檔案內只有一個根元素)
      • 在整個xml檔案中,可以把他看作一個樹形結構
      • 根元素有且只能由一個
    • 子元素
    • 屬性
    • 內容
      • 表明標籤所儲存的資訊
    • 註釋
      • 起說明作用的資訊
      • 註釋不能巢狀在標籤裡
      • 只有在註釋的開始和結尾使用雙短橫線
      • 三短橫線只能出現在註釋的開頭而不能用在結尾

          <name> <!-- wangdapeng -->   </name> #可以
          <name <!-- wangdapeng -->>   </name> #不可以,註釋在標籤內
        
          <!--my-name-by-wang--> #可以,註釋內容可以有一個短橫線
          <!--my--name--by--wang-->#不可以,雙短橫線只能出現在開頭或結尾
        
          <!---my-name--> #可以, 三短橫線只能出現在開頭
          <!---my-name---> #不可以, 三短橫線只能出現在開頭        
  • 保留字元的處理
    • XML中使用的符號可能跟實際符號相沖突,典型的就是左右尖括號
    • 使用實體引用(EntityReference)來表示保留字元

         <score> score>80 </score> #有錯誤,xml中不能出現>
         <score> score&gt;80</score> #使用實體引用
    • 把含有保留字元的部分放在CDATA塊內部,CDATA塊把內部資訊視為不需要轉義

          <![CDATA[
             select name,age
             from Student
             where score>80
             ]]>
    • 常用的需要轉移的保留字元和對應實體引用

        - &:&amp;
        - <:&lt;
        - >:&gt;
        - ':&apos;
        - ":&quot;
        - 一共五個, 每個實體引用都以&開頭並且以分號結尾
  • XML標籤的命名規則
    • Pascal命名法
    • 用單詞表示,第一個字母大寫
    • 大小寫嚴格區分
    • 配對的標籤必須一直
  • 名稱空間
    • 為了防止命名衝突

          <Student>
                    <Name>LiuYing</Name>
                    <Age>23</Age>
            </Student>
            <Room>
                <Name>2014</Name>
                <Location>1-23-1</Location>
            </Room>
    • 如果歸併上述兩個內容資訊,會產生衝突

          <Schooler>
                    <Name>LiuYing</Name>
                    <Age>23</Age>
                <Name>2014</Name>
                <Location>1-23-1</Location>
            </Schooler>
    • 為了避免衝突,需要給可能衝突元素新增名稱空間
    • xmlns: xml name space 的縮寫

          <Schooler xmlns:student="http://my_student" xmlns:room="http://my_room">
                    <student:Name>LiuYing</student:Name>
                    <Age>23</Age>
                <romm:Name>2014</room:Name>
                <Location>1-23-1</Location>
            </Schooler>

XML訪問

讀取

  • XML讀取分兩個主要技術,SAX, DOM
  • SAX(Simple API for XML):
    • 基於事件驅動的API
    • 利用SAX解析文件設計到解析器和事件處理兩部分
    • 特點:
      • 流式讀取
  • DOM
    • 是W3C規定的XML程式設計介面
    • 一個XML檔案再快取中以樹形結構儲存,讀取
    • 用途
      • 定位瀏覽XML任何一個節點資訊
      • 新增刪除相應內容
    • minidom
      • minidom.parse(filename):載入讀取的xml檔案, filename也可以是xml程式碼
      • doc.documentElement:獲取xml文件物件,一個xml檔案只有一個對於的文件物件
      • node.getAttribute(attr_name):獲取xml節點的屬性值
      • node.getElementByTagName(tage_name):得到一個節點物件集合
      • node.childNodes:得到所有孩子節點
      • node.childNodes[index].nodeValue:獲取單個節點值
      • node.firstNode:得到第一個節點,等價於node.childNodes[0]
      • node.attributes[tage_name]
      • 案例v01
    • etree
      • 以樹形結構來表示xml
      • root.getiterator:得到相應的可迭代的node集合
      • root.iter
      • find(node_name):查詢指定node_name的節點,返回一個node
      • root.findall(node_name):返回多個node_name的節點
      • node.tag: node對應的tagename
      • node.text:node的文字值
      • node.attrib: 是node的屬性的字典型別的內容
      • 案例v02
  • xml檔案寫入
    • 更改
      • ele.set:修改屬性
      • ele.append: 新增子元素
      • ele.remove:刪除元素
      • 案例 v03
    • 生成建立
      • SubElement, 案例v04
      • minidom 寫入, 案例v05
      • etree建立, 案例v06
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>


<School type="online" loc="beijing">
    <Student gender="male">

        <score> math>80 </score>
        <name>
            haha
        </name>

        <age>18</age>
    </Student>

    <Student>
        <name>haha</name>
        <age>18</age>
    </Student>

    <Student>
        <name>haha</name>
        <age>18</age>
    </Student>
</School>

student.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<School>
   <Teacher desc="PythonTeacher" score="good">
       <Name>LiuDana</Name>
       <Age_1 Detail="Age for year 2010">18</Age_1>
       <Mobile>13260446055</Mobile>
   </Teacher>
    <Student>
        <Name Other="他是班長">ZhangSan</Name>
        <Age Detail="The yongest boy in class">14</Age>
    </Student>
    <Student>
        <Name>LiSi</Name>
        <Age>19</Age>
        <Mobile>15578875040</Mobile>
    </Student>
   <!-- 這是北京圖靈學院的一個例子而已 -->

</School>

案例v01

import xml.dom.minidom
# 負責解析xml檔案
from xml.dom.minidom import parse

# 使用minidom開啟xml檔案
DOMTree = xml.dom.minidom.parse("student.xml")
#得到文件物件
doc = DOMTree.documentElement

# 顯示子元素
for ele in doc.childNodes:
    if ele.nodeName == "Teacher":
        print("-------Node:{0}-----".format(ele.nodeName))
        childs = ele.childNodes
        for child in childs:
            if child.nodeName == "Name":
                # data是文字節點的一個屬性,表示他的值
                print("Name: {0}".format(child.childNodes[0].data))
            if child.nodeName == "Mobile":
                # data是文字節點的一個屬性,表示他的值
                print("Mobile: {0}".format(child.childNodes[0].data))
            if child.nodeName == "Age":
                # data是文字節點的一個屬性,表示他的值
                print("Age: {0}".format(child.childNodes[0].data))
                if child.hasAttribute("detail"):
                    print("Age-detail: {0}".format(child.getAttribute("detail")))

案例v02

import xml.etree.ElementTree

root = xml.etree.ElementTree.parse("student.xml")
print("利用getiterator訪問:")
nodes = root.getiterator()
for node in nodes:
    print("{0}--{1}".format(node.tag, node.text))



print("利用find和findall方法:")
ele_teacher = root.find("Teacher")
print(type(ele_teacher))
print("{0}--{1}".format(ele_teacher.tag, ele_teacher.text))


ele_stus = root.findall("Student")
print(type(ele_stus))
for ele in ele_stus:
    print("{0}--{1}".format(ele.tag, ele.text))
    for sub in ele.getiterator():
        if sub.tag =="Name":
            if "Other" in sub.attrib.keys():
                print(sub.attrib['Other'])

案例v03

import xml.etree.ElementTree as et


tree = et.parse(r'to_edit.xml')

root = tree.getroot()

for e in root.iter('Name'):
    print(e.text)


for stu in root.iter('Student'):
    name = stu.find('Name')

    if name != None:
        name.set( 'test', name.text * 2)

stu = root.find('Student')

#生成一個新的 元素
e = et.Element('ADDer')
e.attrib = {'a':'b'}
e.text = '我加的'

stu.append(e)

# 一定要把修改後的內容寫回檔案,否則修改無效
tree.write('to_edit.xml')

案例v04

import xml.etree.ElementTree as et

stu = et.Element("Student1")

name = et.SubElement(stu, 'Name')
name.attrib = {'lang','en'}
name.text = 'maozedong'


age = et.SubElement(stu, 'Age')
age.text = 18

et.dump(stu)

案例v05

import xml.dom.minidom

#在記憶體中建立一個空的文件
doc = xml.dom.minidom.Document()
#建立一個根節點Managers物件
root = doc.createElement('Managers')
#設定根節點的屬性
root.setAttribute('company', 'xx科技')
root.setAttribute('address', '科技軟體園')
#將根節點新增到文件物件中
doc.appendChild(root)

managerList = [{'name' : 'joy',  'age' : 27, 'sex' : '女'},
               {'name' : 'tom', 'age' : 30, 'sex' : '男'},
               {'name' : 'ruby', 'age' : 29, 'sex' : '女'}
]

for i in managerList :
  nodeManager = doc.createElement('Manager')
  nodeName = doc.createElement('name')
  #給葉子節點name設定一個文字節點,用於顯示文字內容
  nodeName.appendChild(doc.createTextNode(str(i['name'])))

  nodeAge = doc.createElement("age")
  nodeAge.appendChild(doc.createTextNode(str(i["age"])))

  nodeSex = doc.createElement("sex")
  nodeSex.appendChild(doc.createTextNode(str(i["sex"])))

  #將各葉子節點新增到父節點Manager中,
  #最後將Manager新增到根節點Managers中
  nodeManager.appendChild(nodeName)
  nodeManager.appendChild(nodeAge)
  nodeManager.appendChild(nodeSex)
  root.appendChild(nodeManager)
#開始寫xml文件
fp = open('Manager.xml', 'w')
doc.writexml(fp, indent='\t', addindent='\t', newl='\n', encoding="utf-8")

案例v06

import xml.etree.ElementTree as et

#在記憶體中建立一個空的文件


etree = et.ElementTree()

e = et.Element('Student')

etree._setroot(e)

e_name = et.SubElement(e, 'Name')
e_name.text = "hahahah"


etree.write('v06.xml')